Vliv animální a minerální výživy na metabolismus a technologickou jakost cukrovky

Cukrovka jako základní surovina pro výrobu cukru patří k nejintenzivnějším plodinám mírného pásma a vyznačuje se přes své kulturní mládí vysokým reprodukčním a fotosyntetickým efektem. Do kultury se dostala teprve na začátku 19. století. Nepatrné semínko cukrovky o hmotnosti kolem 0,0049 g vytvoří za 180 dní vegetačních dnů vedle chrástu bulvu o hmotnosti 500 až 800 g, čímž cukrovky zmnožuje svojí biomasu více než 200 000 krát.

Fylogeneticky pochází cukrovka z mořského pobřeží (vyšlechtění z ruderální cvikly mořské Beta maritina) a udržela si i po neobyčejně úspěšném prošlechtění ve své plasmě sklony mateřské rostliny k resorpci sodíku a chloru. Je tudíž rostlinou slanomilnou.

Metabolismus cukrovky

Metabolismus cukrovky (výměna látková) zahrnující jak anabolické syntetické pochody, tj. fotosyntézu, tak katabolické (disimilační) rozkladné pochody, tj. dýchání je u cukrovky vysoce intenzívní. Právem se o cukrovce říkám, že je nevětším organickým kondenzátorem sluneční energie – rostlinou která nejvíce zaměstnává slunce a na jednotce plochy vytváří maximální množství bioenergeticky hodnotných látek. Tomu také na druhé straně odpovídají její velké nároky na odběr živin z půdy. V porovnání s obilninami jsou třikrát větší.
Podle našich předních agrochemiků a specialistů (Duchoň, Stehlík, Stoklasa, Vaněk) i zahraničních autorů (Ludecke, Winner, Drayrott, Last, Mr. Ginnis aj.) je odběr živin přímo úměrný výnosu sušiny o obsahu minerálních látek. Na produkci 10 t bulev spotřebuje asi: 40 kg N, 16 kg P2O5 a 60 kg K2O.
Nejnovější výsledky Mezinárodního ústavu pro řepařský výzkum (I.I.R.B., Brusel 2000) uvádějí, že cukrovka odebírá na 1 ha čistých živin (viz tab. 1).

Technologická jakost cukrovky

Technologická jakost řepky není jen záležitost její cukernatosti a chemického složení. Je to komplex biologických, chemických, fyzikálně chemických a mechanických vlastností řepné bulvy, které rozhodují o rentabilním a vhodném skladování a továrním zpracování řepy při dosažení maximálního výnosu rafinády (bílého rafinovaného cukru).
Z biologických vlastností je to hlavně:
zdravotní stav, tvar, velikost a hmotnost bulvy, její vyzrálost a rezistence vůči skládkovým chorobám. Z chemických vlastností podmíněných chemickým složením je to příznivý poměr sacharózy k necukrům. Z fyzikálně chemických vlastností je to pH, osmotický tlak, turgor, viskozita a povrchové napětí řepného pletiva a buněčné šťávy. Z mechanických vlastností má největší význam pružnost, pevnost a odpor k řezání. Neméně důležitý je i stupeň mechanického poškození řepných bulev. Všechny tyto vlastnosti se v různé míře významnosti uplatňují při skladování řepy a v jednotlivých fázích jejího továrního zpracování, především při plavení řepy, extrakci, čeření a epuraci šťávy.

Organické hnojení – základ racionální výživy

Základem výživy cukrovky při jejím úspěšném pěstování je organické (animální) hnojení. Dominující úlohu při něm zaujímá chlévský hnůj. Při jeho optimální dávce 30 až 35 t/ha dodáváme do půdy: 150 kg N, 75 kg P2O5 a 210 kg K2O. Využitelnost živin během vegetace představuje pouze jednu třetinu. Při vyšší dávce hnojena 35 t klesá až na 25 %.
Klíčové postavení chlévského hnoje na výživě cukrovky je rozsáhlé a nelze ho podle našich zkušeností ničím jiným nahradit, neboť vedle živin obsahuje: humusotvorné látky, hormony, růstové látky, specifické látky nutné pro výživu půdní mikroflóry a mikrofauny (celulóza, lignin, pektiny, bílkoviny, aminokyseliny, stopové prvky, aj. nenahraditelné substance). Význam chlévského hnoje spočívá dále v tom, že:
– zlepšuje fyzikální a biologické vlastnosti půdy
– reguluje půdní reakci půdy na optimální pH (7,0 – 7,3)
– zvyšuje využitelnost průmyslových hnojiv
– příznivě působí na vodní režim
– zvyšuje aeraci ornice, obohacuje půdu o O2 a CO2.

Zkušenosti s močůvkou

Na stejné pokusné lokalitě v Žíželicích u Žatce jsme v letech 1988 až 1991 ověřovali účinek močůvky, na výnos a cukernatost řepky. Močůvka pocházela od skotu a před použitím na podzim po sklizni předplodiny byla obohacena superfosfátem v dávce 4 kg na 100 l. V průměru čtyř pokusných ročníků byly dosaženy výsledky, jež ukazuje tab. 3.

Příznivý účinek močůvky byl prokázán také v nižším obsahu technologicky škodlivých necukrů v řepě (dusíkatých látek a konduktometrického popela) a v lepším zdravotním stavu řepy při sklizni. Neprojevil se však v zaplevelenosti řepných porostů. Naopak cukrovka na pokusných parcelách přihnojených močůvkou v dávce nad 40 hl/ha byla více postižena plevely.

Cukrovarská šáma

Pozitivní vliv na výnos a kvalitu cukrovky jsme v našich agrochemických a biotechnologických pokusech prokázali také u cukrovarské šámy (saturačních kalů). Tímto organominerálním odpadovým hnojivem dodáváme do půdy značné množství základních živin i mikroelementů (Ca, Mg, N, P, K, B, J, Cl).
Při optimální dávce cukrovarské šámy 10 t.ha-1 dodáváme do půdy na 1 ha : 2600 kg vápna, 200 kg hořčíku, 1000 kg organických látek, 20 kg dusíku, 40 kg fosforu a 20 kg drasla.
Při této dávce 10 t šámy rozhozené v listopadu před nástupem zimy se zvýšil relativně oproti Kontrole výnos bulev o 11 %, cukernatost absolutně o 0,45 %, výnos polarizačního cukru relativně o 18 % a výtěžnost rafinády absolutně o 0,9 %.

Minerální výživa a terminální úloha dusíku

Dominující úlohu ve výživě hnojení cukrovky se zřetelem na technologickou jakost cukrovky a její posklizňový metabolismus a skladovatelnost má ze všech základních živin dusík. Tento klíčový biogenní prvek, který je čtvrtým nejběžnějším prvkem na naši planetě (po uhlíku, vodíku a kyslíku) je v praktické výživě jazýčkem na váze při porovnávání výnosu a technologické jakosti cukrovky. O tom jsme se náležitě přesvědčili v pětiletých provozních polních pokusech pravidelně zakládaných a vyhodnocených na pozemích ZD Loděnice, které je významným dodavatelem řepy do cukrovaru Opava. V letech 19769 až 1980 jsme zde ověřovali vliv stupňovaných dávek minerálního dusíku v rozsahu od 0 do 210 kg N na ha s intervalem 30 kg N.ha-1. Každá pokusná parcela o ploše 2 ha byla pod vlivem jednotné agrotechniky i odrůdy (Dobrovická A). Během druhé poloviny vegetace cukrovky od 20. 7. až do sklizně prováděné v době od 2. do 6.11. se ve 14 denních intervalech u každé varianty odebíraly vzorky řepných rostlin.
Ve vývojových analýzách se u každého vzorku sledovala hmotnost chrástu a bulev. Zvážené bulvy byly pak podrobeny rozborům. Při sklizni prováděné stejným typem sklízeče byla veškerá řepa z jednotlivých parcel odvezena do cukrovaru Opava a zde v oddělených hromadách 40 až 46 dnů skladována. Ve skladovacích pokusech se sledovaly ztráty na hmotnosti a cukernatosti řepy, změny v jejím chemickém složení a zdravotní stav bulev. V následujících respirometrických pokusech se měřila intenzita dýchání řepného pletiva.
Ve vývojových analýzách vzorkované cukrovky ve sledovaném období byly shledány při velkých odlišnostech povětrnostních podmínek pokusných ročníků tyto poznatky. Největší přírůstek obsahu sacharózy (cukernatosti) vykázaly všechny varianty v prvé polovině srpna. Absolutně nejvyšší přírůstek v tomto období měly varianty v oblasti dávky dusíku 60 až 120 kg N.ha-1. Při zvyšující se dávce dusíku nad 150 kg se přírůstek cukernatosti výrazně snižoval a hodnota přírůstku byla negativně ovlivňována vodními srážkami. Ukázalo se, že při vyšší dávce dusíku nad 90 kg na hektar se řepa stává náchylnou vůči retrovegetaci (omlazení – regenerace řepy) a negativní dopady retrovegetace jsou tím větší, čím intenzivnější bylo dusíkaté hnojení. Dokumentují to zvlášť přesvědčivě výsledky vývojových analýz bioklimaticky nepříznivého suchého ročníku 1986. V důsledku nedostatku vody řepa rychle vyzrávala a v polovině září již ukončila své růstové a vývojové fáze. Právě v tomto období v týdnu od 17. do 23.9. se dostavila větší srážková činnost (30,5 mm) a vyvolala retrovegetaci řepy. Řepa obnovila růst a začala vytvářet nový listový aparát (chrást), a to na úkor cukru. V metabolismu řepy (v její fyziologii a chemickém složení) nastaly hluboké změny, jejichž výsledkem byl mj. prudký pokles cukernatosti, který při následujících vývojových analýzách 6. října činil ( v absolut. hodnotách):
– u varianty 210 kg N.ha-1 2,60 %
– u varianty 180 kg N.ha-1 1,75 %
– u varianty 150 kg N.ha-1 1,10 %
– u varianty 120 kg N.ha-1 0,86 %
– u varianty 90 kg N.ha-1 0,48 %

U ostatních variant s nižší dávkou dusíku (60, 30 a 0) byl pokles nižší než 0,34 % a v následujícím vzorkování 20. října se již neprojevil a cukernatost se naopak zvýšila.

Sklizňové výsledky

Ze sklizňových výsledků všech vyhodnocených polních pokusů celé časové řady vyplývají tyto poznatky a závěry. V7nos chrástu cukrovky vzrůstal při každém zvýšení dávky dusíku. Výnos bulev lineárně vzrůstal se stupňováním dávky dusíku až do 150 kg N.ha-1. Ve dvou ročnících (1977 a 1980), které je možno charakterizovat jako vlhké až mokré, přírůstek bulev pokračoval až do 210 kg N.ha-1.
podstatné zjištění bylo shledáno u vlivu dusíkatého hnojení na cukernatost a chemické složení cukrovky. Pokud jde o cukernatost, tak ve všech pokusných ročnících bez ohledu na bioklimatické poměry docházelo k průkaznému poklesu při zvyšování dávky dusíku nad 60 kilogramů n.ha-1. Ve dvou ročnících vyznačujících se nadprůměrným množstvím vodních srážek během vegetace nastala tato regrese již při nižších dávkách dusíku (o až 60 kg N.ha-1).
K závažným změnám při stupňujícím se dusíkatém hnojení došlo v chemickém složení řepných bulev. Obsah všech technologicky škodlivých necukrů s výjimkou obsahu konduktometrického popele výrazně vzrůstal. Zvlášť výrazná byla tato pozitivní korelace u obsahu amidů a volných aminokyselin, stejně tak jako u obsahu redukujících cukrů (glukózy a fruktózy). Se zvyšováním dávky dusíku se v biochemických analýzách prokázala i větší specifická aktivita invertázy – enzymu, který způsobuje rozklad cukru – sacharózy na nekrystalizovatelné monosacharidy – glukózu a fruktózu. V případě obsahu konduktometrického popela v řepě bylo ve všech ročnících zjištěno, že k jeho průkaznému nárůstu dochází až při dávkách vyšších než 150 kg N.ha-1.
Obsah alkalických melasotvorných prvků Na a K sledovaný pouze ve dvou ročnících se při stupňovaném dusíkatém hnojení zvyšoval výrazněji již od dávky 60 kg N.ha-1. U dalších důležitých technologických ukazatelů jsme dospěli k těmto závěrům. Nejpříznivější, tj. nejnižší hodnota MB. faktoru (množství vyrobené melasy vztažené na bílý cukr) vykázaly varianty 0,30 a 60 kg N.ha-1. Nejvyššího výnosu rafinády z 1 ha bylo dosaženo v průměru všech vyhodnocených pokusů v rozmezí dávek dusíkatého hnojení 90 až 150 kg N.ha-1.

Posklizňový metabolismus a skladovatelnost

Intenzita dýchání sklizené cukrovky, která je hlavní příčinou ztrát cukru v posklizňovém období, byla přímo úměrná použité dávce dusíku (viz. obr.1). Do dávky 120 kg N.ha-1 se intenzitou dýchání (metabolický kvocient – QO2) zvyšovala lineárně a s dalším stupňováním dávek měla dokonce exponenciální nárůst.
Analogicky jako v laboratorních respirometrických pokusech se zvýšené dusíkaté hnojení až na některé odchylky záporně projevilo na ukazatele skladovatelnosti řepy. Průměrné denní úbytky na cukernatosti řepy zjištěné ve skladovacích pokusech u jednotlivých variant hnojení ukazuje tabulka 4.

Jednoznačně bylo prokázáno, že s každým přírůstkem dávky dusíku se výrazně zvyšují skladovací ztráty. Jak dokládají výsledky klasifikačních zkoušek zdravotního stavu skladované řepy, zvyšuje se i náchylnost sklizené cukrovky vůči skládkovým chorobám (plísním, bakteriálním chorobám).

Závěrem při hodnocení výše uvedených výsledků našich mnohaletých agrochemických, biochemických a technologických pokusů ej možno konstatovat, že výživa a hnojení cukrovky je nejen významným intenzifikačním faktorem při výrobě cukrovky a cukru, ale také rozhodujícím činitelem při tvorbě její kvality a ekonomiky pěstování.

Text a foto
Doc. Ing. RNDr. Josef Zahradníček, CSc.
VUC Praha, a.s.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *