Aplikátor bakterií urychlí na chmelnici procesy ozdravení půdy

Projekt Kytky pro chmel navazuje na dřívější projekt Pro chmel. Od roku 2021 se na chmelnicích skupiny Arix Czech Hop zaměřuje na efektivní způsob zavlažování a šetření vodou. Kytky pro chmel, realizované ve spolupráci s Českou zemědělskou univerzitou a Plzeňským Prazdrojem, chtějí prostřednictvím regenerativního zemědělství reagovat na probíhající klimatickou změnu a navrátit pěstování chmele k tradičním postupům, které do budoucna povedou ke zlepšení kvality půdy, a tím i k zachování vysokého stupně jakosti a množství tradičního českého chmele. Suroviny, bez níž si doma ani ve světě kvalitní pivo neumíme představit.

Na podzim 2022 vyseli pěstitelé mezi řádky chmele různé druhy lučních květin, travin či jetelovin a nechyběl ani vičenec, který má silné kořeny rostoucí do hloubky téměř dva metry. Ty zadržují v půdě vodu i živiny, chrání ji před větrnou nebo vodní erozí a rovněž pomáhají snižovat teplotu okolí. Na části pokusných chmelnic byl na zkoušku vyset heřmánek sklízený ručně na jaře 2023. Následně z něj bylo uvařeno heřmánkové pivo, které měli možnost jako propagaci projektu Kytky pro chmel ochutnat návštěvníci pražské akce Pivo na Náplavce. Kromě základních principů regenerativního zemědělství, k nimž patří neustálé pokrytí půdy vegetací či rostlinnými zbytky, její minimální narušování nebo zvýšení biodiverzity, je na chmelnicích testována také integrace živočišné výroby. V praxi projektu Kytky pro chmel to znamenalo stádo ovcí umístěné během léta 2023 na vybrané chmelnici o rozloze 2,5 hektaru. Zvířata spásala rostliny v meziřadí, a proto nebylo nutné vegetační pokryv mulčovat. Ovce půdu zároveň přirozeným způsobem hnojí, a navíc okusují nízkorostoucí listy chmele, díky čemuž rostliny směrují svoji sílu a energii do květu, nikoliv do růstu spodních pater. Tam, kde ovce nejsou, probíhá v meziřadí pravidelné mulčování a hmota, zůstávající na povrchu půdy, slouží pro chmel jako zdroj živin.

Aplikátor bakterií pro zvýšení biologické aktivity půdy

Unikátní zařízení se testuje na chmelnici, kde se v rámci projektu Kytky pro chmel pasou ovce. Aplikátor dokáže na principu injektáže vstříknout pod tlakem do půdy jakoukoliv kapalnou látku, v tomto případě speciální bakterie a houby, které urychlí procesy ozdravení půdy, aniž by ji jinak narušovaly. Život v půdě se sice obnovuje velmi pomalu, ale aplikované bakterie mohou pomoci potřebné procesy nastartovat. Návrat půdy k normálu se tak značně urychlí. Jedná se o aplikaci bakterií a hub, které jsou v půdě běžně přítomny, ale využívány jsou především kmeny, které na základě procesu kultivace vykazují vyšší efektivitu zpřístupnění živin, rozklad organické hmoty či fixaci dusíku přímo z atmosféry.

Moderní technologie pomáhají

Porovnávání sledovaných hodnot získaných z chmelnic zapojených do projektu Kytky pro chmel s ostatními, obdělávanými konvenčním způsobem, by mělo vyústit v nalezení nejefektivnějších a do praxe nejsnáze aplikovatelných postupů. Ty by pak mohla využívat celá chmelařská komunita. Za tímto účelem jsou do chmelnic instalovány technicky pokročilé meteostanice, které dokážou měřit výkyvy teplot, srážky i vlhkost v porostu. V zemi jsou zapuštěna čidla na měření teploty a obsahu vody v půdě a sleduje se i to, jak chmel využívá světelné záření nebo vliv meziplodin na stav půdy.

První zkušenosti a hodnocení projektu

První rok ukázal, že vegetační kryt má kladný vliv na infiltraci vody do půdy zejména v období intenzivních srážek, půda je tak méně náchylná k erozi. Projekt byl založen jako pětiletý, teprve po této době bude možné vyhodnotit reakce chmele a stav půdy s nastartovanými ozdravnými procesy.

Detaily o projektu a fungování stroje popisuje docent Václav Brant z České zemědělské univerzity

Jaká byla prvotní myšlenka pro použití přímé injektáže do půdy?

Základem technologie je cílená aplikace kapalných látek obsahujících živé bioagens do půdy za účelem zvýšení biologického života v půdě. Injektážní aplikace bioagens do hloubky 70 milimetrů zásadně zlepšuje přežití živých mikroorganismů v půdě a jejich následné rozptýlení v půdním prostředí ve srovnání s aplikací na povrch půdy s následným zapravením. Injektážní aplikace je však zásadní pro aplikaci bioagens do živých porostů rostlin, v tomto případě do osetého meziřadí chmelnice. Aplikace na povrch vegetačních pokryvů postřikem je pro půdní organismy samozřejmě neefektivní. Technologie tak zároveň pracuje se synergetickým efektem aplikace mikroorganismů do půdy s vegetačním pokryvem, kde přítomnost aktivních kořenových systémů zajišťuje rychlejší rozvoj a funkci organismů v půdě. Domníváme se, a je to ve fázi ověřování, že cílené injektážní aplikace zajistí i snížení spotřeby aplikovaných látek na jednotku plochy, tedy očekávané nižší mortality organismů. Zde se opíráme o odstupné vědecké hypotézy, ale zároveň to zvýší ekonomickou efektivitu technologie i úspory na spotřebě aplikovaných látek a vody a vyšší výkon souprav z důvodu menší potřeby plnění zásobníků. Důležitým faktorem u této technologie je i souběžná aplikace pevných látek k řádku rostlin, tedy možnost aplikace mikrogranulátu obsahujícího houby a granulovaných organických hnojiv. Aplikace kapalných látek do půdy v místě řádku je problematická z důvodu rizika poškození kořenových systémů rostlin chmele. Aplikace granulovaných organických hnojiv zajišťuje nejen vstup organické hmoty, ale také má eliminovat rizika fytotoxicity na živé organismy. Tato rizika jsou mnohdy patrná při fyziologickém působení průmyslově vyráběných hnojiv. Z hlediska projektu jsou do testování řazeny látky s atestem pro použití v ekologickém zemědělství.

Jak tato technologie působí na půdní život, růst rostlin a ochranu životního prostředí?

Cílem aplikace je vnos bakterií zajišťujících fixaci vzdušného dusíku do půdy, který následně využijí rostliny v osetém meziřadí, a dojde k biologické fixaci dusíku do biomasy. Tu lze využít například i pro tvorbu mulče na stěnách hrůbku chmele. K tomu využíváme mulčovače ukládající při průjezdu meziřadí biomasu z meziřádku na obě strany hrůbků. Dále se jedná o vnos bakterií, které zpřístupňují fosfor pro rostliny. Hovořili jsme i o aplikaci hub. Zde se jedná o aplikace mykorhizních hub, třeba i z důvodu omezení tlaku některých chorob chmele. Principy ozelenění meziřadí vnímáme jako soubor opatření, která mají zlepšit celkové fungování chmelnice ve vztahu k omezení degradace půdy, zvýšení druhové pestrosti, fixace uhlíku, zdroje živin pro rostliny chmele včetně přeměny meziřadí na jakýsi bioinkubátor zajišťující šíření užitečných mikroorganismů do řádků rostlin s chmelem, který je výrazně kultivován.

U kterých plodin vidíte dále možnost uplatnění?

Vývoj stroje vychází ze společného projektu ČZU v Praze se společností BEDNAR FMT (Precizní zonální aplikace kapalných hnojiv, FW06010358, TAČR) zaměřeného na vývoj strojů pro efektivní aplikaci hnojiv a dalších látek do půdy. Jedná se o koncepce strojů využitelné pro cílenou injektážní aplikaci kapalných látek (hnojiva, bioagens, stabilizátory půdní struktura apod.) v meziporostním období či během vegetace polních plodin. Systémy aplikace tak nacházejí své uplatnění v porostech obilnin, širokořádkových plodin, ale aplikaci ověřujeme i na travních porostech.

Jaké látky jste otestovali při injektáži a kterým směrem by se mohlo ubírat další využití?

V rámci testování byl pro injektážní aplikaci v kapalné podobě použit přípravek EXpert v dávce 0,25 kg/ha při spotřebě jíchy 50 l/ha. Přípravek je rozpustný ve vodě a obsahuje různé bakterie a houby. Dávka na hektar chmelnice je samozřejmě celkově menší, protože je aplikován pouze na plochu meziřadí o šíři 1,6 metru. Pro aplikaci na řádek rostlin byl z jednoho zásobníku pro aplikaci pevných látek aplikován na řádek mikrogranulát přípravku Regina (směs hub a bakterií), dávka činila jednu třetinu dávky odpovídající plošné aplikaci, protože se aplikovalo pouze na řádek z levé a z pravé strany o celkové šířce řádku jeden metr (rozteč řádků chmelnice činila tři metry). Z druhého aplikátoru pevných látek bylo aplikováno hnojivo Hortyflor, opět pouze ve výši jedné pětiny dávky odpovídají plošné aplikaci pro trvalé kultury.

Jaká je výkonnost stroje, možnosti dávkování, případně jeho přizpůsobení aktuálním podmínkám zjištěným ze sledování?

Výkon stroje je závislý na pracovní rychlosti, která se může pohybovat v rozmezí 4–6 km/h. Primárně je rychlost dána omezením rizika poškození rostlin chmele při aplikacích po zavedení. Při aplikacích na podzim po výsevu ozimých meziplodin či na jaře před přioráním hrůbků je rychlost větší. Podzimní a jarní aplikace jsou na základě větší půdní vlhkosti a nižších teplot půdy samozřejmě efektivnější z hlediska podmínek pro rozvoj bioagens. Kapacita jedné nádrže na aplikaci látek je koncipována na průměrnou velikost chmelnice o výměře do tří hektarů. Na prototypu jsou umístěny nádrže dvě. Aplikátor totiž umožňuje nezávislou aplikaci dvou rozdílných látek, například ob aplikací kolo nebo po vyčerpání jedné nádrže provést aplikaci shodné jíchy z nádrže druhé.

Jde tedy o prototyp a bude se dále pracovat na jeho zdokonalení a případné výrobě?

Jde o prototyp zkonstruovaný primárně ze sériově vyráběných komponentů. Jedná se jak o komponenty z hlediska injektážní aplikace, tak systémů rozvodu kapaliny. Speciálně byl vyvinut nosný rám, který lze i rozšířit. Je vybaven nosníkem pro uchycení aplikátorů pevných látek. Ty mohou být dva, ale dle požadavku jen jeden. Speciálně byl vyvinut čelně nesený zásobník na kapalné látky se dvěma nádržemi. Jak již bylo uvedeno, každý s individuálním čerpadlem poháněným elektrickým proudem. Ke všem speciálně vyrobeným komponentům je samozřejmě k dispozici projektová dokumentace, což je zásadní věc pro případnou sériovou výrobu. Předpokládáme využití stroje i pro další vytrvalé kultury, tedy pro sady a vinice včetně představení stroje spolupracovníkům Centra precizního zemědělství třeba v Ázerbájdžánu nebo v Turecku. Ovládání aplikačních systémů je v současné době postaveno primárně na obsluze, protože pěstitelé chmele v této chvíli většinou nedisponují tažnými prostředky s ISOBUS.

Zdroj: Agromanuál / autor: Ing. Petr Štěpánek