Agrochemie

. sorpční schopnost půdy
- značně proměnlivé X charakteristické pro dané období, stanoviště, povětrnostní vlivy
- obsah jednotlivých živin - značně ovlivněn hodnotou pH
Plynná fáze půdy
= půdní vzduch - vyšší obsah CO2 (0,3%), vodních par, nižší obsah O2 (10 - 20%)
- zdroj CO2 - mineralizace OL, dýchání mikroorganismů, kořenů rostlin a aerobních podmínkách
- CO2
- značný pedo- a biochemický význam
- tvorba kyseliny uhličité = účinné rozpouštědlo minerálních sloučenin
- škodlivý - obsah vyšší jak 10 - 15%
- N
- biochemický faktor
- jako elementární poután mikroorganismy a jako elementární dále uvolňován denitrifikací
- poměr CO2 a O2
- 1 : 60 X rozpustnost 30 : 1 → poměr rozpuštěného obsahu - 1 : 2
Půdní vlastnosti a výživa rostlin
- pro výživu rostlin - rozhodující - množství živin a schopnost prostředí poskytovat tyto živiny pěstovaným rostlinám
- půdní vlastnosti a složky, které nejvíce ovlivňují příjem živin rostlinou :
- zrnitostní složení půdy
- sorpční vlastnosti
- pufrovací schopnost půdy
- půdní reakce
- biologická aktivita půdy
- vodní a vzdušný režim
- redukčně-oxidační poměry
- další faktory ovlivňující příjem živin rostlinou :
- množství a mobilita živin dodaných hnojivy
- množství, přístupnost a přijatelnost živin v půdní zásobě
- pěstitelská opatření
- interferenční vlivy mezi živinami
- příjmová kapacita rostlin
- schopnost stanoviště
Zrnitostní složení půdy
- skelet
- částice větší jak 2 mm
- obsah v ornici do 20% nepůsobí rušivě
- jemnozem - menší částice jak 2 mm
- hrubý prach - příznivé fyzikální, chemické, biologické vlastnosti
- nad 20% - hlinité zeminy
- více jak 30% - sprašové hlíny a spraše
- jíl - nejjemnější půdní frakce, nositelem půdní sorpce, kapilarity, koloidních a fyzikálně-chemických vlastností
- podle procentického zastoupení jednotlivých půdních frakcí půdy klasifikujeme do jednotlivých půdních druhů
- zrnitostní složení půdy určuje :
- kategorii zásobenosti půd živinami podle AZP
- volbu vhodné formy hnojiv
- techniku a dobu hnojení
Sorpční vlastnosti půd
- formy živin v půdě :
- rozpuštěné v půdním roztoku
- poutané minerálními a organickými půdními částicemi
- fixované v mezivrstevných prostorách jílových materiálů
- pevně vázané v minerální / organické hmotě půdy
- půdní sorpce :
I. mechanická - mechanické zadržování hrubě disperzních částic ve slepě zakončených pórech půdy → na nich sorpce iontů, molekul
II. fyzikální sorpce - zvětšení koncentrace molekul na povrchu iontů
III. fyzikálně-chemická sorpce - výměna adsorbovaných iontů okolního roztoku
výměnná sorpce
IV. chemická - zadržování iontů, které tvoří málo rozpustné sloučeniny, dále poutány mechanickou sorpcí
V. selektivní příjem rozpuštěných látek z půdního roztoku zeleními rostlinami, dynamická, pevná
- fixace - nevratná, navázání iontu K+, NH4+, H3O+, Rb+, Ba+ do krystalické mřížky tetraedrů za sucha X zvýšení vlhkosti, zvětšení objemu → fixace
- výměna kationtů
- mezi půdním roztokem a iontovou dvojvrstvou fázového rozhraní
- neustálý pohyb tam a zpět vyvolaný difusními ději
- vysoká rychlost na vnějším povrchu
- všechny adsorpce schopné minerály, OL = výměnný / půdní sorpční komplex
Půdní reakce
- určuje jí přítomnost a koncentrace vodíkových iontů, tvořící vodou molekuly H3O+
- je dána rovnovážným stavem mezi disociací a asociací H+ iontů
- aktivní kyselost - způsobena volnými ionty H, v půdě může nastat pouze v případě :
- nejsou-li ionty asociovány s bázemi
- nejsou-li rozpuštěné vodíkové ionty vyměňovány za bazické kationty
- výměnná kyselost - způsobují ji ionty H a Al (Fe)
- význam - pH ovlivňuje :
- adsorpci a desorpci kationtů rostlinných živin
- rozpustnost sloučenin biogenních a stopových prvků
- činnost a složení mikroorganismů v půdě
- rozpustnost iontů a sloučenin, působcích toxicky na rostliny
- strukturu půdy, další fyzikální vlastnosti
- kyselá půdní reakce působí nepříznivě na růst většiny rostlin
- příčiny okyselování půd :
- vyplavování zásaditých složek - Ca, Mg - oblasti s bohatými srážkami
- odčerpávání zásaditých složek rostlinou
- pěstování pouze mělce kořenících rostlin
- silné hnojení lehce rozložitelnými látkami - zvýšení rozpustnosti vápenatých sloučenin činností mikroorganismů, tvorba kyseliny uhličité
- silné zamokření pozemku
- vylučování kyselinotvorných látek rostlinou¨
- kyselé deště
- užití fyziologicky kyselých hnojiv
Pufrovací schopnost půd
- schopnost bránit se změnám pH
- ustojné systémy - slabá kyselina (huminové kyseliny) + hydrolizavaná sůl
- adsorpčně nasycený humus, jílové materiály - snadno odstraňují vznikající kyselost
Biologická aktivita půdy
- edafon - soubor půdních organismů
I. mikroedafon (fytoedafon, prvoci, nematoda)
II. mesoedafon (roupice, roztoči, chvostoskoci)
III. makroedafon (mnohnožky, larvy hmyzu, pavouci,...)
IV. megaedafon (velké žížaly, obratlovci)
- funkce rozkladná
- rozklad výchozího materiálu, živočišných těl, meziproduktů, humusových látek
- makro- a mesoedafon - rozmělňování, zvětšování povrchu látek, zapravování do půdy, průchod trávicím traktem
- mikroedafon - větší rozkladná schopnost, dovede rozkládat prakticky jakékoliv OL
- funkce syntetická
- syntéza sloučeni pro stavbu vlastního těla
- autotrofové - syntéza OL z minerálních sloučenin
- synetizované l. - součást tě živých organismů, odumření odbourávány substrát pro živé organismy / syntéza do humusových látek
- exo-, ednoenzymy zrychlují rozkladné a syntetické reakce
- chemismus půdy - přímé / nepřímé ovlivňování
- nepřímo - změny prostorového uspořádání půdy
- přímo - tvorba reaktivních látek, vzájemné interakce, reakce s minerálním prostředím
Vodní a vzdušný režim v půdě a půdní struktura
- prostorové a časové uspořádání vody v půdě
- vodní bilance půdy
- kvantitativní charakteristika vodního režimu
- počáteční a konečná zásoba vody v půdě za určité časové období
- popisuje vnikání a unikání vody
- význam vody pro výživu rostlin :
- rozpouští a zřeďuje živiny, tvorba půdního roztoku
- uvolňuje a přemisťuje živiny v půdní roztoku
- umožňuje jejich příjem z roztoku rostlinou
- nepřímo - umožňuje biologickou činnost
- zvýšení půdní jímavosti - intenzivní hnojení organickými hnojivy
- provzdušněnost půdy - momentální obsah vzduchu při dané vlhkosti
- vzdušná kapacita - procentický podíl pórů vyplněných vzduchem při takovém stavu vlhkosti, kdy jsou kapilární póry zaplněny vodou
- optimální obsah vzduchu v ornici 10 - 30%, lučních půdách 5 - 10%
- nedostatek - omezení růstu kořenů
Půdní struktura
- základ - půdní agregáty - vznikly seskupení a semletím jemných půdních částic převážně organického a minerálního původu
- strukturní půdy - příznivé podmínky pro vodní, vzdušný, biologický a živinný systém
- v mezihrudkových prostorách převažují aerobní procesy X anaerobní
Redukčně-oxidační poměry v půdě
- oxidace - ztráta elektronů X rekudce - zisk
- nejvýznamnější u sloučenin dvou/trojmockého Fe
Živný režim půd, formy živin
- živiny - v půdě se vyskytují
- v půdním roztoku
- tuhé půdní fázi
- jako soli
- adsorbované
- v obtížně vyměnitelné formě v mezivrstvách jílových maretiálů
- v biomase
- imobilní - v krystalové mřížce silikátu
- mobilizace - přechod živiny z obtížně rozpustné formy do lépe rozpustné
- mineralizace - mobilizace při mikrobionálním odbourávání
- imobilizace - opačný proces
Uvolňování živin
- snižování pevnosti vazby, živina přechází až do půdního roztoku
- zvětrávání minerálů, mineralizace organických látek a iontové výměny na povrchu půdních sorbentů
- fyzikální zvětrávání - rozpad hornin na menší částice bez chemického složení materiálu, zvětšování celkového povrchu
- chemické zvětrávání - změna chemického složení
- mineralizace OL - rozklad mikroorganismy
- adsorbované ionty - zásadní význam pro doplňování iontů v půdním roztoku
- kationtové živiny - iont poutány jílovitými materiály, humusovými látkami
- P - poután amorfními minerálními složkami - oxidy a hydroxidy Al a Fe
- nasycení sorpčního komplexu
- K 2-7%, Mg 10-20%, Ca 60-80%
Pohyb a vyplavování živin z půdy
- pohyb živin - sledován ze dvou aspektů :
I. transport iontů mimo zónu kořenového vlášení
II. transport iontů v půdním roztoku do blízkosti kořenů
- vertikální transport - vede k úniku živin - ztráty vyplavením, splachem
- ztráty - únik do podzemních a povrchových vod - škodlivé působení N (NO3) - dusičnanová alimentární menthemoglobinemii, v případě výskytu P - dusík způsobuje prudkou eurofizaci toku → spotřeba veškerého kyslíku, výluh toxických látek
- lyzimetri - užití ke sledování vymývání živin z půdy, lyzimetrické pokusy - stanovení bilance živin
- střední Evropa - nekvyšší ztráty vymýváním - Ca, Cl-, SO4-, NO3- , Mg, K
- faktory ovlivňující vymývání živin - povětrnostní vlivy, porost, půdní druh, hnojení
- fosforečnany - nejméně pohyblivé, nedochází u nich k rozsáhlejšímu vymývání, zanedbatelné ztráty
- Cl, S - silné vymývání
- difúze iontů - hromadný tok půdního roztoku, výrazně ovlivněna vlhkostí, teplotou půdy, změnami pH v rhizosféře, obsahem koloidů, pomáhá udržet potřebnou koncentraci iontů v roztoku
Živinný režim v půdě
- rovnovážný stav živin v půdě
- výslednice četných reakcí a procesů současně probíhajících, směřujících k zvýšení mobility → zpřístupnění živin pro rostliny
- přístupné živiny - pouze malá část obsahu živin v půdě
- přijatelné živiny - část přístupných živin, pro rostliny přijatelné, množství - ovlivněno rozpustností ve vodě, podmínkami příjmu, příjmovou schopností rostlin
- udržení vysoké zásoby živin na půdách
- intenzivní organické hnojení
- úprava pH, poměru C:N, C:P, omezení aerobiózy,...
- stará síla půdy - iontovýměně poutané živiny dokáží do určité míry doplňovat optimální stav živin
Agrochemické zkoušení půd
- rychlá a levná orientační informace o obsahu přístupných živin, potřebě vápnění a pH půd
- praxe - nepřihlíží se k nim X jsou brány jako dogma
- př. - kyselá hnědá půda Šumavy - obsahuje 1200 ppm P → 300 ppm možná kapacita k doplňování → 10 - 60 ppm přístupného P = 1 - 5%
- odběr vzorků - "průměrný půdní vzorek"
- hodnocení půdy - pětistupňová stupnice
- jednotný výluh - stanovení P, K, Mg, Ca
- N při AZP nestanovujeme
Půdní úrodnost
- umožňuje rostlinám žádoucí růst a vývoj
- podílejí se na ní mineralogické, fyzikální, chemické a biologické vlastnosti půd
- lze zvyšovat těmito způsoby :
- agrochemické, agrobiologické - zajištění vysoké zásoby živin v půdě, vytvoření podmínek pro nízké ztráty
- agrotechnické - odstranění působení škodlivých činitelů (organické hnojení kryje 20% spotřeby)
- hydrotechnické - optimální poměr vody a vzduchu v půdě
- protierozní, rekultivační - omezení protierozních smyvů
- CÍL - plné využití živin
Koloběh látek a živin v přírodě a zemědělském podniku
- příjem látek, energie a jejich přeměny
- malý oběh
- koloběh látek a živin v zemědělském podniku
- začíná a končí na půdě
- půda → plodiny → stáj → hnojiště, jímka
- z každého mezistupně - odvod živin - produkce / ztráty
- množství živin obsažené v rostlinné produkci záleží na výši produkce, druhu rostlin, vnějších podmínkách, jednotce plochy
- velký oběh - unik živin z malého oběhu ve formě prodeje
- cíl - co největší návratnost, nejefektivnější využití veškerých odpadů, opětovné zapojení do koloběhu
Hnojiva, charakteristika a rozdělení
- hnojiva - látky - po přidání do živného prostředí rostlin mohou zlepšovat jejich výživu, výnosy, jakost → zvýšit produktivitu lidské práce
- hnojení - výkony, pomocí níž přidáváme látky do živného prostředí rostlin
- hnojivo - může být i látka nepřímo obsahující rostlinné živiny (očkovací látky pro bobovité)
- pomocí hnojiv do půdy dodáváme :
- různě bohatá plejáda rostlinných živin
- organické substance
- společenstva užitečných mikroorganismů
- látky troškové, katalytické, stimulační
Rozdělení hnojiv
- podle účinnosti :
- přímá
- nepřímá
- podle původu :
- organická
- průmyslová - surová, zušlechtěná
- statková
- podle skupenství :
- kapalná
- pevná
- plynná
Názvoslovná soustava a rozdělení hnojiv přímých
- organická hnojiva
- stájová - chlévský hnůj, močůvka, kejda, hnojůvka
- ostatní - posklizňové zbytky, zelené hnojení, komposty (statkové, průmyslové), zaoraná sláma, humusová, využitelná (řepný chrást, silážní šťávy)
- hnojiva průmyslová
- jednoduchá
- vícesložková - smíšená, kombinovaná
- místní - lokálně použitelná
- popely
- slíny, opuky, odpadní strusky
- hnojivé závlahy, závlahové a statní vody
- organická hnojiva
- z větší části - součást vnitřního koloběhu zemědělské výrobní jednotky
- nejsou předmětem obchodu X průmyslový kompost
- velký objem, vysoký obsah vody, nízká koncentrace živin
- průmyslová hnojiva
- výrobky chemického, baňského, stavebního a hutního průmyslu
- smíšená
- kombinovaná
- pevná - prášková, zrnitá, krystalická, granulovaná
- kapalná - roztoky, suspenze - stejnosměrné rozmetání, přesnější dávkování
- mikroelementy - kapalné, tuhé
Názvoslovná soustava a rozdělení hnojiv nepřímých
- nepřímá hnojiva
- baktericidní
- regulátory růstu
- inhibitory mikrobiologických procesů
- půdní zlepšovače
Organická hnojiva
- několik různých zdrojů, vznikají pravidelně, nárazově, mají rozdílný charakter
- nejdůležitější - chlévský hnůj, močůvka, kejda, zelené hnojení, zaoraná sláma
- primární zdroj humusotvorného materiálu - exkrementy kořenů, posklizňové a kořenové zbytky rostlin - kryjí roční potřebu OL v půdě z 50 - 70%, zbytek musím doplňovat - 0 - 2,85 t OL/ha
- OL v půdě - velký význam - mohou zabránit / omezit ztráty N (biologická imobilizace - E - získává se rozkladem OL)
- perzistence hlavních organických zdrojů v půdě
- kořenové exkrety - 3 dny
- odumírající kořínky - 7 dnů
- odpad - 15 dnů
- sklizňové zbytky - 16 měsíců
- chlévský hnůj - 7 měsíců
- kejda - 20dnů
- zelené hnojení - 2 měsíce¨
- průmyslový kompost - 35 měsíců
- stájová hnojiva - 89% sortimentu org. hnojiv
Význam organických hnojiv a organické hmoty z hlediska výživy rostlin
- zdrojem OL, energie, živin pro rostliny
- zvyšují biologickou aktivitu půdy
- ovlivňují agrochemické vlastnosti půd
- humusové látky vykazují vysokou sorpční schopnost pro živiny (6-7x více než minerální koloidy)
- nahrazují každoročně asi 40% mineralizovaných Ol v půdě
- zdroj mikroelementů
- vyšší obsah humusu - lepší jímání půdy, provzdušněnost, vyšší teplota
- vyšší ústojčivá schopnost půdy
- primig efekt
- příznivý vliv na detoxikaci škodlivých sloučenin a těžkých kovů
- humátový efekt - mobilizace anorganicky vázaného P z různých i těžkorozpustných sloučenin
- dobrý a pohotový zdroj živin
Chlévský hnůj
- nejrozšířenější organické hnojivo
- směs výkalů, zbytků krmiva, část moči
- čerstvá směs = chlévská mrva
- uzrání - chlévský hnůj
- močůvka - vtékající moč - zachycena - obohacena o část rozpuštěných/suspendovaných výkalů
- velký počet mikroorganismů
- intestinální mikroflóra
- nejpestřejší u koní a přežvýkavců - živí se objemnou a koncentrovanou pící
- bakterie pro rozklad celulózy
- epifytní mikroflóra
- exofytní organismy - aktino - a mikromycety
- mineralizace substrátů → ztráry N
- biotechnologické regulace - pro hnůj - nezbytné
- produkce, obsah sušiny, OL, živin závisí na druhu zvířete, stáří, krmení, způsobu ustájení, množství a druhu steliva, počtu ustájených zvířat, počtu dnů ustájení ve stáji
- podestýlání
- řezaná sláma - nejúčelnější
- snižuje ztráty N až o 30 - 50%
- spotřeba slámy na 1DJ/den - 2,5 - 5 kg
Ošetřování a rozklad chlévského hnoje
- zrání mrvy
- chemicko.biologický proces
- kvašení, hnití
- přeměna látek na jiné kvalitativní složení
- minimální doba zrání - 6 měsíců (hnojí se 2x v roce) / 10 měsíců (1x v roce)
- nejdůležitější výchozí látky - sacharidy,hemicelulózy,celulózy, pektiny,ligniny,bílkoviny,...
- jednotlivé složky - rozkládají se stejnou rychlostí
- největší intenzita za aerobních podmínek → zamezení ztrát - anaerobní podmínky
- silně slamnatá vrstva - i po kompresy 60% vzdušných pórů → rychlý rozvoj mikrobů → odčerpání kyslíku → anareobioza
- ztráty - chlévská mrva - 20-30% sušiny, 16-20% OL
- přeměny - tvorba nových humusových OL, zabudování N (ustávají úbytky)
- poměr C : N - 10 : 1 → N se uvolňuje jen primárně ve formě NH3
- rozklad přerušen ve fázi - chemicko-biologická rovnováha - závisí na ročním období, bývá dosažen po 2 - 3 měsíčním zrání, ztráty na hmotě by neměly překročit 30 - 35%, ztráty živin - N 30 - 40%
- poměr C:N
- charakterizuje stupeň rozkladu
- nemá bát vyšší jak 20 : 1
- ve vyzrálém hnoji - 1 : 2
- dobře vyzrálý hnůj
- tmavá, snadno rýpatelná hmota
- slabě zapáchá čpavkem
- patrné zbytky steliva
- ve 100kg 1 - 2 kg mikroorganismů, růstové látky, množství vody 60 - 80%
- technologie skladování a ošetření :
- za studena
- mrva se ihned stlačí a zakryje zeminou
- optimální teplota 20 - 40 C
- středně a velkokapacitní chovy - 40 - 60 C
- vlhkost - 60 - 70%
- výroba hnije na hluboké podestýlce
- výroba ve stájích - zušlechťování v zastřešeném prostředí → nejmenší ztráty- podestýlky - 60 - 80 cm
- slámnatá chlévská mrva - málo důsledné X nejvýhodnější pro velkovýrobu
- za horka
- mrva - ponechána 2 - 4 volně → teplota vystoupí na 55 - 80 C
- úhyn mezofylních organismů
- termofilní mikroflóra - přísně aerobní
- stlačení cel hmoty → zastavení procesu přeměn látek
- fosfor - přechází do vodorozpustné formy, tvorba nioplynu
Zlepšování kvality hnojiv
- přídavek fosforu
- omezuje ztráty dusíku. při hluboké podestýlce zlepšuje stájové klima
- doporučená dávka - 10 - 20 kg (1 - 2%)/ t
- aplikace při naskladňování mrvy na hnojiště
- superfosfát, mleté fosfáty, hyperfosfáty
- ztráty N - sníženy o 10 - 15%
- takto aplikovaný fosfor je o 25% lépe využívám rostlinami, než aplikovaný přímo
- lehké zastřešení hnojiště
Hnojení hnojem
- plodiny s delší vegetační dobou, náročné na plynulé a dlouhodobé dodávání živin v pohotové formě
- okopaniny, jednoleté pícniny, olejniny, zeleniny, vytrvalé kultury
- orná půda 2- 3letý cyklus, těží půdy 3 - 4letý
- střední dávky - podle nároků pěstovaných plodin, množství vyprodukovaného hnoje, cyklu hnojení, zrnitostním složením půdy
- obiloviny, meziplodiny - 20t, okopaniny - 30 - 35 t, jednoleté pícnin, olejniny - 25 - 30 t, zeleniny - 35 - 40 t
- po rozmetání zaorat, v opačném případě se snižuje hnojivá účinnost, zvyšují se ztráty N
Hnojivá účinnost hnoje a využití živin plodinami
= relativní vliv na zvýšení výnosu
- vyjádřena minerálními ekvivalenty
Hnojůvka
- mineralizovaná část organické hmoty - vytéká z hnoje ve formě kapaliny
- obsah - velké množství mikrobů
- množství - 8 - 20% z uskladněného množství mrvy
- N 0,11 - 0,14%
- K 0,46 - 0,58%
- P 0,01%
- užití - odpovídá močůvce
Močůvka
- moč - nebyla zachycena ve stelivu
- obohacena o část rozpuštěných, suspendovaných výkalů
- rozložená moč ustájených zvířat, zředěná vodou
- hodnotné dusíkato-draselné hnojivo X nedostatečně využíváno
- 2,4% sušiny, 2% OL, 0,28% N, 0,44% K
- dusíkatá složka - močovina 83%,
- kyselina hippurová, močová - rozklad → značné ztráty N(50%),OL (10 - 15%),K (10 - 30%)
- vyprodukované množství - závisí na druhu zvířat, spotřebě, druhu a kvalitě steliva, způsobu a době ustájení zvířat během roku, obsahu sušiny v krmivu, množství vypité vody, ztrátách při skladování
- podestýlka - zadržuje 20 - 40% moče
- průměrná roční produkce - skot - 5,7 t / DJ, prasata 9,5 t / DJ
Skladování močůvky
- v jímkách, nádržích
- min. skladovací doba - 6 měsíců, cíl - omezení činnost mikroorganismů, snížení ztrát N
- v průběhu skladování doporučováno :
- pravidelné čištění sběrných kanálů
- zakrytí jímky pevným, nebo plovoucím víkem - snížení ztrát N skoro o 50%
- přídavek koncentrované kyseliny fosforečné
- přídavek 1 - 3% kapucínu do jímky
Hnojení močůvkou a její další použití
- dávky - řídí se náročností hnojen