Dynamika obsahu živin v biomase travního porostu při různém způsobu obhospodařování

Ing. Klára Pavlů

Doctoral thesis

Dynamic of nutrients in grassland biomass under different management practices

Abstract:

Kvalitativní parametry travní biomasy jsou známé zejména pro intenzivně obhospodařované porosty, ale máme nedostatek informací o druhově pestrých polo-přirozených travních porostech. Obhospodařování travních porostů je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících kvalitu biomasy na polo-přirozených druhově bohatých travních porostech. Proto bylo hlavním cílem této práce zhodnotit vliv různých způsobů managementů travních porostů na kvalitativní parametry travní biomasy druhově pestrých porostů. Práce byla prováděna na dlouhodobých pokusech v Česku, na Slovensku a ve Velké Británii a skládá se ze čtyřech částí. V první části na dlouhodobém pastevním experimentu v Oldřichově v Hájích (CZ) byl řešen vztah výnosu a kvality (stravitelnost, dusíkaté látky, strukturální vlákniny a minerální látky) travní biomasy v průběhu vegetační sezóny ovlivněný předchozí intenzivní nebo extenzivní pastvou. Druhá část se na dlouhodobé pastevní experimentu v Oldřichově v Hájích (CZ) zabývala vlivem tuhých výkalů jalovic na obsahy živin v travní biomase a v půdě. Ve třetí části byl na dlouhodobém experimentu v Nízkých Tatrách (SK) na bývalých plochách využívaných k přenocování jalovic sledován vliv obnovy zapleveleného porostu (Rumex obtusifolius, Urtica dioica) na obsahy živin v půdě a biomase. Ve čtvrté části byl zjišťován na dlouhodobém pastevním experimentu ve Walesu (UK)vliv různých způsobu obnovy druhově pestrého porostu na jeho kvalitativní parametry (stravitelnost, dusíkaté látky, strukturální vlákniny a minerální látky). 1) Předchozí extenzivní hospodaření mělo "carry-over" efekt, který významně snížil organické parametry kvality (stravitelnost, strukturální vlákniny, dusíkaté látky) a koncentrace Ca, Mg a Na v bylinném porostu travních porostů s dominancí Agrostis capillaris-Festuca rubra do poloviny června. Koncentrace minerálních látek v trávě se v průběhu zrání porostu snižovala. Kromě Na a K se koncentrace ostatních testovaných minerálních látek pohybovaly v rozmezí doporučeném pro krmení skotu a byly rovněž ovlivněny druhovým složením porostu. K diverzifikaci výnosu biomasy došlo po začátku června a byla zpravidla vyšší pod dříve extenzivně obhospodařovaným porostem. Agro-environmentální platby jsou tedy nezbytné jako kompenzace za zhoršení kvality píce, pokud je z environmentálních důvodů omezeno využívání polopřirozených travních porostů, a to nejen při posunutí první defoliace na dobu po polovině června, ale i při extenzivním obhospodařování. 2) Intenzita pastevního managementu může ovlivnit využití živin uvolňovaných z výkalů. V porostech s vysokou výškou porostu při extenzivní pastvě byl porost téměř nespasený, a proto nepotřeboval živiny k obnově. Navíc přítomnost výkalu při extenzivní pastvě neměla žádný vliv na obsahy živin v biomase a živiny se vyplavovaly bez využití. Naopak intenzivní pastva podporovala spásání vysokých nedopasků a některé živiny z výkalu byly využity pro regeneraci pastevního porostu. Vzhledem k tomu, že přítomnost výkalu neměla žádný vliv na koncentraci živin v půdě u žádného typu nedopasků, předpokládáme, že nevyužité živiny byly vyplavovány, a obohacení půdy živinami tak bylo velmi nízké. 3) Zavedení managementu sečení i kombinace sečení s aplikací herbicidů a dosévání mělo vliv na produkci bylin a koncentraci živin v bylinném porostu i v půdě. Lze konstatovat, že s ohledem na výsledek tohoto pokusu a dalších podobných studií se ošetření s aplikací herbicidů v kombinaci se sečením neprojevilo významným rozdílem v odběru živin z půdy ve srovnání s pouze sečenou variantou. Obnova zaplevelených porostů v národních parcích nebo jiných chráněných

Abstract:

územích je lepší provádět bez aplikace destruktivního a neselektivního herbicidu jako potenciálního opatření proti invazním druhům plevelů. 4) Vzhledem k vyššímu podílu bylin měla píce z variant, kde byla zahrnuta seč vyšší kvalitu než pouze pasené varianty. Nebyl zjištěn vliv předchozího vápnění na travní biomasy. Byl zjištěn pozitivní vztah mezi koncentracemi P, K v půdě a v bylinném porostu a jejich vysoká koncentrace v půdě byla spojena s nižší druhovou bohatostí. Koncentrace Ca, Mg a Na v rostlinné biomase porostu pozitivně korelovaly s druhovou bohatostí rostlin, zatímco koncentrace N měla opačný vliv. Obnovní management s posunutím termínu defoliace první seče (neselektivní) do poloviny vegetačního období praktikovaný na podhorském travním porostu nemusí zhoršovat kvalitu píce a může být využit jako krmivo pro nepříliš produktivní býložravce.

Abstract:

The quality parameters of grassland biomass are known, especially for intensively managed stands, but there is a lack of information on species-diverse semi-natural grasslands. Grassland management is one of the key factors influencing biomass quality in semi-natural species-rich grasslands. Therefore, the main objective of this study was to evaluate the effect of different grassland management practices on quality parameters of species-rich sward. The work was carried out on long-term experiments in the Czech Republic, Slovakia and the UK and consists of four parts. In the first part, on a long-term grazing experiment in Oldřichov v Hájích (CZ), the relationship between yield and quality (digestibility, nitrogen, structural fibre and minerals) of grassland biomass during the growing season as influenced by previous intensive or extensive grazing was investigated. The second part investigated the effect of heifer faeces on nutrient concentrations of grassland biomass and soil using a long-term grazing experiment in Oldřichov v Hájích (CZ). In the third part, the effect of the restoration of a weedy stand (Rumex obtusifolius, Urtica dioica) on nutrient concentrations in soil and biomass was investigated in a long-term experiment in the Nízké Tatry Mts. (SK) on former resting sites. In the fourth part, the influence of different restoration methods of species-diverse vegetation on its quality parameters (digestibility, nitrogen, structural fibre and mineral matter) was investigated in a long-term grazing experiment in Wales (UK). 1) The previous extensive management had a carry-over effect which significantly reduced the organic parameters of quality (digestibility, structural fibres, crude protein) and Ca, Mg and Na concentrations in herbage of Agrostis capillaris-Festuca rubra dominated grassland until mid-June. Herbage mineral concentrations declined over the course of the sward maturation. Besides Na and K, the concentrations of other tested minerals were in the range recommended for cattle feeding and were also affected by species composition of the sward. The diversification of yield occurred after early part of June and it tended to be higher under previously extensively managed treatment. Thus agri-environmental payments are necessary to compensate for deterioration of forage quality if the utilisation of semi-natural grassland is restricted for environmental reasons, and this will apply not only for the postponing of the first defoliation to after mid-June, but also when extensive management is required. 2) The intensity of grazing management can influence utilization of nutrients released from dung. In tall sward-height patches in extensive grazing, the sward was almost ungrazed and thus did not need nutrients to regrow. In addition the presence of dung in extensive grazing did not have any influence on herbage properties and nutrients were leached without utilization. On the contrary intensive grazing supported frequency of grazing of tall patches and some nutrients from dung were utilized for regeneration of pasture sward. As the presence of dung did not have any influence on the soil nutrient concentrations in any type of patches we suppose that the non-utilized nutrients were leached and thus soil nutrient enrichment was very low. 3) The introduction of cutting management as well as a combination of cutting with herbicide application and reseeding had effect on herbage production and nutrient concentration in the herbage as well as in the soil. Finally, considering the result from this experiment and other similar studies, we can see treatment with herbicide application combined with cutting did not demonstrate significant difference in removing nutrients from the soil compared to the nature friendly only cut treatment. We conclude restoration measures in national parks or other protected areas are better off without the application of destructive and non-selective herbicide as a potential measure against

Abstract:

invasive weed species. 4) Due to higher proportion of forbs the forage from restoration managements including cutting defoliation had higher quality than only grazed treatments. There was not found any effect of previous liming on forage quality. The positive relationship between P, K concentrations in the soil and in the herbage was revealed and their high concentration in the soil was connected with lower species richness. Concentrations of Ca, Mg and Na in the herbage were positively correlated with plant species richness, whereas concentration of N had the opposite effect. The restoration managements with the postponing the timing of the first cutting defoliation (non-selective) to mid growing season practiced in an upland grassland may not deteriorate forage quality and can be used as a forage for not highly productive herbivores.

Keywords

travní porost, kvalita biomasy, produkce biomasy, výživa zvířat, obhospodařování

Keywords

semi-natural grassland, forage quality, biomass production, animal nutrition, management

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 7. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Michal Hejcman, Ph.D. Ph.D.
• Reader: Josef Hakl, Ph.D., doc. Ing., Stanislav Hejduk, externi, Zygmunt Kącki, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Doctoral programme / field:
Ecology / Ecology