Hodnocení metody Mehlich 3 pro stanovení makro- a mikroprvků v půdě přístupných pro ozimou pšenici

Bc. Johanka Hypiusová

Master's thesis

Evaluation of the Mehlich 3 Method for determination of wheat-bioavailable macro- and micronutrients

Abstract:

Výživa makroprvky i mikroprvky je jedním z významných výnosotvorných prvků. V době vysokého zájmu o snížení použití minerálních hnojiv, jak z ekonomických, tak z enviromentálních důvodů, je vhodné se zabývat možnostmi, jak zjistit přístupné množství živin v půdě. Nejpěstovanější plodinou ve světě i v České republice je pšenice ozimá, proto je vhodné věnovat pozornost právě pro ni přístupným živinám. Univerzální extrakční činidlo Mehlich 3 je používáno napříč světovými laboratořemi a v ČR se používá pro analýzy při agrochemickém zkoušení zemědělských půd. Běžně se s ním stanovují makro- i mikroprvky. Jedná se však o velmi silný extraktant, z toho důvodu se předpokládá, že stanovuje i formy živin rostlinám nepřístupné. Naproti tomu vodný výluh, použitý k porovnání s metodou Mehlich 3, je používán ke stanovení okamžitě přístupných živin v půdním roztoku. Cílem práce bylo zhodnotit vztahy mezi stanoveným množstvím živin v půdě oběma způsoby s obsahem živin v nadzemní hmotě pšenice ozimé. Odebrané vzorky půd byly rozděleny dle pH na nekarbonátové (pH≤6,99; n=60) a karbonátové (pH ≥7,00; n=73), v nich byly stanoveny obsahy P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Fe a Mn oběma uvedenými extrakčními metodami. Regresní a korelační analýzou byla provedena srovnání mezi vztahy obsahu živin v Mehlich 3 a v nadzemní hmotě rostlin a stejného vztahu u obsahu prvků ve vodném výluhu. Rostliny pšenice byly odebírány v růstové fázi BBCH 49–59. Korelační analýzou byly zjištěny dva signifikantní vztahy na nekarbonátových půdách mezi množstvím živin stanoveným metodou Mehlich 3 a obsahem v sušině rostlin. Jednalo se o fosfor a zinek, kde korelační koeficient měl hodnoty rP = 0,412 rZn = 0,617 při hladině významnosti p <0,05. Na karbonátových půdách bylo více vztahů statisticky průkazných, a to v případech P, Mg, S, Cu, Fe, Mn: r = 0,551; 0,479; 0,290; 0,251; 0,329; 0,755. Korelační analýza s vodným výluhem vykázala signifikantní vztahy na nekarbonátových půdách u fosforu a manganu r = 0,262; 0,505. Na karbonátových půdách byly průkazné vztahy u P, Mg a S: r = 0,463; 0,336; 0,273. Druhý cíl práce, tedy vzájemné porovnání metod Mehlich 3 a vodného výluhu, byl korelační analýzou na nekarbonátových půdách vyhodnocen následovně: signifikantní vztahy byly dosaženy u živin P, K, Ca, Mg a S, kdy nejtěsnější vztah byl u P a S (r = 0,700; 0,699). Na karbonátových půdách byly průkazné vztahy u P, K, Ca, Mg, S a Zn, kde nejtěsnější korelační koeficienty vykázal P a K (r = 0,829; 0,796). Je tedy patrné, že metoda Mehlich 3 se nehodí paušálně pro všechny přístupné živiny, ale jeví se jako vhodnější než vodný výluh, obzvlášť na karbonátových půdách.

Abstract:

Nutrition, both macro- and micronutrients, is one of the significant yield-contributing factors. During times of high interest in reducing the use of fertilizers due to economic and environmental reasons, it is suitable to focus on possibilities to determine available nutrients in the soil. Winter wheat is the most cultivated crop worldwide as well as in the Czech Republic, making it appropriate to pay attention to its bioavailable nutrients. The universal extraction agent Mehlich 3 is used across the world's laboratories and is used in the Czech Republic for analyses during agrochemical soil testing. Macro- and micronutrients are commonly determined using this method. However, it is a very strong extractant, and it is assumed that it also determines nutrient forms that are nonbioavailable. In contrast, the water extract, used for comparison with the Mehlich 3 method, is used to determine readily available nutrients in the soil solution. The work aimed to evaluate the relationships between the determined nutrients content in the soil using both mentioned methods and the nutrient content in the aboveground biomass of winter wheat. Soil samples were taken and divided according to pH into non-carbonate (pH ≤6.99; n=60) and carbonate (pH ≥7.00; n=73) soils, and the contents of P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Fe, and Mn were determined using both extraction methods. Wheat aboveground biomass was sampled during the growth stage BBCH 49–59. Regression and correlation analysis was performed to show the relationships among results of Mehlich 3 method, water extraction and wheat aboveground biomass analysis, with the main aim to investigate the relationships between soil analysis and nutrients content in plants. Correlation analysis identified two significant relationships in non-carbonate soils between the amount of nutrients determined by the Mehlich 3 method and the dry matter content of the plants. These were for phosphorus and zinc, with correlation coefficients of rP = 0.412 and rZn = 0.617 at a significance level of p<0.05. In carbonate soils, more statistically significant relationships were found in cases of P, Mg, S, Cu, Fe, Mn: r = 0.551; 0.479; 0.290; 0.251; 0.329; 0.755. Correlation analysis with the water extract showed significant relationships in non-carbonate soils for phosphorus and manganese, r = 0.262; 0.505. In carbonate soils, significant relationships were found for P, Mg, and S: r = 0.463; 0.336; 0.273. The second objective of the work, the comparison between the Mehlich 3 and water extract methods, was evaluated by correlation analysis in non-carbonate soils as follows: significant relationships were found for nutrients P, K, Ca, Mg, and S, with the closest relationships found for P and S (r = 0.700; 0.699). In carbonate soils, significant relationships were found for P, K, Ca, Mg, S, and Zn, with the closest correlation coefficients shown for P and K (r = 0.829; 0.796). Therefore, it is apparent that the Mehlich 3 method is not suitable universally for all accessible nutrients. However, it appears more suitable than the water extract method, especially on carbonate soils.

Keywords

Živiny, Půda, Rostlina, Vodný výluh, Mehlich 3

Keywords

Soil, Plant, Water extract, Nutrients, Mehlich 3

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 15. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Martin Kulhánek, Ph.D.
• Reader: Jindřich Křivánek, Bc., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / specializace:
Plant Production / Plant Nutrition and Protection