PROBLEMATIKA POTREBY HNOJÍV S OBSAHOM SÍRY V SR

Importance of Application of Sulphur Fertilizers in Slovak Republic

Fecenko Ján, Ložek Otto, Kulich Stanislav

Abstract

Sulphur as a nutrient represents some reserve for the yield and quality increase of agricultural products as well as a stimulus for better utilization of macro and micronutrients by plants with positive effect on economy of production and landscape ecology. The results of sulphur balance in agricultural sector indicate that there is a need to fertilize more than ľ of agricultural land area with the rate of 15-25 kg.ha-1 of sulphur yearly.

Už koncom minulého storočia v dôsledku celkového poklesu organických a priemyselných hnojív a zvlášť hnojív s obsahom síry (síran amónny 24 % S, jednoduchý superfosfát 12 % S, nízko percentuálne draselné soli 5 % S), ako aj ekologické opatrenia (odsírovanie komínov, likvidácia mnohých zastaralých tovární) viedlo k výraznému poklesu prísunu síry na poľnohospodársku pôdu. Problém deficitu síry pre výživu rastlín nie je špecifický pre Slovensko, signalizujú ho všetky poľnohospodársky vyspelé krajiny, najmä krajiny Európskej únie.

Funkcia síry v rastlinách

Síra je dôležitým makroprvkom vo výžive rastlín. Je súčasťou bielkovín. Nachádza sa v niektorých aminokyselinách, napr. cystín, cysteín, metionín, v rastlinných olejoch (horčicový, cesnakový a iné), vo vitamínoch (tiamín, biolín). Je súčasťou niektorých antibiotík, konkrétne penicilínu.

Síra má veľký význam v oxidačno-redukčných procesoch prebiehajúcich v rastlinách, pri aktivovaní enzýmov a v bielkovinovej výmene látok. Podporuje fixáciu atmosferického dusíka, pretože pozitívne vplýva na tvorbu hrčiek na koreňoch bôbovitých rastlín. Veľká časť zlúčenín síry sa v rastlinách nachádza v redukovanej forme. S organickými zlúčeninami sa môže síra viazať disulfidickou (-S-S-) alebo sulfohydrilovou (-SH) skupinou.

Zdrojom síry vo výžive rastlín sú v podstate soli kyseliny sírovej. Síru vo forme SO2, ktorý sa nachádza vo vzduchu, môžu čiastočne pohlcovať listy rastlín. Pri nedostatku síry sa spomaľuje syntéza bielkovín, pretože nastávajú ťažkosti pri tvorbe aminokyselín obsahujúcich tento prvok. Prejavy nedostatočného zásobenia sírou sú preto totožné s príznakmi dusíkatého hladovania. Rastliny majú neduživý vzhľad, spomaľuje sa ich vývin, zmenšuje sa veľkosť lístkov, predlžuje sa steblo, listy a stopky začínajú drevnatieť. Pri hladovaní sírou listy neodumierajú, hoci ich farba bledne.

Plodiny nemajú rovnaké požiadavky na síru. Najviac síry obsahujú bôbovité, slnečnica, pohánka, kapusta, ozimná repka a iné plodiny z čeľade kapustovitých, v ktorých sa syntetizujú významné antikarcinogénne látky - izothiokyanáty (ITK-R-N=C=S) známe pod názvom “horčičné oleje”.

Obsah síry (v prepočte na SO3) v sušine rastlín je rozdielny, spravidla viacej síry obsahujú vegetatívne a menej generatívne orgány. Napr. zrno ozimnej pšenice 0,02 % a slama 0,11 %, hrach 0,08 % a slama hrachu 0,27 %, hľuzy zemiakov 0,06 % a vňať 0,13 %. I keď niektoré plodiny resorbujú značné množstvo síry, napr. repka ozimná na úrodu 3 t.ha semena až 75 kg.ha-1, v úrode semena sa akumuluje len asi 37 % z celkovo prijatej síry a 63 % ostáva v pozberových zvyškoch a je zdrojom výživy pre následnú plodinu.

Z tabuľky I vyplýva, že množstvo síry resorbovanej rastlinami, tvorí asi dve tretiny v porovnaní s resorbovaným fosforom.

I. Priemerný odber síry úrodou poľnohospodárskych plodín (porovnanie

s fosforom)

Síra v pôde

Na Slovensku v rámci ASP sa prístupná síra pre rastliny nestanovuje, a preto nie sú ani kritériá pre hodnotenie jej obsahu v pôde. Obsah síry je rozdielny a mení sa v závislosti od mnohých faktorov. Jej obsah najvýraznejšie ovplyvňuje druh pôdy. Na humóznych pôdach je väčšia zásoba síry, najmä v organickej forme. Výrazný deficit síry sa registruje na ľahších pôdach s nízkym obsahom humusových látok. Z celkového obsahu síry sa 80-90 % nachádza v organickej forme, predovšetkým v proteínoch, polypeptidoch, polysacharidoch, aminokyselinách a iných rastlinných zvyškoch, teda v zlúčeninách, ktoré nemôžu byť, okrem niektorých aminokyselín, rastlinami priamo využívané. Len 10-20 % pôdnej síry je v anorganickej forme v síranoch draslíka, vápnika, horčíka a sodíka. Sírany sú hlavným zdrojom síry vo výžive rastlín.

Dynamika síranov v pôde do značnej miery pripomína dynamiku dusičnanov. Sírany sú pohyblivé rovnako ako dusičnany, preto sa zvrškami, ktoré presahujú cez pôdu najmä v zimnom období, ľahko vyplavujú alebo vplavujú do spodnejších horizontov v množstve 40-60 kg.ha-1.

Podľa bilancie 2 v rámci osevného postupu odčerpávanie síry úrodou je 25-30 kg.ha-1 ročne za predpokladu, že slama sa vráti do pôdy a 40-45 kg.ha-1, ak sa slama z polí odváža. Z toho vyplýva, že straty síry z pôdy dosahujú každoročne 60-110 kg.ha-1, v závislosti od výšky úrody a intenzity vyplavovania.

Pôsobenie hnojív s obsahom síry na tvorbu úrody

I napriek značným úbytkom síry z pôdy je málo exaktných údajov, ktoré by dokumentovali efektívnosť síry pri zvyšovaní úrody a kvality produkcie. Vysvetľuje sa to aj tým, že síra sa do pôdy dostáva v sprievode rozličných katiónov a efekt sa pripíše na ich vrub. Napr. úrody cukrovej repy vplyvom hnojenia síranom amónnym v dávke 50 kg.ha-1 dusíka a 52 kg.ha-1 síry na pozemkoch Selektu, a.s. Bučany sa zvýšili o 14 % v porovnaní s močovinou (porovnanie foriem dusíka). Na ľahkých piesočnatých pôdach v Záhorskej nížine (V.Leváre), síran amónny v porovnaní s LAV zvýšil úrodu jarného jačmeňa o 16 %, síran vápenatý o 12,7 % a elementárna síra v dávke 96 kg.ha-1 až o 17,8 %.

V rokoch 1999/2000 a 2000/2001 sme v prevádzkových podmienkach na plodinách ozimná pšenica a ozimná repka sledovali účinnosť dusíkato-sírneho hnojiva (DASA) v porovnaní s liadkom amónnym (27 % N). Obidve hnojivá boli aplikované na skoré jarné regeneračné prihnojovanie v množstve 0,2 t.ha-1 , t.j. 26 kg.ha-1 síry a 52 kg.ha-1 dusíka. Prírastky úrod obidvoch plodín boli diferencované v závislosti od ročníka, pôdneho druhu a obsahu humusu v pôde. Z desiatich pestovateľských lokalít sme z hodnotenia vylúčili dve najnižšie a dve najvyššie dosiahnuté úrody. Prezentované úrody sú priemerom úrod jednotlivých plodín na 6 pestovateľských lokalitách. Úrody ozimnej pšenice sa v roku 2000 pohybovali v rozsahu od 3,35 - 5,65 ton, priemer 4,39 t.ha-1 , na kontrolnom variante, resp. od 3,68 - 5,93 ton, priemer 4,68 t.ha-1 na variante hnojenia Dasou. Celkovo vyššie úrody sa dosiahli v roku 2001. pohybovali sa od 4,03 - 6,25 ton, pri dosiahnutej priemernej úrode 5,03 t.ha-1 na kontrolnom variante LAV, resp. od 4,28 - 6,33, priemer 5,28 t.ha-1 na variante hnojenia Dasou. Zvýšenie úrody v priemere za dva roky predstavuje 0,27 t.ha-1 pšenice, t.j. 5,7 % v porovnaní s LAV. Analogické výsledky sa dosiahli aj pri ozimnej repke. V roku 2000 sa v priemere na 6 lokalitách urodilo 2,57 ton (var. LAV), resp. 2,80 t.ha-1 (var. DASA). Podobne aj v roku 2001 sa na var. LAV urodilo v priemere 2,76 ton a na var. DASA 2,99 t.ha-1 . V priemere za dva sledované roky sa urodilo 2,66 ton (LAV), resp. 2,89 t.ha-1 na variante hnojenia Dasou. Zvýšenie úrody o 0,23 t.ha-1 t.j. o 8,7 %. Predmetné zvýšenie je zaujímavé aj z hľadiska ekonomiky pestovania repky ozimnej. Richter /3/ uvádza v priemere za tri roky zvýšenie vplyvom hnojenia sírou o 0,42 t.ha-1 , t.j. o 10,3 % pri relatívne vysokej úrode 4,21 t.ha-1 bez síry, resp. 4,63 t.ha-1 po hnojení sírou.

Za kritickú koncentráciu síry pre získanie maximálnej úrody považujú Schung a Evans /4/ 6,5 mg.g sušiny. Viditeľné symptómy nedostatku síry autori uvádzajú pri poklese jej obsahu pod 3,5 mg.g v listoch sušiny.

Spad síry z ovzdušia

Síra sa do atmosféry dostáva hlavne z troch zdrojov:

· pri anaeróbnom rozklade biologických zvyškov sa plynné zlúčeniny dostávajú do ovzdušia,

· druhým zdrojom sú spršky od mora, odkiaľ sa dostávajú sulfity hlboko do vnútrozemia,

· tretím a najväčším zdrojom je SO2, ktorý sa dostáva do vzduchu spaľovaním.

Množstvo síry z týchto troch zdrojov je ovplyvnené mnohými faktormi, napr. blízkosť priemyselných oblastí, blízkosť mora, množstvo zrážok, pretrvávajúce vetry, atď. V našich podmienkach prísun síry dažďovými zrážkami závisí do značnej miery na vzdialenosti stanoviska od zdrojov síry. V blízkosti priemyselných centier alebo v blízkosti miest sa môže týmto spôsobom dostať do pôdy až 100 kg síry za rok na hektár, takže potreba rastlín je týmto spôsobom vždy plne saturovaná.

Územie Slovenska z hľadiska množstva imisného spadu SO2 je rozdelené do štyroch územných celkov. Najmenší spad menej ako 2 t.km2 SO2 je na územie severovýchodného Slovenska, časť juhu stredoslovenského okresu a územie Záhorskej nížiny. Podľa odhadu výmera tohto územia predstavuje 1/3 z celkovej výmery. Najväčšiu výmeru územia pokrýva spad v rozsahu 2-5 t SO2. km2 (asi 50 %). Ďalších asi 8 % je zaťaženie spadom SO2 v rozsahu 5-10 t.km2 a zvyšok asi 9 % územia (okolie Trebišova - Vojany, Stredný Spiš, Prievidza) pokrýva spad SO2 množstvom väčším ako 10 t.km2 SO2 . Spady SO2 majú klesajúcu tendenciu. Kým v roku 1987 spadlo na územie Slovenska celkom 610 268 tisíc ton, dnes je to už len necelá 1/3.

Bilančná potreba sírypre výživu rastlín v SR

Pri vyčíslení potreby hnojenia sírou bilančnou metódou vychádzame zo súčasných priemerných úrod, úhrnným odberom síry príslušnými plodinami, aktuálnymi stratami vyplavením a povrchovou eróziou na jednej strane a položkami importnými, ako sú organické a priemyselné hnojivá s obsahom síry, spadom síry z ovzdušia a odhadovaným obsahom síry v pôde na strane druhej.

A. Exportné položky síry

Bilančný export síry z rastlinnej výroby sme vypočítali z predpokladanej štruktúry osevu v roku 2002 a priemerného odberu síry prognózovanými úrodami v SR celkom, ako aj v priemere na hektár PP.

Po prepočte na celkovú výmeru 2445 tisíc hektárov predstavuje priemerný odber síry úrodou rastlín 25 kg.ha-1. Straty síry vyplavovaním a eróziou vzhľadom na množstvo zrážok (v rozsahu od 550 - 1064 mm), členitosť terénu, percento zornenia a literárnych údajov počítame v priemere 40 kg.ha-1.rok.

B. Importné položky síry

· Primeranou aplikáciou maštaľného hnoja 6 t.ha-1 PP a pozberovými zvyškami sa ročne aplikuje asi 5 kg síry na každý hektár PP.

· V súčasných dávkach a sortimente priemyselných hnojív (síran amónny a DASA - 17 735 t v roku 2000) sa dostáva celkom 4360 t síry, čo predstavuje na 1 ha PP necelé 2 kg síry - 1,80 kg.ha-1).

· Diferencované dávky síry sa dostávajú do pôdy Slovenska vo forme imisného spadu. Na asi 1/3 pôdneho fondu, t.j. 814 185 hektárov možno počítať s množstvom 7,5 kg.ha-1 síry. Na ďalších asi 50 % PP, t.j. 1222500 ha možno počítať s priemerným spadom 17,5 kg.ha-1 síry. Na asi 8 % poľnohospodárskej pôdy, t.j. 196 600 ha spadne priemerne 37,5 kg.ha-1 a na zvyšok územia 220 050 ha PP spadne viac ako 50 kg síry.ha-1.

· Medzi importné položky počítame aj zásoby v organickej a anorganickej forme v priemere 25 kg.ha-1 síry.

1. Bilancia potreby síry v kg.ha-1 PP

Kategórie územia podľa množstva spadov S z ovzdušia v kg.ha-1 PP (1-4)

A. Exportné položky (kg.ha-1) 1 2 3 4

- odber úrodami (

) 25 25 25 25

- výmyv a erózia 40 40 40 40

Spolu: 65 65 65 65

B. Importné položky (kg.ha-1)

- spad z ovzdušia 7,5 17,5 37,5 nad 50

- org.hnojivá + pozb.zvyšky 5,5 5,5 5,5 5,5

- priemyselné hnojivá 2 2 2 2

- pôdne zásoby (

) 25 25 25 25

Spolu: 40 50 70 82

Potreba dohnojiť:

- síran v kg.ha-1 25 15 - -

Z prehľadu vyplýva, že asi 1/3, t.j. 814 185 hektárov PP nachádzajúcich sa v prvej kategórii s najnižším spadom asi 7,5 kg.ha-1 je potrebné ročne hnojiť dávkou 25 kg.ha-1. Potreba síry na predmetné územie predstavuje 20 354 ton. V druhej kategórii územia so spadom 17,5 kg.ha-1 síry je potrebné ročne dohnojiť každý hektár PP 15 kg síry, čo predstavuje ďalších 18 337 ton síry. Celková potreba predstavuje 38 691 ton síry. Pre názornosť uvádzame, že uvedené množstvo síry možno kompenzovať 297 623 tonami Dasy s obsahom 13 % síry a 26 % dusíka. Pre niektoré importné či exportné položky neboli k dispozícii presné merania a nahradili sme ich odhadom s využitím literárnych poznatkov a pôdno-klimatických podmienok Slovenska. Z toho dôvodu odporúčame preveriť reakciu plodín na hnojenie sírou, najmä v regiónoch s najnižším spadom síry z ovzdušia.

Záver

Síru možno kvalifikovať ako jednu z rezerv zvyšovania úrod a kvality poľnohospodárskych plodín, tiež ako stimul vyššej využiteľnosti makro a mikroživín s pozitívnym dopadom na ekonomiku výroby a ekológiu krajiny.

Z bilancie potreby síry rezultuje nutnosť hnojiť viac ako ľ výmery poľnohospodárskej pôdy dávkou 15-25 kg.ha-1 síry.

1. II. Úrody ozimnej pšenice a repky olejky v t.ha-1

(6 pest. lokalít)

1.

Rok	Pšenica			Repka olejka
LAV (kontr.)	DASA	Zvýšenie úrody t.ha-1 kontr.100 %	LAV (kontr.)	DASA	Zvýšenie úrody kontr. 100 %
1999/2000	3,35 - 5,65 = 4,39	3,68 - 5,93 = 4,68	0,29 t 106,6 %	1,98 - 2,75 = 2,57	2,61 - 3,42 = 2,80	0,23 t 108,9 %
2000/2001	4,03 - 6,25 = 5,03	4,28 - 6,33 = 5,28	0,25 t 105,0 %	2,1 - 3,28 = 2,76	2,61 - 3,50 = 2,99	0,23 t 108,3 %
za dva roky	4,71	4,98	0,27 t 105,7 %	2,66	2,89	0,23 t 108,6 %

Použitá literatura je k dispozici u autorů.