Budúce rámcové podmienky prísnejšej vyhlášky o hnojivách si vyžadujú najvyššie štandardy pestovateľských systémov v poľnohospodárskych podnikoch pestujúcich plodiny a krmoviny. V popredí je predovšetkým efektívne využívanie environmentálne významných živín - dusíka a fosforu. To si vyžaduje vyváženú výživu rastlín, ktorá sa poľnohospodárom odporúča prostredníctvom odporúčaní na hnojenie odvodených zo zavedených metód analýzy pôdy a dlhoročných poľných pokusov.

Christoph Weidemann, Prof. Dr. Karl H. Mühling, Univerzita Kiel, a Dr. Lars Biernat, Poľnohospodárska komora Šlezvicka-Holštajnska

V minulosti sa problémy s produkciou plodín dali účinne odstrániť použitím prípravkov na ochranu rastlín a "opravného dusíka". Tieto možnosti sú však v rámci budúcich cieľov povolené len vo veľmi obmedzenom rozsahu a musia sa realizovať v oveľa väčšej miere pomocou optimalizovanej výrobnej technológie. Na tento účel je potrebné vrátiť sa k agronomickým zásadám, najmä k analýze pôdy, interpretácii výsledkov analýzy a zodpovedajúcemu odporúčaniu hnojenia. Základom bezpečných výnosov a vysokej dostupnosti živín je predsa aktívny život v pôde, optimálna hodnota pH pôdy a vyvážený prísun základných živín pre rastliny.

V tejto súvislosti rastúce nároky na poľnohospodársku prax vedú k oveľa kritickejšiemu pohľadu na metódy testovania pôdy, ktoré odporúča oficiálna poradenská služba ako základ pre regionálne typické odporúčania týkajúce sa hnojív. Požiadavky na hnojivá pre rôzne plodiny v zásade závisia od potreby živín a asimilačnej schopnosti pestovaných plodov, príslušných očakávaných výnosov a kvality, ako aj od zásoby živín v pôde, pričom sa zohľadňujú prevládajúce klimatické podmienky.

Normy pri testovaní pôdy

V tejto súvislosti sa na celom svete skúmalo a vyvíjalo mnoho rôznych metód na zaznamenávanie zloženia a dostupnosti živín v pôde. Len kalibrované poľné pokusy v reprezentatívnych experimentálnych podmienkach však vedú k zodpovedajúcim, pre danú lokalitu typickým odporúčaniam hnojív. Na základe toho Združenie nemeckých poľnohospodárskych skúšobných a výskumných ústavov (VDLUFA) štandardizovalo metódy testovania pôdy používané v Nemecku. Výsledkom dlhoročných poľných testov je koncepcia množstva s rozdelením do obsahových tried (A-E) a z nej odvodené odporúčania pre hnojivá.

Naproti tomu metóda stanovenia katiónovej výmennej kapacity (CEC) ako základu pre rozhodovanie o hnojivách, vyvolaná rôznymi aktivitami prevažne súkromných inštitúcií, je v súčasnosti často vnímaná ako "modernejšia" alebo "pokročilejšia". Jeho pôvod však siaha do 40. rokov 20. storočia v USA. Aj v Nemecku sa v 50. a 60. rokoch 20. storočia na univerzitách a v oficiálnych poradenských organizáciách vykonával intenzívny výskum v tejto oblasti. Získané poznatky prispeli k vývoju dnešných metód VDLUFA.

Namiesto systému obsahových tried definujú tzv. alternatívne metódy úrodnosť pôd predovšetkým na základe vzájomného pomeru kladne nabitých živín (katiónov) na výmenných časticiach (ílové minerály, organické látky).

Nezohľadňuje však požiadavky na vápno ani selektívne a špecifické viazanie živín na rôzne výmenné častice pôdy. Okrem toho sa regionálne poľné pokusy založené na pôdnych a klimatických podmienkach, ako aj na podmienkach úrody nepovažujú za relevantné. To úplne ignoruje interakciu rastliny a pôdy. V zásade je katiónová výmena dôležitou vlastnosťou pôdy, ale pri interpretácii analytických metód a z nich odvodených odporúčaní na hnojenie sa od poľnohospodára vyžaduje, aby výsledky kriticky spochybnil. Nasledujúca časť je určená na pomoc pri vysvetľovaní a klasifikácii základných parametrov.

Aký je správny spôsob odhadu hodnoty pH?

Hodnota pH vyjadruje koncentráciu kyslých kladných vodíkových iónov (W). Môže sa merať rôznymi metódami. V minulosti sa na sériové testy poľnohospodárskych pôd používal umelý pôdny roztok s chloridom draselným. V súčasnosti sa však na tento účel používa chlorid vápenatý v uznávanom štandardnom postupe. Osobitná výhoda roztoku s chloridom vápenatým spočíva v stálosti metódy merania vo vzťahu ku kolísaniu koncentrácie a objemu suspenznej kvapaliny, ako aj vápenatého potenciálu danej pôdy. Na druhej strane, ak sa použije len voda, ako napríklad pri Kinseyho metóde, namerané hodnoty sú približne o 0,3 až 1,0 jednotky vyššie. Iba v pôdach s pH 7 a vyšším nie je medzi týmito dvoma metódami žiadny rozdiel. Tí, ktorí to neberú do úvahy, nadhodnocujú hodnotu pH na kyslých pôdach. Okrem toho sa v štandardnom postupe na základe početných poľných pokusov stanovili cieľové hodnoty pH pre typ pôdy a obsah humusu a určili sa potrebné množstvá vápna na ich dosiahnutie.

Čo hovorí katiónová výmenná kapacita?

Katiónová výmenná kapacita (CEC) je schopnosť pôdy adsorpčne viazať katióny, a tak zabrániť ich vyplavovaniu, pričom ich zároveň udržiava vo forme, ktorá je dostupná pre rastliny. Stanovenie CAC sa používa predovšetkým na charakterizáciu lokality alebo na posúdenie úrodnosti pôdy. Rozlišuje sa medzi potenciálnou a efektívnou katiónovou výmennou kapacitou. Potenciálna CEC určuje maximálnu možnú výmennú kapacitu pôdy pri hodnote pH 7. Keďže optimálna hodnota pH mnohých ľahších alebo organických pôd je výrazne nižšia ako pH 7, táto kapacita sa tam nedá vyčerpať alebo použiť ako základ pre výpočet odporúčaní na hnojenie.

Existuje približne osem rôznych metód na určenie potenciálneho KAK, z ktorých každá poskytuje iné výsledky a nie je priamo porovnateľná. Účinný KAK určuje kladne nabité živiny, ktoré sa môžu vymieňať pri aktuálnej hodnote pH. So zmenou pH v pôde sa mení aj efektívna CAC, pretože so zvyšujúcim sa pH sa zvyšuje aj efektívna výmenná kapacita a naopak. Množstvo horčíka a draslíka, ktoré sa môže naviazať na pôdne častice, priamo závisí od účinného CAC. Môže sa teda vypočítať na základe obsahu K a Mg stanoveného pri štandardnom prešetrovaní. Zvyčajne preto nie je potrebné časovo náročné určenie CAC. Potenciál aj efektívnu hodnotu CEC možno odhadnúť s veľmi vysokou presnosťou za predpokladu, že je známy obsah ílu, bahna a humusu v pôde, ako aj hodnota pH. (Tab.1).

Čo je katiónová výmena?

Pôdny roztok obsahuje katióny (živné prvky s kladným nábojom) s jednoduchým alebo dvojitým kladným nábojom. Každý z nich, bez ohľadu na to, či ide o amónium, draslík, horčík, vápnik alebo sodík, je obklopený pripojenou vrstvou molekúl vody. Aby sa mohla pripevniť na častice výmenníka, musí sa tento vodný obal oddeliť. Keďže počet kladných nábojov (valencia) aj veľkosť vodného obalu zohrávajú úlohu pri rozsahu tohto pripojenia, tento proces je veľmi zložitý a možno ho vypočítať len v teoretických modeloch. Preto nie je možné ľubovoľne meniť obsadenie výmenníkov hnojením draslíkom, vápnikom alebo horčíkom jednoduchým výpočtom množstva.

Ak sa napriek tomu pokúsime vypočítať potrebné množstvá živín, rýchlo si uvedomíme, aké prehnané rádové hodnoty vyplývajú z prepočtu na odporúčané hnojivo, aby sa teoreticky zmenila len jedna jednotka (v cmolc/kg pôdy) príslušného katiónu v obsadenosti výmenníka (tab. 2). Preto napríklad prípadný nadbytok draslíka nemôže viesť k vytlačeniu akéhokoľvek počtu iných katiónov výmenníkom a v dôsledku toho k možnému zhoršeniu štruktúry pôdy. Príčiny zlej štruktúry pôdy často spočívajú v príliš jednostranných spôsoboch obrábania a v predčasnom obrábaní alebo zbere úrody na ornej pôde a zvyčajne sa dajú účinne riešiť známymi agronomickými opatreniami (obrábanie pôdy, striedanie plodín, vápnenie, prispôsobenie pneumatík a tlaku vzduchu atď.).

Pomery katiónov

Pomery katiónov poskytujú len informácie o aktuálnom ekologickom stave pôdy, ale nepredstavujú faktory rastu a výnosov. Sú to vypočítané hodnoty, ktoré sa pohybujú v širokých medziach bez toho, aby boli pre rastliny prospešné alebo škodlivé. Existuje dosť pôd, ktoré sa dosť výrazne odchyľujú od pomeru, ktorý sa predpokladá ako ideálny, so 60 až 70 percentami vápnika, 10 až 20 percentami horčíka, 2 až 5 percentami draslíka a 0,5 až 3 percentami sodíka na výmenníku (tab. 3), a napriek tomu poskytujú optimálne výnosy. Nesprávne pochopenie katiónovej výmeny tak môže viesť k neefektívnemu používaniu hnojív.

Formy hnojív

Zatiaľ čo odporúčania na hnojenie sa robia na základe výsledkov štandardného pôdneho testu podľa VDLUFA v množstve živín, niektorí poskytovatelia alternatívnych pôdnych testov so zahrnutým KAK uvádzajú aj formu hnojiva. To by sa malo spochybniť, pretože plodiny reagujú na formy živín rôzne (napr. tolerancia voči chloridom) a keďže dostupnosť živín a hodnota pH sa môžu po hnojení zmeniť. Napríklad hnojenie elementárnou sírou vedie k silnému okysleniu pôdy (100 kg 90 % elementárnej síry zodpovedá úbytku vápna 162 kg CaO), zatiaľ čo hnojenie sírou prostredníctvom kieseritu je pH neutrálne. Okrem toho sa elementárna síra stáva pre rastliny dostupnou až po jej premene na síran-síru. Tento proces premeny závisí od teploty pôdy, čo znamená, že sa nedosiahne cielená výživa plodín sírou a účinné využitie dusíka.

V závislosti od pomeru vápnika a horčíka a často nezávisle od hodnoty pH sa niekedy navrhujú značné množstvá vápnika (uhličité vápno) alebo horčíkových hnojív (dolomit , kieserit). Geologicky podmienené vysoké množstvo Mg v ílovitých pôdach (napr. v močaristých pôdach) alebo tiež vysoké množstvo Ca v karbonátových pôdach a ich vplyv na vlastnosti pôdy možno hnojením ovplyvniť len vo veľmi obmedzenej miere, ak vôbec. Okrem toho vedecké štúdie ukazujú, že pomer Ca-Mg sa môže pohybovať vo veľmi širokom rozmedzí bez toho, aby to malo vplyv na rast a úrodu rastlín. Napríklad užšie pomery Ca Mg možno tiež klasifikovať ako bezproblémové. V prípade vysokých hodnôt pH a/alebo vysokého obsahu horčíka poskytovatelia alternatívnych pôdnych testov často odporúčajú hnojenie sadrou (CaSO). Hoci to nie je účinné z hľadiska pH, môže to pre rastlinu znamenať konkurenciu pri príjme horčíka v dôsledku vysokého množstva vápnika. Podobne vyššie množstvo čistého draslíka môže spôsobiť antagonizmus draslíka a horčíka, t. j. konkurenciu pri príjme rastlinou.

Vysoké hnojenie vápnikom alebo draslíkom preto môže spôsobiť nedostatok horčíka. Na druhej strane, vyššia zásoba horčíka v pôde nemá priamy vplyv na rastliny, pretože rastliny neprijímajú horčík selektívne, ani ho neprijímajú v množstve prevyšujúcom ich potreby. Medzitým sa tiež preukázalo, že horčík nemá žiadne negatívne účinky na štruktúru pôdy. Pri odchýlke od pomerov katiónov špecifických pre danú lokalitu sú dávky hnojív potrebné na stanovenie ideálnych pomerov živín v pôde podľa predstáv alternatívnych metód zvyčajne neekonomicky vysoké. Cieľom je upraviť obsah živín na triedu C podľa odporúčaní pre hnojenie konkrétnych plodín prostredníctvom striedania plodín - potom sa netreba obávať žiadnych negatívnych účinkov.

Namiesto niekoľkých nákladných výskumov, ktoré nie sú reprezentatívne pre všetky oblasti, je pre optimalizáciu zásobovania vápnom a živinami oveľa úspešnejšie špeciálne odoberať vzorky a skúmať rôzne typy pôdy, najmä na rôznych poliach. Okrem toho je na dokumentáciu analýzy P v pôde v súlade s vyhláškou o hnojivách schválená len metóda CAL alebo metóda DL používaná v Šlezvicku-Holštajnsku.

Metódy testovania pôdy zavedené v Nemecku podľa VDLUFA sú založené na desaťročia trvajúcom výskume, musia sa neustále kontrolovať ich kvalita a z nich odvodené odporúčania na hnojenie sa kalibrujú v mnohých regionálnych poľných pokusoch. Akékoľvek rozdiely v rozdelení katiónov sú primerane zohľadnené v klasifikácii obsahu (A-E) a výsledných odporúčaniach pre hnojivá. Na stanovenie potreby hnojív ako základu vysokej účinnosti živín na základe správnej odbornej praxe možno bez výhrad odporučiť nízkonákladové analytické metódy odporúčané úradnými orgánmi. Veľmi užitočné môžu byť podrobnejšie analýzy typu pôdy (analýza kalov), obsahu humusu a analýzy mikroživín na obrábaných miestach. Bilancia živín špecifická pre danú oblasť, ktorá je výsledkom dodávky hnojív a odstraňovania živín, môže poskytnúť cenné informácie o aplikácii hnojív v súlade s požiadavkami.