KULTURNA BILJKA KAO ČIMBENIK PROIZVODNOG PROSTORA

Kroz povijest kulturne biljke su se mijenjale i prilagođavale ekološkim uvijetima:

- prirodnom selekcijom

- selekcijom i oplemenjivanjem preko čovjeka

Na Zemlji: 200 000 biljnih vrsta

500-1000 do sada kultivirano (<1%)

Nekoliko desetina važne u prehrani

4-5 najveće površine

3 najvažnije: RIŽA, KUKURUZ, PŠENICA

Pitanje !

Kako povećati rodnost kultura i proizvodnju

VEĆIM korištenjem sunčeve energije, 2-5% sada

- pšenica 2,68%

- lupina 4,78%

Kako?

- pojačati fotosintezu: erektum tip listova = gust sklop (vs. Prostratum tip listova)

- prilagoditi morfologiju biljaka – arhitekturu da može nositi plod (veći)

- povećati odnos prinos : prirod (zrno:slama)

- Korištenje umjetnih supstrata, kao dopunska, da se bolje koristi genetski potencijal

kultura

Dovesti u optimalni sklad ekološke uvjete i zahtjeve kulture.

PRINOS – CILJ UZGOJA KULTURA

POJMOVI

BIOLOŠKI PRIROD - sveukupna biljna masa (nadzemna i podzemna)

PRINOS ili UROD - dio biološkog, kao cilj, sa polj. odnosno ekonomskom vrijednošću.

PRINOS je rezultanta svih pozitivno i negativno djelujućih ambijentalnih čimbenika,

kapaciteta rodnosti i otpornosti biljke prema negativnim čimbenicima.

Prema KÖHNLEIN-u:

Prinos = plodnost tla +

vremenske prilike +

biljka +

čovjek (agrotehnika) +

ostali čimbenici (korovi, bolesti, štetnici)

Plodnost tla = geološki supstrat + reljef + klima + organizmi + vrijeme

Čimbenici djeluju pojedinačno, ali i u interakciji, kao i kompeticijski u odnosu na prinos,

dakako do određenih granica.

ČINIOCI PRINOSA

PLODNOST TLA

Ukratko, to je sposobnost tla da biljci osigura dovoljno hraniva, vode, zraka i topline –

jednom riječju da osigura normalne uvjete za rast i razvoj, a čine ju fizikalna,

kemijska i biološka svojstva tla.

Prema Gračaninu:

Potencijalna plodnost tla

Efektivna plodnost tla

POTENCIJALNA plodnost tla predstavlja prirodnu proizvodnu sposobnost tla a

uglavnom je određena konstelacijom po prirodi danih čimbenika. Može se promjeniti

hidro-agromelioracijama ili antropogenizacijama.

Po prirodi dani čimbenici su:

- mehanički sastav

- koloidno-kemijski sastav

- mineralni sastav tla

- vodozračne osobine

- osobine adsorpcijskog kompleksa

- biologija tla

EFEKTIVNA plodnost tla se izražava ponajčešće veličinom prinosa (priroda) niza kultura

na nekom tlu uz određene klimatske prilike i njegu. Obično je to 10-godišnji prosjek

prinosa.

Zato bolje odgovara termin: PRODUKTIVITET STANIŠTA.

U stvari on je funkcija: - plodnosti tla.

- klime

- prilagodljivosti i genetskog potencijala za rod. kultura

- agrotehnike

Prema tome efektivna je na lijevoj strani jednadžbe a pod plodnošću je u stvari

potencijalna plodnost tla.

Prinos = plodnost tla + vrijeme + sorta + čovjek

↑ ↑

efektivna potencijalna

plodnost plodnost

Prema EDELMANU: - primarna plodnost tla

- prirodna plodnost tla

- tradicionalna plodnost tla

- tehnološka ili plodnost “poremećenih tala”

PRIMARNA je plodnost “djevičanskih tala”

PRIRODNA preostaje nakon iskorištenja “primarne”, to je plodnost većine

tala u“eksploataciji” i ona ovisi o apsolutnoj dubini tla, reljefu, teksturi, građi profila,

dreniranosti…

TRADICIONALNA predstavlja utjecaj antropogenizacije u dužem razdoblju, kao

klimaks plodnosti nakon duže uporabe stajskog gnoja, uzgoja djetelinsko-travnih

smjesa, leguminoza – tradicionalnih sustava zahvata na tlu.

TEHNOLOŠKA ili plodnost “poremećenih tala”, oslanja se na prirodnu i

predstavlja radikalne zahvate antropogenizacije tala – hidro- i agromelioracijama,

sa drastičnim promjenama u proizvodnim sposobnostima tla.

GLAVNI ELEMENTI PLODNOSTI TLA

1. TLO

2. KLIMA

3. BILJKA

4. ČOVJEK

1) TLO

Sorpcijska sposobnost tla i količina fiziološki aktivnih hraniva predstavlja moć

vezivanja (adsorpcije), čuvanja hraniva od ispiranja i laganog otpuštanja – prema

potrebama biljaka. Tu moć osigurava adsorpcijski kompleks tla, tzv. KOLOIDI TLA, a

mogu biti:

MINERALNI – sekundarni minerali gline:

KAOLINITNA skupina (kristali Si-Al, 1:1, razmak 0.79 nm)

MONTMORILONITNA skupina (Si-Al-Si, 2:1, 10-20 nm)

ILITNA skupina (Si-Al-Si, 2:1, 0.9 nm)

ORGANSKI – humus

ORGANSKO-MINERALNI – veza spomenutih

NEPOŽELJNA fiksacija

- kod fosfora (u kiselim tlima Al-, Fe- ioni i amorfni oblici seskvioksida)

- kalija (ilitna skupina)

pH vrijednost tla

- kiselost

- lužnatost

Kiselost predstavlja prisustvo H-iona, na adsorpcijskom kompleksu i u otopini tla, kao i

prisustvo Al- i Fe-iona.

U kiselom mediju prevladavaju: - ispiranje hraniva

- gljivice (fulvokiseline)

- razara se adsorpcijski kompleks

U alkalnom mediju:- blokada mikroelemenata – osim Mo

- jača mineralizacija organske tvari

- prisustvo lako topivih alkalnih soli

Optimum za pedodinamske procese i biljke 6.5 – 7

Ovisi o mehaničkom sastavu, sadržaju humusa i reakciji kulture

Shematski prikaz odnosa između pH i pedogenetskih procesa i dostupnosti hraniva

(širina trake odaje intenzitet procesa i pristupačnosti hraniva)

Shematski prikaz odnosa između pH i pedogenetskih procesa i dostupnosti hraniva

(širina trake odaje intenzitet procesa i pristupačnosti hraniva)

Lucerna

Ječam

Šećerna repa

Crvena djetelina

Raž

Lupina (vučji bob)

Repica

Zob

Krumpir

Pšenica

Grašak

<4.1 4.6-5.2 5.3-6.4 6.5-7.4 >7.4

Sadržaj i oblik humusa

Humus je: - izvor energije za mikroorganizme

- opći regulator plodnosti

- struktura

- vezanje vode i hraniva

- sadrži stimulatore rasta (huminske kiseline)

- izvor hraniva

POŽELJAN:

- BLAGI ili ZRELI humus

- USKOG odnosa C : N (idealan 10:1, povoljan 10-20:1, a šire nepovoljan. Černozem

10:1, pseudoglej 30:1, slama 50-100:1, stajski gnoj 25:1)

- BOGAT hranivima

- HUMUSNE kiseline neutralizirane Ca – Ca-humati, posebno sivih

Humusne

komponente Huminske tvari

Topivo

Netopivo:

Humini

NaOH

HCl

Ne taloži se:

Fulvokiseline

Taloži se:

Huminske kiseline

NetopivoTopivo:

Himelatomelanska

kiselina

Topive:

Smeđe

huminske

kiseline

NaOH + NaCl

Netopive:

Sive

Huminske

kiseline

Etanol

Kalcij

Važnost: - hranidbeni element

- kompleksni regulator plodnosti tla

- neutralizator kiselosti (povoljni pedogenetski procesi, mikro-organizmi, blagi humus)

- struktura (tvorba u prvoj etapi)

Proces strukturoformacije u 2 faze i Ca:

u prvoj obara koloide (negativno nabijene)

u drugoj sa Ca-humatima veže oborene koloide

Nepovoljno: >5% CaO

Struktura tla je “kičma” plodnosti tla. Regulira vodo-zračne odnose.

Traži se: u vodi stabilna mrvičasta struktura.

Prema VILJEMSU, mrvice 1-10 mm

Prema SEKERI, mrvice 1-3 mm

Prema KULLMANN-u, mrvice 0,2-5 mm

ČINIOCI STRUKTURE:

A. PRIRODNI: Blagi humus, a mogu i neke anorganske baze (Fe, Ca, Mn), a na

akumulaciju kvalitetnog humusa utječu:

- višegodišnje trave, za 1-2 godine mjerljivo se povećava humus. Međutim, učinak kao

na permanentnom travnjaku 5-50 godina uzgoja. Na oranici djeteline i trave: povoljni

učinak 3-4 godine.

B. SINTETSKI:

U praksi je mnogo tala nepovoljne strukture a djetelinsko-travne smjese ili nemaju

povoljne ekološke uvjete ili ekonomske važnosti. Tada se mogu upotrijebiti

SINTETSKI POPRAVLJAČI STRUKTURE ili KONDICIONERI TLA.

- organski

- anorganski

PRINCIP DJELOVANJA je isti kao i u produkata biokomponente tla ili stajskog gnoja.

LINEARNI KOLOIDI, končaste strukture, hvataju se za mineralnu (dio) komponentu

tvoreći ORGANOMINERALNE agregate – djeluju kao “BIOLOŠKI CEMENT”.

Analogno, dobivaju se POLIELEKTROLITI (polikiseline ili polibaze i njihove soli)

ČINIOCI STRUKTURE

C. ORGANSKI:

AEROFLOC, AEROTIL, KRILIUM, VAMA

Najbolji učinci: na mineralnim tlima, nestabilne strukture, na teškim tlima koja se

zamuljuju

Primjena: usitnjeno tlo, umjereno vlažno, homogenizirano

Djeluju: za 2-3 dana, nekoliko godina, doze 2-60 dt

D. ANORGANSKI: - kod prerade željezne rude

FLOTAL – feriamonalaun, 10% organske tvari, 3% dušika

FEROSUL – 60% Ca-sulfata, 30% Fe, tragovi N, P, K, Mg, Mn

TRIFER

Djelovanje: za par mjeseci, dugo godina, doza 0,5-1 t/ha

Predostrožnost: odvojeno od sjetve i gnojidbe fosforom

ŠIROKA PRAKSA – Primjena: SKUPI su za sada

Kapacitet tla za vodu i zrak

Antropogeno tlo mora imati dovoljnu vododržnost i povoljnu dreniranost. Oba svojstva

uvjetuje tekstura i sadržaj organske tvari. Također, traži se dovoljno zraka u tlu radi

disanja.

Voda: u kapilarnim, a zrak u nekapilarnim porama

Povoljan odnos kapilarne pore : nekapilarne pore = 3:2

TEŠKA TLA – nema dovoljno zraka

LAGANA TLA – nema dovoljno vode

PRIRODNE mjere popravke: obično, unošenjem organske tvari.

U novije vrijeme i: SINTETSKA SREDSTVA

Za teška tla: POLISTIRENI – STYROMUL i OKIROL

- male specifične težine, rahlo staničje, ne primaju vodu, ne vežu hraniva,

otporni na rad mikroorganizama. PRIMJENA: 4-12 mm pahuljice (kod hidromorfnih =

ploče, grede); Količina: 1-4 m3/100 m2, rotacijska oruđa

Za laka tla:

HYGROMUL, zapravo UREA-FORMALDEHID prepariran smolama. 30,5% dušika,

godišnja mineralizacija 5%.

PRIMJENA, kao pjena, osuši se, sitni. Specifična težina mala, 15-30 kg/m3. Količina: 2

m3/100 m2, rotacijska oruđa. Veže: 70% vode (od volumena) sa hranivima. Koristi se

više u povrtlarstvu.

UGORENJE TLA

Tlo je dinamička sredina. Stalna promjena vodnog i zračnog režima, hidrotermičke

oscilacije, promjenjivost rada biokomponente. Povoljno stanje ovih procesa

predstavlja UGORENOST tla. Znanstvenu definiciju ugorenja tla dao je SEKERA,

otac “BIOTEHNIČKOG RATARENJA”. Po njemu: Ugorenje je specifično

dinamičko stanje tla kojeg odlikuje stabilna mrvičasta struktura i povoljna

vododrživost. Rahlo je, šupljikavo kao pčelinje saće.

Uvjetuju ga dvije komponente:

A) KOLOIDNO-KEMIJSKA (pijesak, glina, humus) = primarni agregati

B) BIOLOŠKA – sluzaste tvari biokomponenete koje služe za vezanje primarnih

agregata u sekundarne. To je, u svari, BIOLOŠKI CEMENT, osniva u vodi stabilne

strukture.

Proizlazi:

Osnovni nosioci ugorenja su organizmi tla, a oni traže: vlagu, kisik, toplinu, organsku

tvar. Zato neka tla ne ispunjavaju ove uvjete:

- skeletna i skeletoidna tla

- suviše lagana

- ekstremno teška glinena tla

- tla trajno suhih ili hladnih prostora

Najbolja za ugorenje: ILOVAČE.

U našim uvjetima: DINAMIKA PROCESA UGORENJA slijedi disanje u tlu.

UGORENJE TLA

5 vrsta ugorenosti (prema KLAPP-u):

ugorenja od zasjenjivanja usjeva ili malčiranja (zaštita od atmosferalija, povoljno za

mikroorganizme tla)

ugorenost od predusjeva - pozitivno (grahorice)

- negativno (strne žitarice)

ugorenost od mraza – kao posljedica naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja tla

zimi. Voda → led (povećava volumen za 1/11. Razdvajanje krupnih agregata i

FLOKULACIJA koloida → rahlo tlo, do 7 cm, kratkotrajni učinak, povoljno za proljetnu

sjetvu.

ugorenost od vrućina – visoke temperature ljeti (jadransko područje) izazivaju

FLOKULACIJU koloida, sipko rahlo tlo. Kratkotrajno, dobro za sjetvu.

Zaključno: Pravo ugorenje kao posljedica rada biokomponente tla.

Pitanje !

Da li je ugorenost neophodna? NIJE !

Ugoreno tlo je zaista plodno, izražene efektivne plodnosti, ali se ne može reći da je

neugoreno tlo neplodno, nepogodno za poljoprivrednu proizvodnju. Uostalom, velike

površine antropogenih tala se iskorištavaju, a da nikad ne postižu stanje ugorenosti.

2) KLIMA se javlja kao čimbenik visine prinosa.

u kombinaciji s tlom i reljefom, pa su moguće kombinacije:

- klima i tlo povoljni

- klima i tlo nepovoljni

- klima povoljna a tlo nepovoljno, i OBRATNO

sa oscilacijama meteroloških elemenata što predstavlja ključni čimbenik variranja

prinosa po godinama: DOBRE GODINE

LOŠE GODINE

3) BILJKA (sorta) utječu na količinu i kakvoću prinosa GENETSKIM POTENCIJALOM

za RODNOST i svojstvom PRILAGODLJIVOSTI odnosno ADAPTIBILNOSTI

određenim agrotehničkim uvjetima.

- plastične sorte

- visokoprinosne, ali zahtjevne

4) ČOVJEK je organizator, regulator, kontrolor i zaštitnik kultura, bira sortu za određene

uvjete, određuje agrotehniku i svojim znanjem i iskustvom drži ključno mjesto u

AGROEKOSUSTAVU. Obavlja selekciju i oplemenjivanje, popravlja tlo i podiže

produktivnost staništa

ZAKONI STVARANJA PRINOSA

1) Prvi zakon o stvaranju prinosa dao je JUSTUS von

LIEBIG (1855) =

ZAKON O MINIMUMU

Prinos kulture ovisi o onom hranivu koje se nalazi u

minimumu.

Prema Liebigu:

Ako se obavlja gnojidba hranivom koje je u minimumu

prinos će rasti proporcionalno količini dodanog

hraniva.

2) Liebigov zakon je proširio HELLRIEGEL i na ostale životne čimbenike (npr. VODU).

Najveći doprinos dobiva se pri određenoj optimalnoj zastupljenosti vegetacijskih

čimbenika. Pri minimalnoj i maksimalnoj prisutnosti, prinos je jednak nuli. Pri

neprekidnom dodavanju jednake količine nekog čimbenika učinak tog čimbenika

neprekidno opada. Iz toga je izveden zaključak o PROGRESIVNOM OPADANJU

PLODNOSTI TLA

4) Daljnji napredak učinio je WOLNY

(1897-98) i uveo

ZAKON OPTIMUMA: PRINOS raste do

optimuma, zatim se učinak smanjuje.

Ispitivao je nekoliko čimbenika:

- vlažnost (voda)

- svjetlost

- gnojidba

3) Daljnja razrada Liebigovog zakona, nakon Hellriegela, obavljena je od strane

LIEBSCHER-a (1895) koji kaže da djelovanje nekog čimbenika u minimumu ovisi o

optimalnom sudjelovanju ostalih vegetacijskih čimbenika.

5) 1938. godine VILJAMS izlaže “ZAKON o JEDNAKOJ VAŽNOSTI i

NEZAMJENJIVOSTI VEGETACIJSKIH ČIMBENIKA.”

Međutim, nisu svi čimbenici jednake važnosti N > P > K itd.

6) 1954. godine MITSCHERLICH iznosi ZAKON O OPADANJU U PORASTU PRINOSA

(ili Zakon o opadajućem porastu prinosa) ili MITSCHERLICHOV ZAKON.

Ako se tlo npr. gnoji elementom koji nedostaje prinos će rasti, ali ne linearno, već će

svaka novododana količina hraniva povećati prinos u manjoj količini od iste prethodno

dodane doze (čimbenika) hraniva. Tako porast prinosa uz različite doze (količine)

vegetacijskih čimbenika bilježi grafički prikaz kao KRIVULJA. Ovdje prinos ne raste

proporcionalno dodanoj količini čimbenika X, već proporcionalno visini prinosa koja

nedostaje do maksimalnog prinosa “A”.

dx

dy

y

A-y

C = konstanta za pojedino hranivo

αPrinosi uz iste dodane količine

hraniva relativno se smanjuju (a

apsolutno rastu):

dx1 = dx2 = dx3 = dx4

y1 > dy2 > dy3 > dy4 > dy5

Na kraju krivulja postigne

maksimum, a porast prinosa uz

dodavanje hraniva dostigne “nulu”.

O veličini, odnosno brzini porasta prinosa u nekoj točki krivulje, tj. za neku dodatnu

količinu hraniva (čimbenika) govori povučena tangenta, odnosno njezin položaj ili

strmina.

Strminu tangente pak određuje kut α, kut koji tangenta zatvara sa osi X.

Što je kut α veći, strmija je tangenta, veći je porast prinosa u toj točci. Dakle, tangens

kuta α određuje (dodatni) porast prinosa u odnosu na (dodatnu) dodanu količinu hraniva.

Značaj:

Saznanje da dodavanjem

hraniva, ili bilo kojeg

drugog čimbenika

prinosa, ima za rezultat u

postupnom smanjivanju

učinaka na povećanje

prinosa

Važno je sa gledišta

ekonomskog vrednovanja

(ULAGANJA).

Kritike Mitscherlichovog zakona:

da je eksperimentalnim putem nemoguće ostvariti maksimalan prinos

da čimbenici međusobno djeluju i kompeticijski

da količine hraniva u tlu nisu apsolutne veličine već relativne

7) Mitscherlichov zakon je dalje matematički unaprijedio BAULE: Količina vegetacijskih

čimbenika potrebna da se prinos poveća za 50% u odnosu na prethodnu količinu

čimbenika naziva se 1 BAULE. Npr.

1 Baule = 1. količina povećava prinos 50% (+50%)

2 Baule = 2. količina povećava prinos 75% (+25%)

3 Baule = 3. količina povećava prinos 87,5% (+12,5%)

4 Baule = 4. količina povećava prinos 100%

8) Na postavkama Mitscherlicha i Baulea, WILLCOX je dalje utvrdio da je djelovanje

jednog čimbenika neovisno o kulturi i tipu tla, da vegetacijski čimbenici moraju biti

pod kontrolom, da ni jednog ne smije biti u suvišku jer djeluje depresivno

9) daljnju razradu Mitscherlichovog zakona dali su BOGUSLAVSKI i SCHNEIDER:

Vrijednost: u zoni maksimuma prinos se ostvaruje optimalnim količinama vegetacijskih

čimbenika, a dalje slijedi zona depresije.

Y – srednji prinos

x – data količina fakora rasta

M – maksimalni prinos

m – maksimalnom prinosu pripadajuća vrijednost doze faktora

i – udaljenost ishodišne točke krivulje od nulte osi x (u jedinici doze faktora)

z – konstanta

n - eksponent

PAZI! U Mihalićevom udžbeniku kriva formula!!! Treba glasiti:

ČUVANJE PLODNOSTI TLA

U suštini iskorištavanje antropogenog tla predstavlja odnosno uključuje i negativne

utjecaje na plodnost tla.

To su: - KLIMA

- KULTURA

- ČOVJEK

KLIMA utječe: - insolacijom

- oborinama

- vjetrom

Tlo je “golo”, nezaštićeno, npr. iza pšenice do sjetve kukuruza treba 6+4+1=11 mjeseci.

Insolacija: ultraljubičaste zrake ubijaju na površini tla mikroorganizme, umrtvljuju tlo.

Zatim, isušivanje

Oborina: Kišne kapi - razaraju strukturne agregate

- zamuljuju tlo

- stvara se pokorica

- sprečava aeracija

- ponekad ugušenje klica, osobito dikotiledona (soja)

Pljuskovi - erozija na nagnutom terenu

Vjetar: eolska erozija

KULTURA:

- odnosi hraniva iz tla

- neke ubrzavaju mineralizaciju humusa (kukuruz, strne žitarice)

- destimuliraju ugorenje tla (strne žitarice)

ČOVJEK:

Obradom tla potiče se: zračenje (aeracija) i mineralizacija organske tvari

Gaženje tla

- pri čestoj obradi

- njezi

- žetvi, berbi, dolazi do ZBIJANJA TLA.

Prema Viljamsu, to je na obradivom tlu do 10 cm, a prema GLIEMOROTH-u do 30 cm

zbija se 30-60% od površine.

RID razlikuje:

- STVARNO ZBIJANJE (strojevi, valjci)

- TRAGOVI TOČKOVA, stoke, točkova

- RAZMAZIVANJE TLA u MOKROM stanju

- “EFEKAT ŠKARA” pri klizanju i okretanju na uvratini.

Praksa je pokazala da sva tla nisu jednako osjetljiva na zbijanje, da osjetljivost raste sa

povećanjem mineralnih koloida izražene ljepljivosti dok su lagana tla i bolje strukture

manje osjetljiva, vlažni mikroagregati jako su osjetljivi na pritiskanje.

Pitanje!

Koji su to zahvati da se obnavlja, čuva i povećava plodnost tla?

Odgovor slijedi iz činjenice da tlo stabilne mrvičaste strukture, s dovoljno humusa i

hraniva, s boljim životom, lakše podnosi spomenute negativne utjecaje i brže

obnavlja svoju plodnost.

Stoga su zahvati usredotočeni na mjere popravke strukture, održavanja razine humusa,

gnojidbu i aktiviranje mikroprocesa u tlu, kao:

– gnojidba kalcijem – kalcizacija

– gnojidba N,P,K itd.

– obogaćivanje organskom tvari

– što kraće ostaviti tlo “golim”, malčiranjem i zelenom gnojidbom

– uzgoj djetelinsko-travnih smjesa

– primjena kondicionera

– svesti postupke obrade tla na “nužnu” mjeru, bez suvišnih gaženja

– u eri primjene teških traktora udvajanje (udvostručenje) točkova, primjena gusjenica

ili dodavanje rešetkastih kotača (njem. Gitterräder) radi smanjenja specifičnog

pritiska.

– primjena zrakoplovstva, s prednošću:

- ne dodiruje tlo, osobito vlažno

- omogućuje rad kad je nemoguće raditi na tlu, a nužno je

- veći učinak što svodi operaciju na kratak termin

- ne oštećuje usjev.