Porovnání různých systémů hnojení v podmínkách ekologického zemědělství

Ing. Jiří Antošovský

Doctoral thesis

Comparison of different fertilization systems under organic farming conditions

Abstract:

Hlavní způsoby zabezpečení dostatku živin pro pěstované plodiny v ekologickém zemědělství jsou zařazení tzv. zeleného hnojení, zapravení posklizňových zbytků, a především aplikace organických hnojiv. Cílem práce bylo prostřednictvím dlouhodobého polního pokusu porovnat dva různé produkční systémy hospodaření v režimu ekologického zemědělství, a to bez živočišné produkce a s chovem dobytka. Snahou je především zjistit, zda může být ekologický režim hospodaření trvale udržitelný bez živočišné produkce. Do pokusu byla zařazena kontrolní varianta bez hnojení (varianta 1) a samotné zelené hnojení bez další aplikace organických hnojiv (varianta 2). Produkční systém bez chovu zvířat byl založen výhradně na aplikaci obnovitelných externích zdrojů – kompostu nebo digestátu (varianta 3), popřípadě na identickém hnojení doplněném o aplikaci intenzifikačních vstupů, tedy látek povolených v ekologickém zemědělství (varianta 4). Produkční systém s chovem hospodářských zvířat zahrnoval využití hnojiv produkovaných na farmě – močůvka nebo hnůj (varianta 5), popřípadě znovu doplněné o intenzifikační vstup (varianta 6). Každá varianta byla založena ve třech opakováních. Tato práce popisuje průměrné výnosy ze čtyř pokusných let na pěti lokalitách. Jako modelové plodiny byly zvoleny pšenice ozimá, brambory, pšenice ozimá špalda a luskovino-obilní směska (LOS) s kukuřicí. Nejvyšších průměrných výnosů zrna pšenice ozimé a hlíz bramboru bylo dosaženo u varianty 3 (7,1 t/ha zrna, 33,9 t/ha hlíz) a 4 (7,0 t/ha zrna, 34,1 t/ha hlíz). Příčinou těchto výsledků byl pravděpodobně vyšší obsah dusíku v aplikovaném digestátu a kompostu, a také úzký poměr C:N v aplikovaném kompostu ve srovnání s močůvkou a hnojem. Naopak výsledky získané z třetího (pšenice špalda) a čtvrtého (LOS a kukuřice) pokusného roku vycházely ve prospěch variant 5 (5,5 t/ha zrna, 4,6 obilní jednotky/ha) a 6 (5,4 t/ha zrna, 4,7 obilní jednotky/ha). Po čtyřech pokusných letech prezentované výsledky podporují aplikaci statkových hnojiv jako výhodnější variantu z dlouhodobějšího hlediska. Varianty s dodatečnou aplikací intenzifikačního vstupu se na zvýšení výnosu neprojevily, proto se taková aplikace jeví jako zbytečná. Zelené hnojení bez dodání dalších organických hnojiv zvýšilo v průměru výnos, avšak statisticky neprůkazně v porovnání s nehnojenou kontrolní variantou.

Abstract:

The main treatment to ensure a sufficient nutrient in organic farming is realized by green manure crop cultivation, post-harvest residues incorporation to the soil and application of organic fertilizers. The aim of this long-term experiment was to compare two different production systems with and without livestock in terms of organic farming. The idea of this long-term experiment is to determine whether an organic farming can be sustainable without livestock production or not. Control variant with no fertilization (treatment 1) and incorporation of sole green manure crops (treatment 2) were also included. The production system without animal husbandry was based solely on the application of renewable external resources (compost or digestate) (treatment 3) and the same fertilization with the addition of auxiliary substances (AS) (treatment 4). The production system with animal husbandry included utilization of fertilizers produced on the farm (fermented urine or manure) using solely farm fertilizers (treatment 5) and in addition with AS (treatment 6). Each treatment had three replications. This work describes the average yields from four experimental years and five localities. Winter wheat, potatoes, winter wheat spelt and legume-cereal mix with corn were used and examined as model crops during the first four years of this long-term research. The highest average yield of winter wheat grain and potato tubers during the first two years of the experiment were obtained after the treatments 3 (7.1 t/ha grain, 33.9 t/ha tubers) and 4 (7.0 t/ha grain, 34.1 t/ha tubers). The several times higher nitrogen content in applied digestate and compost in addition with narrow C:N ratio of applied compost in comparison with fermented urine and manure were probably the reasons for such results. On the contrary, the results obtained from the third (spelt) and fourth (LCM and corn) experimental years was higher after treatment 5 (5.5 t/ha grain, 4.6 cereal unit/ha) and 6 (5.4 t/ha grain, 4.7 cereal unit/ha). After four experimental years, the presented results supported the application of farm fertilizers as a preferable option from the long-term point of view. The treatments with additional application of AS did not provide a higher yield, therefore, such an application seems unnecessary. The average yield after the fertilization with solely green manure crops was higher in comparison with control variant, but it was statistically insignificant.

Keywords

digestát, ekologické zemědělství, organická hnojiva, hnůj, močůvka, kompost

Keywords

organic farming, manure, fermented urine, compost, digestate, organic fertilizers

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 1. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Pavel Ryant, Ph.D.
• Reader: Miroslav Florián, Ph.D., Ing., Jiří Balík, externi, Peter Kováčik, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Plant Production / General Plant Production