HNOJENÍ A DRUHOVÉ SLOŽENÍHNOJENÍ A DRUHOVÉ SLOŽENÍ
TRAVNÍCH POROSTŮTRAVNÍCH POROSTŮ
bbanebaneb
Co nám mohou říct dlouhodobéCo nám mohou říct dlouhodobéCo nám mohou říct dlouhodobéCo nám mohou říct dlouhodobé
pokusy?pokusy?
MICHAL HEJCMANMICHAL HEJCMANMICHAL HEJCMANMICHAL HEJCMAN
Katedra ekologieKatedra ekologie
Fakulta životního prostředíFakulta životního prostředípp
Česká zemědělská univerzita v PrazeČeská zemědělská univerzita v Praze
1. HISTORIE HNOJENÍ aneb1. HISTORIE HNOJENÍ aneb
Hnojilo se již od neolitu?
jetel plazivý
Ing. Ludvík Hejcman, Velký Vřešťov v
PodkrkonošíPodkrkonoší
Nepřímé hnojení – podpora druhů schopných poutat N2
1. HISTORIE HNOJENÍ aneb1. HISTORIE HNOJENÍ aneb
Hnojilo se již od neolitu?
• Neolitická rodová chata – Březno u Loun
Žďáření – získávání zemědělské půdy pomocí
ohně P l i ál í h ji H 6 C
Přímé hnojení – aplikace minerálního nebo organického hnojiva
ohně Popel – organo-minerální hnojivo, pH = 10.6, Ca =
15%, P = 1%, K = 3%, Mg = 1%
Hejcman M., Pavlů V. (2010): Hnojení – novodobý nástroj nebo odvěká
součást zemědělství? Vesmír 89 (10): 598–601.
Popel – nedílná součást jakékoli
sídelní aktivity
Hejcman M., Ondráček J., Smrž Z. (2010): Ancient waste pits with wood ash irreversibly increase crop
production in Central Europe. Plant and Soil. In press.
Nitrofílie – je řízena dostupností
fosforu
• Kopřiva dvoudomá na
hromadě popela, kterýp p , ý
má minimální
dostupnost N!dostupnost N!
• Obsah celkového
í ů ě čdusíku v půdě je často
negativně korelován sg
produkcí biomasy
(nitrofílií)!(nitrofílií)!
Příjem prvků a pHPříjem prvků a pH
• Příjem fosforu je často zodpovědnýj j p ý
za kalcifilní a kalcifóbní chování
druhů (TylerTyler 19961996)
• U dalších druhů je to příjem železa
• Velký vliv i příjem N
• Druhově bohaté travní porosty: P
koncentrace v půdě vždy do 5
mg/100g (EDTA, JanssensJanssens etet alal..
rozrazil lékařskýrozrazil lékařský
mg/100g (EDTA, JanssensJanssens etet alal..
19981998)
• Nejvyšší druhová pestrost vždy
zaznamenána pod optimální úrovní
koncentrace P v půdě pro výživu
většiny druhů rostlin.y
• Pro K je maximální druhová
početnost v optimu. svízel hercynskýsvízel hercynský
Koncentrace živin v sídelních,
.
výrobních a pohřebních areálech
Kolik P obsahuje
nebožtík a jak senebožtík a jak se
pozná, kde se rozložil?
Hejcman M., Smrž Z. (2010):
Cropmarks in stands of
cereals, legumes and wintercereals, legumes and winter
rape indicate sub-soil
archaeological features in
the agricultural landscape of
Central Europe. Agriculture,Central Europe. Agriculture,
Ecosystems and
Environment 138: 348–354.
1. HISTORIE HNOJENÍ aneb1. HISTORIE HNOJENÍ aneb
Hnojilo se již od neolitu?
Košárování – přímé organické hnojení založené na
transportu živin v krajině pomoci zvířat
1 HISTORIE HNOJENÍ1 HISTORIE HNOJENÍ1. HISTORIE HNOJENÍ1. HISTORIE HNOJENÍ
• Vznik pestré škály vegetačních jednotek
vlivem transportu organické hmoty (ap g y (
hnojení) v krajině
Hrabání steliva
Transport sena v Krkonoších,
Kozí Hřbety, poč. 20. stol.
1 HISTORIE HNOJENÍ1 HISTORIE HNOJENÍ1. HISTORIE HNOJENÍ1. HISTORIE HNOJENÍ
• Kejdové hospodářství v Krkonoších již od 16.
století, využívání i dřevěného popela
Letní boudy na hřebenech Krkonoš
1. HISTORIE HNOJENÍ kejdové1. HISTORIE HNOJENÍ kejdové
hospodářství v Krkonošíchhospodářství v Krkonoších
Jímky na kejdu v první zóně KRNAP
2. TEORIE MINERÁLNÍ VÝŽIVY ROSTLIN2. TEORIE MINERÁLNÍ VÝŽIVY ROSTLIN
•• HUMUSOVÁ TEORIEHUMUSOVÁ TEORIE – rostliny
využívají již hotové organické
sloučeniny, které získávají z půdy
• Carl Sprengel: 1826 – zavrhnul
humusovou teorii 1828 – základyzákladyhumusovou teorii, 1828 základyzáklady
zákonu minimazákonu minima
• Justus von Liebig: 1840 a 1856 –
blik l k ih i hž t lpublikoval knihy, v nichž prezentoval
minerální teorii a zákon minimaminerální teorii a zákon minima bez
citování předchozích prací Sprengela
SPRENGELSPRENGEL--LIEBIGŮV ZÁKON MINIMALIEBIGŮV ZÁKON MINIMA
ů t tli j li it jí í t k kt ý jů t tli j li it jí í t k kt ý jpro růst rostlin je limitující ten prvek, který jepro růst rostlin je limitující ten prvek, který je
v minimu (v minimu (van der Ploeg et al. 1999van der Ploeg et al. 1999))
• Ústí nad Labem (1856): zahájení výroby
superfosfátu (Vaněk et al. 2002)(Vaněk et al. 2002)
Reklamy na hnojiva v učebnicích z
19. a počátku 20. století
2. JAK ZJISTIT LIMITUJÍCÍ ŽIVINU?2. JAK ZJISTIT LIMITUJÍCÍ ŽIVINU?
• Využití krátkodobých pokusů s
hnojením travních porostů (GusewellGusewell
ostřice kulkonosnáostřice kulkonosná
hnojením travních porostů (GusewellGusewell
etet alal. 2005. 2005)
• Znalost limitující živiny je důležitá pro
ochranu druhové pestrosti travních
porostů! N – podpora ostřic, NP –
vysokých trav, P- podpora jeteloviny ý , p p j
• V travních porostech:
– 1) limitace celkové produkce biomasy,
2) li it k ždéh d h lášť
jetel lučníjetel luční
2) limitace každého druhu zvlášť
• Listové analýzy – kritický poměr mezi
N/P
• Mokřady: optimální poměr 14 – 16,
<14 limitující N, >16 limitující P
medyněk vlnatýmedyněk vlnatý
3. DUSÍKATÉ HNOJENÍ3. DUSÍKATÉ HNOJENÍ
Je N hnojení hlavní příčinou vymizeníJe N hnojení hlavní příčinou vymizení
chráněných druhů z travních porostů?chráněných druhů z travních porostů?
• Vliv N hnojení je řízem dostupností ostatních
živin, zejména P (smilka, N/P = 16/1)
ý pý p
• Negativní vliv aplikace N na druhovou pestrost se
projeví pouze pokud je N limitující živinou
(psárka, N/P = 8/1)
smilkasmilka
tuhátuhá
(psárka, N/P 8/1)
• Rozdíl mezi „krátkodobou“ a „dlouhodobou“
aplikací N hnojiv (ostřice prosová, N/P = 18/1)
ostřice prosováostřice prosová psárka lučnípsárka luční
Broadbalk wheat experiment
(Rothamsted UK)(Rothamsted UK)
Si J h B t LSir John Bennet Lawes
Založení pokusu: 1843
Kontinuální pěstování pšenicep p
Varianty hnojení: hnůj, minerální
N, P a K hnojiva, kombinace hnoje
a minerálních hnojivK t l b h j ía minerálních hnojivKontrola bez hnojení
Sir Joseph Henry Gilbert
Broadbalk wheat experiment (UK)Broadbalk wheat experiment (UK)
Park Grass Experiment
(Rothamsted)
• Založen 1856
• Archiv půdních vzorkůArchiv půdních vzorků
a vzorků biomasy
Rengen Grassland Experiment: přežijí orchideje
dlouhodobou aplikaci N?p
• Pokus založen v roce
1941 prof Ernestem1941 prof. Ernestem
Klappem
D i t í d h• Dominantní druhy v
době založení:
N d t i tNardus stricta,
Calluna vulgaris
• Jak je produkce píce
a její kvalita
ovlivněna hnojením?
Hejcman M., Klaudisová M., Schellberg J., Honsová D. (2007): The Rengen Grassland Experiment: plant species composition
after 64 years of fertilizer application. Agriculture, Ecosystems and Environment 122: 259-266.
TheThe Rengen Grassland ExperimentRengen Grassland Experiment (RGE)(RGE)::
Orchids survive 65 years of N applicationOrchids survive 65 years of N application
under P limitation!under P limitation!
Platanthera bifoliaPlatanthera bifolia
Dactylorhiza maculataDactylorhiza maculata
Platanthera bifoliaPlatanthera bifolia
Control (A)Control (A)CaNPCaNP
(D)(D)
CaNCaN
(C)(C)
Ca (B)Ca (B) CaNPKCaNPK22SOSO44
(F)(F)
CaNPKClCaNPKCl
(E)(E)
RengenRengen GrasslandGrassland
E i tE i tExperiment:Experiment:
orchideje přežijíorchideje přežijí
dlouhodoboudlouhodobou
aplikaci NH4NO3aplikaci NH4NO3p 4 3p 4 3
(100 kg N/ha)(100 kg N/ha)
Hejcman M., Schellberg J., Pavlů V. (2010): Dactylorhiza maculata,
Platanthera bifolia and Listera ovata survive N application under P
limitation. Acta Oecologica. In press.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: vliv hnojení na velikostvliv hnojení na velikost
ListeraListera ovataovata
Hejcman M., Schellberg J., Pavlů V. (2010): Dactylorhiza maculata, PlatantheraHejcman M., Schellberg J., Pavlů V. (2010): Dactylorhiza maculata, Platanthera
bifolia and Listera ovata survive N application under P limitation. Acta
Oecologica. In press.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: vliv hnojení
na druhové složení cévnatých rostliný
Hejcman M Klaudisová MHejcman M., Klaudisová M.,
Schellberg J., Honsová D.
(2007): The Rengen
Grassland Experiment: plant
species composition after 64species composition after 64
years of fertilizer application.
Agriculture, Ecosystems and
Environment 122: 259-266.
Polygono-Trisetion in Ca and CaN treatments
Violion caninae in control
Arrhenatherion in CaNP or CaNPK
treatments
ChytrýChytrý M.,M., HejcmanHejcman M.,M., HannekensHannekens S. M.,S. M., SchellbergSchellberg J. (2009): Changes in vegetationJ. (2009): Changes in vegetation
types andtypes and EllenbergEllenberg indicator values after 65 years ofindicator values after 65 years of fertilizer application in thefertilizer application in the RengenRengentypes andtypes and EllenbergEllenberg indicator values after 65 years ofindicator values after 65 years of fertilizer application in thefertilizer application in the RengenRengen
Grassland Experiment, Germany.Grassland Experiment, Germany. Applied Vegetation ScienceApplied Vegetation Science 12: 16712: 167––176.176.
Ellenberg
indicator
7.1
7.2
(a)
a a
a
a
a a 5.5
5.6
5.7
(b)
re
indicator
values
6 8
6.9
7.0
a a
5.2
5.3
5.4
Temperatur
Light
•• ChytrýChytrý M.,M., HejcmanHejcman M.,M.,3.6
3.7
(c)
6.7
6.8
bc
c
5.5
5.6
(d)
5.0
5.1
b
b
b b
HannekensHannekens S. M.,S. M.,
SchellbergSchellberg J. (2009):J. (2009):
Changes in vegetationChanges in vegetation
types andtypes and EllenbergEllenberg3.3
3.4
3.5
b
b bc
5 0
5.1
5.2
5.3
5.4
a
b
tinentality
oisture
indicator values after 65indicator values after 65
years ofyears of fertilizerfertilizer
application in theapplication in the
RengenRengen GrasslandGrassland2.9
3.0
3.1
3.2
a
4.6
4.7
4.8
4.9
5.0
Cont
M
Experiment, Germany.Experiment, Germany.
Applied VegetationApplied Vegetation
ScienceScience 12: 16712: 167––176.176.
6.0
6.4
6.8
(e) c
c
c
5 0
5.5
6.0
6.5
(f)
c
cd
d
ion
s
4.8
5.2
5.6
ab
a
b
3.5
4.0
4.5
5.0
a
b b
Soilreacti
Nutrients
4.0
4.4
Control Ca CaN CaNP CaNP CaNP
KCl K2SO4
2.5
3.0
Control Ca CaN CaNP CaNP CaNP
KCl K2SO4
Produkce biomasy, druhová bohatostProdukce biomasy, druhová bohatost
Hejcman M., Češková M., Schellberg J., Pätzold S. (2010): The Rengen Grassland Experiment:
effect of soil chemical properties on biomass production, plant species composition and species
richness. Folia Geobotanica 45: 125-142.
TheThe RengenRengen Grassland ExperimentGrassland Experiment (RGE)(RGE)::
DecreaseDecrease in Pin P availabilityavailability cancan bebe stimulatedstimulatedDecreaseDecrease in Pin P availabilityavailability cancan bebe stimulatedstimulated
byby longlong--term Nterm N applicationapplication!!
CaN treatment – P availability on theCaN treatment P availability on the
limit of detection
j l di á h llb ld ( ) h l dHejcman M., Klaudisová M., Schellberg J., Patzold S. (2010): The Rengen Grassland
Experiment: effect of soil chemical properties on biomass production, plant species
composition and species richness. Folia Geobotanica 45: 125-142.
Vliv prostorové škály na počet
druhů
Hejcman M., Češková M., Schellberg J., Pätzold S. (2010): The Rengen
Grassland Experiment: effect of soil chemical properties on biomass
production, plant species composition and species richness. Folia
Geobotanica 45: 125-142.
RengenRengen GrasslandGrassland
Experiment:Experiment: vliv hnojenívliv hnojeníExperiment:Experiment: vliv hnojenívliv hnojení
na mechová společenstvana mechová společenstva
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: vlivvliv
hnojení na mechorostyhnojení na mechorosty
Hejcman M., Száková J., Schellberg J., Šrek P., Tlustoš P., Balík J. (2010): The Rengen
Grassland Experiment: bryophytes biomass and element concentrations after 65 years of
fertilizer application. Environmental Monitoring and Assessment 166: 653–662.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: vlivvliv
hnojení na mechorostyhnojení na mechorosty
Hejcman M., Száková J., Schellberg J., Šrek P., Tlustoš P., Balík J. (2010): The
Rengen Grassland Experiment: bryophytes biomass and element
concentrations after 65 years of fertilizer application. Environmental
Monitoring and Assessment 166: 653–662.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: vlivvliv
h j í h th j í h thnojení na mechorostyhnojení na mechorosty
• a) koncentrace prvků v biomase
• a) množství prvků poutaných v biomase
Hejcman M., Száková J., Schellberg J., Šrek P., Tlustoš P., Balík J. (2010): The
Rengen Grassland Experiment: bryophytes biomass and element
concentrations after 65 years of fertilizer application. Environmental
Monitoring and Assessment 166: 653–662.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: akumulaceakumulace
rizikových prvků v půdě vlivemrizikových prvků v půdě vlivemrizikových prvků v půdě vlivemrizikových prvků v půdě vlivem
dlouhodobého hnojenídlouhodobého hnojeníTable 2
A f l ( h 1) li d ll h i 1941
treatment As Cd Cr Cu Fe Mn Ni Pb Zn
Amounts of trace elements (g ha-1) supplied annually to the treatments since 1941
(according to Hejcman et al. 2009).
treatment As Cd Cr Cu Fe Mn Ni Pb Zn
A 0 0 0 0 0 0 0 0 0
B 1.19 0.05 0.30 9.12 3.77 0.22 1.70 0.60 0.10
C 1.42 0.11 0.56 11.10 149.13 33.80 2.25 11.54 9.48
D 3.95 0.34 319.30 34.19 2590.97 744.13 3.50 14.63 12.39
E 4.02 0.38 320.49 35.89 2652.33 745.31 4.48 15.04 13.73
F 4.02 0.35 319.32 37.00 2594.27 744.87 3.60 14.90 14.23
Hejcman M., Száková J., Schellberg J., Šrek P., Tlustoš P. (2009): The
Rengen Grassland Experiment: soil contamination by trace elements after
65 years of Ca, N, P and K fertiliser application. Nutrient Cycling in
Agroecosystems. 83: 39–50.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: akumulaceakumulace
rizikových prvků v půdě (0rizikových prvků v půdě (0 10 cm) vlivem10 cm) vlivemrizikových prvků v půdě (0rizikových prvků v půdě (0 –– 10 cm) vlivem10 cm) vlivem
dlouhodobého hnojenídlouhodobého hnojení
Hejcman M., Száková
J., Schellberg J., Šrek
P Tl t š P ( )P., Tlustoš P. (2009):
The Rengen Grassland
Experiment: soil
contamination by tracecontamination by trace
elements after 65 years
of Ca, N, P and K
fertiliser application
• Ca – extrakce CaCl2 (rostlinou dostupný)
E t k EDTA ( d bili t l ý)
fertiliser application.
Nutrient Cycling in
Agroecosystems. 83:
39–50.• E – extrakce EDTA (snadno mobilizovatelný)
• N – extrakce HNO3 (potenciálně mobilizovatelný)
• T – extrakce agua regia (totální obsah)
39 50.
RengenRengen Grassland Experiment:Grassland Experiment: vztah mezivztah mezi
obsahem prvků v půdě, aplikací hnojivy, odběremobsahem prvků v půdě, aplikací hnojivy, odběrem
sklizenou biomasou koncentrací v biomase asklizenou biomasou koncentrací v biomase asklizenou biomasou, koncentrací v biomase asklizenou biomasou, koncentrací v biomase a
produkcí biomasyprodukcí biomasy
Hejcman M., Száková
J S h llb JJ., Schellberg J.,
Tlustoš P. (2010):
The Rengen
Grassland
Experiment:
relationship
between soil and
biomass chemicalbiomass chemical
properties, the
amount of applied
elements and
their uptake. Plant
and Soil 333: 163–
179.
1 – koncetrace v první seči
2 – koncentrace v druhé seči
A – applied (aplikace hnojivem)
U – uptake (odběr)
S – dostupnost v půdě
DM – dry matter yield
Table 7 Annual balance of elements. Negative values indicate the depletion of the
l t b h t d bi t k h iti l i di t l d
Treatment
element by harvested biomass uptake, whereas positive values indicate a surplus and
possible leaching or accumulation of the element in the RGE.
Analyzed
variable
P
value
A
Control
B
Ca
C
CaN
D
CaNP
E
CaNPKCl
F
CaNPK2SO4
N (kg ha–1) <0 001 –39a –54a 36b 28b 23b 26bN (kg ha ) <0.001 39 54 36 28 23 26
P (kg ha–1) <0.001 –2.8a –4.1a –3.6a 19.4b 19.7b 20.7b
K (kg ha–1) <0.001 –26a –45a –30a –37a 8b 35b
As (g ha–1) <0.001 –0.6a 0.6b 0.2b 3.2c 3.1c 3.2c
Cd (g ha–1)
<0.001 –0.9ab –0.6a –0.5a –0.7a –1.3b –0.7a
0 001 6 5 4 2 b 1 8b 316 315 316Cr (g ha–1) <0.001 –6.5a –4.2ab –1.8b 316c 315c 316c
Cu (g ha–1)
<0.001 –18a –14ab –12ab 9c –1bc 6c
Fe (g ha–1) <0.001 –1555a –1159a –528a 1961b 1772b 1793b
Mn (g ha–1)
<0.001 –392a –213ab –135b 385c 339c 362c
Ni (g ha–1) <0.001 –3.6a –1b 0.3bc 1.1c 1.5c 0.9c
Pb (g ha–1) <0.001 –2.3a –1a 10.4b 13.4c 12.2bc 12.4bc
(g )
Zn (g ha–1) 0.345 –105 –94 –89 –100 –104 –108
Dlouhodobé hnojení aluviální
psárkové louky – Černíkovice
Honsová D., Hejcman M., Klaudisová M., Pavlů V., Kocourková D., Hakl J. (2007):
Kontrola – není limitována P po 40
letech!
, j , , , , ( )
Species composition of an alluvial meadow after 40 years of applying
nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer. Preslia 79: 245–258.
The Černíkovice experimentThe Černíkovice experiment –– effect ofeffect of
fertilizer application on plant speciesfertilizer application on plant speciesfertilizer application on plant speciesfertilizer application on plant species
composition after 40 yearscomposition after 40 years
18, 17, 15, 15, 14, 1018, 17, 15, 15, 14, 10
Černíkovice
• NPK – Podpora
rhizomatických trav
• Snížení výnosuý
kontroly proti PK
variantě až po 30p
letech!
• Velké meziročníVelké meziroční
výkyvy v produkci
biomasybiomasy
Honsová D., Hejcman M., Klaudisová M., Pavlů V.,
Kocourková D Hakl J (2007): Species compositionKocourková D., Hakl J. (2007): Species composition
of an alluvial meadow after 40 years of applying
nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer.
Preslia 79: 245–258.
Residual effect ofResidual effect of
Last year with fertilizersLast year with fertilizers
applicationapplication
Residual effect of Residual effect of 
NPK application NPK application 
on alluvialon alluvialon alluvial on alluvial 
grassland after 16 grassland after 16 
yearsyearsyearsyears
Residual effect of former fertilizer treatments significantResidual effect of former fertilizer treatments significant
Hrevušová Z., Hejcman M.,
lů kl l di á
Residual effect of former fertilizer treatments significantResidual effect of former fertilizer treatments significant
only in selected yearsonly in selected years
Pavlů V., Hakl J., Klaudisová
M., Mrkvička J. (2009):
Long-term dynamics of
biomass production, soil
h i l i dchemical properties and
plant species composition of
alluvial grassland after the
cessation of fertilizer
li i i h C happlication in the Czech
Republic. Agriculture,
Ecosystems and
Environment 130: 123–130.
Residual effect of NPK application on alluvialResidual effect of NPK application on alluvial
grassland after 16 yearsgrassland after 16 years
Plant available
P tillP still
increased in
PK treatment!
Residual effect of NPK application on alluvial grassland Residual effect of NPK application on alluvial grassland 
ff h f l ldh f l ldafter 16 years after 16 years –– share of cuts on annual yieldshare of cuts on annual yield
Hrevušová Z.,
Hejcman M.,j ,
Pavlů V., Hakl
J., Klaudisová
M., Mrkvička J.
(2009): Long-( ) g
term dynamics
of biomass
production,
soil chemical
properties and
plant species
composition of
alluvial
grassland after
the cessation
of fertilizer
application inpp
the Czech
Republic.
Agriculture,
Ecosystemsy
and
Environment
130: 123–130
3. DUSÍKATÉ HNOJENÍ3. DUSÍKATÉ HNOJENÍ
k l jí í úči k d i N l č ik l jí í úči k d i N l č i
P ži í h ji ál í
Park GrassPark Grass
ExperimentExperiment
okyselující účinek, depozice N sloučeninokyselující účinek, depozice N sloučenin
• Použití hnojiva s „neutrálním
(Ca(NO3)2)“ a „silně okyselujícím
((NH4)2SO4)“ účinkem
ExperimentExperiment
• Proč depozice N sloučenin podporuje
šíření bezkolence modrého (Molinia
l )?caerulea)?
• Bezkolenec reaguje pozitivně na
přídavek N i při poměru N/P = 30přídavek N i při poměru N/P = 30 –
40/1)!
• Mnoho mokřadů je limitováno fosforemlimitováno fosforemMnoho mokřadů je limitováno fosforemlimitováno fosforem
nebo draslíkem, nikoli dusíkemnebo draslíkem, nikoli dusíkem!
Depozice N nemusí mít přímý vliv na
přežití chráněných druhů rostlinpřežití chráněných druhů rostlin
(Wassen et al. 2005). Labská loukaLabská louka
–– šíření bezkolencešíření bezkolence
5. Vápnění – jaký vliv má na druhovou pestrost
travních porostů?
• Vliv na druhovou pestrost není• Vliv na druhovou pestrost není
jednoznačný
• Podpora na živiny náročnějších
druhů – zrychlená mineralizacedruhů zrychlená mineralizace
organické hmoty
• Proč je smilka tuhá schopná
dlouhodobě přežít vápnění?p p
• Tvar kořenové absorpční zóny
– smilka má většinu absorpční
kořenové zóny hlouběji než jiné
d h t id fil í t á íkdruhy trav v acidofilním trávníku
(Pecháčková et al. 2003)
• Smilka je tedy pravděpodobně
schopná získávat P z hlubšíchschopná získávat P z hlubších
vrstev půdy, které nejsou
vápněním ovlivněny
VápněníVápnění
S iž j bilit těžký h k ů ůdě (Cd Z• Snižuje mobilitu těžkých kovů v půdě (Cd, Zn,
Mn, Fe, Al) a jejich přechod do potravního
řetězceřetězce
• Korekce okyselení půd vlivem N depozice
Od t ě í h ýži ě ři ý h• Odstranění poruch ve výživě přirozených
smrkových porostů – deficitu Mg
Korekce žloutnutí
Šumava, lokalita Stožec
Korekce žloutnutí
smrkových porostů
jednorázovoujednorázovou
aplikací Mg hnojiva
(Vacek et al 2006)(Vacek et al. 2006)
Vztah mezi půdními chemickými vlastnostmi,
listovými analýzami foliací žloutnutím a přírůstkemlistovými analýzami, foliací žloutnutím a přírůstkem
smrku
1.0
CG
DiamInc06
Ks
HKHA
CEC
Als
Fol06
P1
Ca1
Mg1
Mg2
Cas
Mgs
pHH
pHKHA
BSHum
C
Ns
Hs
N1
P1
N2
P2
Ca2
6
Ps
Mgs
Yell06
K1
K2
FCY
-1.0 1.0
-0.
FCY
7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA
Í ÉÍ É
Přibližné výnosy pícePřibližné výnosy píce (v t*ha(v t*ha--11)) a množství živina množství živin (v kg*(v kg*haha--11)) odstraněných přiodstraněných při
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
sečném využívání travních porostůsečném využívání travních porostů
výnos
sušiny
N P K Ca Mg
y
nivní psárkové louky 6-11 180-330 24-44 150-275 48-88 16,5-30,3
tužebníková lada 6 10 180 300 24 40 150 225 48 80 16 5 27 5tužebníková lada 6-10 180-300 24-40 150-225 48-80 16,5-27,5
ovsíkové louky 3-5 90-150 9-15 75-125 24-40 8,3-13,8
trojštětové louky 2-5 60-150 6-15 50-125 16-40 5,5-13,8
horské a podhorské 0,5-1,5 10-25 0,1-0,3 7,5-22,5 1-3 0,8-2,3horské a podhorské
smilkové trávníky
0,5 1,5 10 25 0,1 0,3 7,5 22,5 1 3 0,8 2,3
širokolisté stepní trávníky 0,6-1,2 12-24 0,1-0,3 9-18 3,6-
9 6
1,7-3,3
9,6
úzkolisté stepní trávníky 0,2-0,6 4-12 0,5-1,4 3-9 1,6-
4,8
0,6-1,7
7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA
Í ÉÍ É
Závislý na typu travního
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
• Závislý na typu travního
porostu
• Na dávkách a formách
použitých hnojiv
• Zda-li je porost sklízen či
nesklízennesklízen
• Vliv na druhové složení
travního porostu,
chemické vlastnosti půdychemické vlastnosti půdy
a biomasy
The Rengen Grassland FarmThe Rengen Grassland Farm
(University of Bonn): dlouhodobý(University of Bonn): dlouhodobý( y ) ý( y ) ý
extenzifikační pokusextenzifikační pokus
7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
POKUS DR LUDIHO V ALPÁCHPOKUS DR LUDIHO V ALPÁCH
• Založen v roce 1932 na společenstvu Geo montaniNardetum
(Hegg et al. 1992, Dahler 1992)Hegg et al. 1992, Dahler 1992)
POKUS DR. LUDIHO V ALPÁCHPOKUS DR. LUDIHO V ALPÁCH
( gg )gg )
• Krátkodobé hnojení, maximálně 4 x v 30. letech
• Prováděny přísevy „pícninářsky“ hodnotných druhů
• 40 let po přerušení hnojení: Smilka tuhá stále• 40 let po přerušení hnojení: Smilka tuhá – stále
redukovaná ve variantách s aplikací Ca, P, NP,
NPK, NPKCa, Thomasovi moučky a hnoje. Bez
vlivu: N K a NK hnojenívlivu: N, K a NK hnojení.
• Prha chlumní – redukována všemi variantami
hnojení s výjimkou K, to samé platí pro vřes
obecný a borůvkuobecný a borůvku.
• Zvýšená listová koncentrace N nebo P ve
variantách hnojených N nebo P u vybraných druhů
70 l t ř š í h j í tál ůk ý li
NardetumNardetum
• 70 let po přerušení hnojení: stále průkazný vliv
aplikace Ca na druhové složení porostu a
koncentraci Ca v půdě ((Spiegelberger et al. 2006Spiegelberger et al. 2006))
7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
POKUS DR ŠTURSOVÉ VPOKUS DR ŠTURSOVÉ V
• Téměř 40 let po přerušení
POKUS DR. ŠTURSOVÉ VPOKUS DR. ŠTURSOVÉ V
KRKONOŠÍCHKRKONOŠÍCH
• Téměř 40 let po přerušení
krátkodobého hnojení
subalpínských smilkových
porostů:porostů:
• průkazný vliv P hnojení na
strukturu porostu, koncentracip
P v půdě a v celkové biomase
• průkazný vliv Ca hnojení na
koncentraci Ca v půdě a vkoncentraci Ca v půdě a v
celkové biomase (Hejcman et
al. 2007)
7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
19
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
POKUS DR ŠTURSOVÉ VPOKUS DR ŠTURSOVÉ V
13
15
17
19
tio
bc
de
e
de e e de
cd
POKUS DR. ŠTURSOVÉ VPOKUS DR. ŠTURSOVÉ V
KRKONOŠÍCHKRKONOŠÍCH
• Vliv hnojení na
koncentraci prvků v
bi ilk 40
7
9
11
13
N:Pra
a
ab
biomase smilky po 40
letech: zřetelný vliv
varianty na Ca P N a
5
P1 P2 P3 N1 N2 N3 Ca1 Ca2 Ca3 C
Treatment
varianty na Ca, P, N a
N/P poměr ((Klaudisová etKlaudisová et
al. 2007al. 2007)!
• Potvrzuje výsledky z
pokusu Dr. Ludiho
7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA7. REZIDUÁLNÍ VLIV HNOJENÍ NA
TRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMYTRAVNÍ EKOSYSTÉMY
TRAVNÍ ZAHRADA U LUČNÍTRAVNÍ ZAHRADA U LUČNÍ
• Travní zahrada: hnojena hnojem a
TRAVNÍ ZAHRADA U LUČNÍTRAVNÍ ZAHRADA U LUČNÍ
BOUDY V KRKONOŠÍCHBOUDY V KRKONOŠÍCH
Tadeáš HaenkeTravní zahrada: hnojena hnojem a
dřevěným popelem min. 200 let
• Rozdíl v druhovém složení mezi
hnojenou a nehnojenou plochou byl
Tadeáš Haenke
hnojenou a nehnojenou plochou byl
poprvé popsán 1786
• Vypočítané dávky: 90–140 kg N,
250 350 kg K 30 50 kg P 300 450250–350 kg K, 30–50 kg P, 300–450
kg Ca, 80–130 kg Mg
• Termín posledního hnojení a
senoseče: 1944senoseče: 1944
• Reziduální vliv hnojení na druhové
složení vegetace, koncentraci Ca v
ůdě k t i P Mpůdě, koncentraci P a Mg v
nadzemní biomase stále dobře
patrný (Semelová et al. 2007)(Semelová et al. 2007)
7. Reziduální vliv hnojení na travní ekosystém –
travní zahrada u Luční boudy v Krkonoších
Reziduální vliv hnojení na chemické vlastnosti půdy a nadzemní biomasy. A, B –
hnojené varianty a C kontrola
Soil characteristics Treatment A Treatment B Treatment C
Ca concentration 1.59±0.4a 1.28±0.5a 0.58±0.04b
hnojené varianty a C kontrola
Mg concentration 0.29±0.05 0.26±0.06 0.24±0.04
P concentration 0.08±0.01 0.08±0.01 0.07±0.02
K concentration 0.69±0.1 0.72±0.2 0.87±0.1
N-total concentration 1.38±0.5 1.65±0.6 1.66±0.6
pH (H2O) 4.15±0.1 4.17±0.1 4.20±0.1
Biomass characteristics
Ca concentration 0.25±0.08 0.23±0.02 0.17±0.01
Mg concentration 0.13±0.01a 0.11±0.01b 0.08±0.01c
P concentration 0 34±0 06a 0 28±0 03a 0 15±0 03bP concentration 0.34±0.06a 0.28±0.03a 0.15±0.03b
K concentration 1.18±0.09 1.47±0.25 1.16±0.11
CF concentration 28.72±2.02 30.46±1.32 32.33±0.87
CP concentration 13 34±1 25 12 36±1 28 10 84±10 8CP concentration 13.34±1.25 12.36±1.28 10.84±10.8
N/P ratio 6.3±0.7a 7.0±0.7a 11.5±1.2b
Sward height (cm) 16±4a 12±3b 11±2b
7. Reziduální vliv hnojení na travní ekosystém –
travní zahrada u Luční boudy v Krkonoších
• Reziduální vliv hnojení na druhové složení• Reziduální vliv hnojení na druhové složení
porostu. A, B – hnojené varianty a C kontrola
LongLong--term arable cropsterm arable crops
experimentsexperiments
•• Established inEstablished in
19551955 –– organicorganicgg
fertilizer andfertilizer and
mineral fertilizermineral fertilizermineral fertilizermineral fertilizer
treatmentstreatments
ff•• Use of NUse of N
izotopes inizotopes inpp
archaeologyarchaeology
Hejcman M., Kunzová E. (2010): Sustainability of winter wheat production on sandyHejcman M., Kunzová E. (2010): Sustainability of winter wheat production on sandy--loamyloamy
Cambisol in the Czech Republic: results from a longCambisol in the Czech Republic: results from a long--term fertilizer and crop rotation experiment.term fertilizer and crop rotation experiment.
Field Crops ResearchField Crops Research 115: 191115: 191––199.199.
DĚKUJI ZA POZORNOSTDĚKUJI ZA POZORNOST –– jejejj
potřeba věnovat pozornost i jinýmpotřeba věnovat pozornost i jiným
ků ž j d ík!ků ž j d ík!prvkům než je dusík!prvkům než je dusík!
http://fle.czu.cz/~hejcman/index.htmlhttp://fle.czu.cz/~hejcman/index.html