Ing. Eva Kunzová, CSc., Ing. Lukáš Hlisnikovský, Ph.D., Ing. Ladislav Menšík, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. Praha-Ruzyně

Pšenice ozimá (Triticum aestivum L.) je v současné době v České republice i ve světě považována za strategickou plodinu. V České republice je pšenice nejrozšířenější obilninou, následována ječmenem. Osevní plochy pšenice ozimé se v průměru pohybují kolem 800 000 ha, průměrný výnos se pohybuje od 4,27 do 6,45 t/ha (viz graf 1). Stabilizace výměry ploch od roku 1991 souvisí s možností mnohostranného využití pro potravinářské i krmivářské účely.

Výživa pšenice ozimé

Nejdůležitější živinou pro pšenici ozimou představuje dusík. Jedná se o klíčovou živinu, která významně ovlivňuje efektivitu využití vody rostlinami, budování listové plochy a syntézu bílkovin (Gonzalez-Dugo et al. 2010). Aplikace minerálního dusíku rovněž podporuje celkové množství chlorofylu v listech a vlastnosti těsta, vytvořeného z mouky pšenice (Blandino et al. 2009). Dávka aplikovaného dusíku proto musí být považována za hlavní faktor produkce plodin. Efektivita dusíkatých hnojiv souvisí nejen s jejich dávkami nebo chemickou formou, ale také s odpovídajícími vztahy mezi dusíkem a jinými živinami (Fageria 2001).

Další důležité živiny jsou fosfor a draslík, které přímo ovlivňují příjem a využití dusíku a mají nezastupitelnou roli ve fyziologických procesech rostlin. Fosfor je pro rostlinu důležitý již od samého počátku růstu a hraje klíčovou roli v energetickém hospodářství rostliny.

Úloha draslíku je spojena s fyziologickými procesy ovlivňujícími růst a vývoj rostlin a metabolizmus bílkovin (Pettigrew 2008). Aktivně zasahuje do fotosyntézy, transportu asimilátů, aktivace enzymů, vodního hospodářství plodiny a ovlivňuje velikost kořenového systému pšenice.

Aby rostlina mohla poskytnout vysoké výnosy, je důležité pro ni zajistit co nejlepší půdně-klimatické a agrotechnické podmínky, především pak výživu. Snahou pěstitele by mělo být vytvoření optimálních podmínek pro zdárný vývoj rostlin, a tak maximálně využít jejich výnosový potenciál. Co však farmář ovlivnit nemůže, je průběh počasí, který je také jedním z limitujících faktorů, ovlivňující výši produkce.

Cílem této práce bylo vyhodnotit vliv lokality a různých variant hnojení (nehnojená Kontrola, hnůj a kombinace hnoje společně s NPK) v období 2015‒2018 na výnosy a kvalitu pšenice ozimé.

Polní pokusy

Pro účely tohoto článku jsme vybrali čtyři varianty hnojení pro stanovení výnosů (t/ha) a tři varianty hnojení pro stanovení obsahu bílkovin (OB, %) a hodnoty Zelenyho sedimentačního testu (ZST, ml).

Pro stanovení výnosů to byly varianty:

1) Kontrola (varianta nehnojená od roku 1955),

2) Hnůj (hnůj byl v osevním postupu aplikován v dávce 40 t/ha ke kukuřici tři roky před zasetím pšenice, celkový obsah živin uvolněný mineralizací je odhadován na 5% – 10 kg N/ha, 3 kg P/ha, a 12 kg K/ha),

3) Hnůj + N2 (80 kg N/ha + 10 kg N/ha uvolněný z hnoje),

4) Hnůj + N3PK (120 kg N/ha, 60 kg P/ha, 60 kg K/ha, plus 10, 3, a 12 kg N, P, K/ha uvolněné z hnoje).

Minerální dusík byl aplikován ve formě dusičnanu ammoného s vápencem, fosfor ve formě superfosfátu, draslík ve formě chloridu draselného. Dávka minerálního dusíku byla rozdělena do dvou (N2), respektive do tří (N3) dávek po 40 kg N/ha: před zasetím, na jaře pro regeneraci (N2, N3) a v průběhu května jako kvalitativní hnojení (N3).

V průběhu hodnoceného období byla zaseta pšenice ozimá, odrůda Julie, která se vyznačuje krátkým stéblem, vysokými výnosy ve všech výrobních oblastech, vysokou odolností proti mrazu, kvalitativním zařazením do skupiny E. Pšenice byla seta v říjnu, hloubka setí se pohybovala od 3 do 4 cm, meziřádková vzdálenost byla 12,5 cm, výsevek činil 400 zrn/m². Základní charakteristiky stanoviště a klimatické podmínky uvádí tabulka 1.

Tab. 1: Základní výrobní a klimatické podmínky pokusných stanovišť

Charakteristiky	Stanoviště
	Ivanovice na Hané	Lukavec
Výrobní typ	řepařský (ŘVT)	bramborářský (BVT)
Nadmořská výška (m n. m.)	225	620
Půda
Půdní typ	černozem modální (CEm)	kambizem modální (KMm)
Půdní druh	hlinitá	písčitohlinitá
Hloubka ornice (m)	0,35–0,45	0,15–0,20
Klimatické charakteristiky
Suma ročních srážek (mm)	556	686
Průměrná roční teplota (°C)	8,4	6,8
Klimatický region	teplý, mírně suchý	mírně teplý, vlhký

Tab. 2: Průměrný obsah bílkovin a průměrná hodnota Zelenyho sedimentačního testu v zrnu pšenice ozimé, v závislosti na lokalitě (Ivanovice, Lukavec), variant hnojení (nehnojená Kontrola, Hnůj, Hnůj+N3PK) a ročníku (2015–2018)

Výnos zrna pšenice ozimé

Průměrný výnos v Ivanovicích (ŘVT) byl v každém roce statisticky významně rozdílný (graf 2). Nejnižší průměrné výnosy (průměr všech variant hnojení) byly zaznamenány v roce 2018 (5,26 t/ha), zatímco nejvyšší průměrné výnosy poskytl rok 2016 (7,04 t/ha). V Lukavci (BVT) nebyla fluktuace výnosů v jednotlivých letech tak veliká, pohybovala se od 4,29 t/ha v roce 2017 do 5,07 t/ha v roce 2015.

Stanoviště v Ivanovicích nabízí půdně-klimatické podmínky, které jsou schopny poskytnout vyšší výnosy (přirozeně úrodná černozem, teplejší klima s menším množstvím srážek). Stanoviště je však náchylné k výkyvům teplot a srážek, které významně ovlivňují produkci. Naopak stanoviště v Lukavci (kambizem, vyšší množství srážek, nižší průměrné teploty) nabízí podmínky vhodnější pro jiné plodiny než pšenice a celkové výnosy pšenice jsou v porovnání s Ivanovicemi nižší. Na druhou stranu zde výkyvy klimatických podmínek nejsou tak veliké a míra produkce je zde stabilnější (nižší fluktuace výnosů).

Dobře si rozdílů mezi jednotlivými stanovišti můžeme všimnout u nehnojené Kontrolní varianty (nehnojeno od roku 1955, graf 2). V Ivanovicích se průměrný výnos Kontroly pohyboval od 3,8 t/ha (2015) do 5,14 t/ha, průměr 2015–2018 činil 4,44 t/ha. Jak jsme uvedli v úvodu, průměrný výnos zrna pšenice se v ČR pohybuje od 4,27 do 6,45 t/ha. Výnosy Kontrolní, nehnojené varianty tak odpovídají celorepublikovému průměru (byť na samé spodní hranici). Velikou měrou k takovýmto výnosům přispívá osevní postup, který se skládá z obilnin, okopanin a pícnin. Právě redukce osevních postupů, spojená s rostoucím využíváním bioplynových stanic, a upřednostňováním určitých plodin před jinými, společně s redukcí stavů hospodářských zvířat a nedostatečnou produkcí statkových hnojiv (i zde je nutné připočíst vliv zemědělských bioplynových stanic), je příčinou současných problémů zemědělství ČR. Průměrný výnos nehnojené Kontrolní varianty v Lukavci se pohyboval od 2,07 t/ha (2017) do 2,87 t/ha (2018), s průměrným výnosem 2,38 t/ha. Přirozené podmínky stanoviště tak samy vytvářejí bariéry, které jsme schopni částečně modifikovat, nikoliv však zcela změnit.

Jednou z možností, jak do pěstebního procesu zasáhnout, je hnojení. Přestože byl hnůj v osevním postupu aplikován ke kukuřici, tři roky před zasetím pšenice, je rozdíl mezi výnosy Kontrolní varianty a variantou Hnůj statisticky významný. V Ivanovicích činí rozdíl +0,56 t/ha (+12 %), v Lukavci pak +0,48 t/ha (+20 %). Procentuálně je tak efektivita hnoje v Lukavci vyšší. Jak jsme uvedli výše, předpokládané množství živin, uvolněných z aplikovaného hnoje, je cca 5 %. Hnůj je hnojivo s relativně nízkým poměrem C:N (v porovnání s kejdou), své živiny uvolňuje pomaleji, ale po delší časové období. Hlavním přínosem hnoje je však pozitivní účinek na půdní vlastnosti chemické, fyziologické a biologické. Statistický rozdíl mezi Kontrolou a variantou Hnůj tak není jen přínos živin přímo mineralizovaných a uvolněných do půdního prostředí, ale částečně i nepřímými parametry, jako je např. organická hmota v půdě.

Skokový nárůst výnosů můžeme spatřit u varianty hnojené minerálním dusíkem (graf 2 a 3). V porovnání s Kontrolou je nárůst 3,37 t/ha v Ivanovicích (+76 %) a 3,41 t/ha v Lukavci (+143 %). Účinek minerálního dusíku je tak na horší půdě mnohem více znatelný. Tato varianta hnojení do jisté míry odráží současnou situaci v českém zemědělství, která je charakteristická závislostí na minerálním dusíku, jehož spotřeba má rostoucí tendenci.

Naopak množství aplikovaných fosforečných a draselných hnojiv je kriticky nízká, pohybuje se na úrovni srovnatelné s množstvím hnojiv aplikovaných v 60. letech 20. století. Markantní rozdíl pak můžeme vidět u varianty, ve které se aplikovala NPK hnojiva. V Ivanovicích byl průměrný výnos 8,01 t/ha, v Lukavci pak 7,49 t ha. V Ivanovicích, kde se hospodaří na přirozeně úrodné půdě (černozem, cca 10 % obdělávané půdy v ČR), byl průměrný rozdíl mezi N a NPK variantou cca 200 kg zrna/ha a rozdíl nebyl statisticky významný.

Nicméně z dlouhodobého pohledu, chceme-li použít moderní mantrické slovo „z pohledu udržitelnosti“, bude tato praxe špatná (nepříznivá). Vypovídá o tom rozbor půdy z roku 2018, kdy v Ivanovicích byl průměrný obsah P v Kontrolní variantě 93 mg/kg, u varianty N 116 mg/kg, a u varianty NPK 163 mg/kg. V případě draslíku to pak bylo 178, 231, a 295 mg/kg. Rozdíly v Lukavci byly taktéž významné. Hodnoty půdního P byly 49, 39, a 189 mg/kg (Kontrola, N, NPK), v případě K pak 103, 134, a 175 mg/kg. Další podrobné vyhodnocení půdních vlastností (pH, uhlík, dusík a živiny) v důsledku hnojení minerálním dusíkem (varianta hnůj+N2) lze nalézt v publikaci Menšík et al. 2019. V Lukavci, kde se hospodaří na méně úrodné a méně kvalitní půdě, byl rozdíl mezi N a NPK variantami citelný, 1,7 t/ha.

Všimněme si, že v Ivanovicích jsme u maximálně hnojené varianty dosáhli výnosů 9,98 t/ha (2015) a 9,61 t/ha (2016), průměrně pak 8,01 t/ha (varianta Hnůj+N₃PK). A rozdíl mezi variantami N₂ a N₃PK nebyl statisticky významný. Svědčí to o tom, že jsme v této lokalitě dosáhli maxima (v extrémních případech můžou být výnosy ještě vyšší, nicméně se jedná o souhru mnohem více faktorů, především optimální počasí, které ovlivňuje přezimování plodin, výskyt chorob a škůdců, agrotechnika, atd.). Pokud nedojde k významnému zlomu v oblasti šlechtění a genetiky (např. transformace obilnin z C3 na C4), výnosy zde vyšší nebudou.

Když se ale podíváme na Lukavec, zjistíme, že vhodně zvolená forma hnojení dokáže lokalitu s horšími půdně-klimatickými podmínkami pozdvihnout na úroveň Ivanovic. Alespoň ve výnosech pšenice! Co však ani hnojení nedožene, je kvalita.

Graf 1: Vývoj sklizňových ploch pšenice ozimé v období 1991‒2018 v ČR (zdroj dat: ČSÚ 2019)

Graf 2: Výnosy pšenice ozimé v dlouhodobých pokusech (lokalita: Ivanovice na Hané, Lukavec) s rozdílným hnojením (nehnojená Kontrola, Hnůj, Hnůj+N2, Hnůj+N3PK) v období 2015‒2018

Graf 3: Průměrné výnosy pšenice ozimé v dlouhodobých pokusech (lokalita: Ivanovice na Hané, Lukavec) s rozdílným hnojením (nehnojená Kontrola, Hnůj, Hnůj+N2, Hnůj+N3PK) za období 2015‒2018

Kvalita zrna pšenice ozimé

V případě kvalitativních parametrů jsou rozdíly mezi porovnávanými variantami i lokalitami významné. Zatímco rozdíl mezi Kontrolou a variantou hnojenou hnojem byl v případě výnosů ještě znatelný (statisticky významný), v případě obsahu bílkovin se pozitivní účinek hnoje neprojevil ani v Ivanovicích (ŘVT), ani v Lukavci (BVT). Aplikace minerálních hnojiv (NPK) významně zvýšila obsah bílkovin v zrnu, přibližně o 80 % v Ivanovicích a 33 % v Lukavci.

Půdně-klimatické podmínky tak dovolují v Ivanovicích produkci vysoce kvalitní pšenice, vhodné pro produkci kynutých pekárenských výrobků (vysoká hodnota ZST). Kultivar Julie zde může naplno rozvinout svůj potenciál a poskytnout výsledky požadované pro kvalitativní třídu E.

V Lukavci však i ve variantě NPK balancuje svými výsledky mezi třídami A a B. Půdní, a především pak klimatické podmínky tak vytvářejí přirozenou bariéru, omezující kvalitativní parametry pšeničného zrna. Kvalitativní skladba pšeničného zrna, především obsah bílkovin, je přibližně z jedné třetiny ovlivněna genetickým potenciálem zvoleného kultivaru (Shewry 2007). Ze dvou třetin pak obsah bílkovin ovlivňují vnější faktory, hnojení a především půdně-klimatické podmínky.

Pouze u varianty hnojené statkovými a minerálními hnojivy (Hnůj+N₃PK) v Ivanovicích byly kvalitativní parametry pšeničného zrna dobré a v průběhu jejich analýzy nedocházelo k úplnému rozplavení.

Závěr

Na základě našich výsledků můžeme říci, že pro dosažení vysokých výnosů s výbornými kvalitativními parametry, je nutná souhra hnojení (nejlépe kombinace statkových a minerálních hnojiv) a vhodných půdně-klimatických podmínek. Půdně-klimatické podmínky vytvářejí přirozenou bariéru, kterou můžeme hnojením částečně upravovat, především z pohledu výnosů pšenice. Ovlivnění kvality zrna je však touto bariérou omezeno významně.

Výsledek vznikl za podpory Ministerstva zemědělství, institucionální podpora MZE-RO 0418.