Dlouhodobé polní pokusy – hodnocení trendů půdních vlastností a jejich modelování

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00027006%3A_____%2F25%3A10179761" target="_blank" >RIV/00027006:_____/25:10179761 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Dlouhodobé polní pokusy – hodnocení trendů půdních vlastností a jejich modelování

Popis výsledku v původním jazyce

Dlouhodobé polní pokusy patří k nejdůvěryhodnějším zdrojům poznatků o vývoji půdních vlastností. V mnoha případech je rozsah meziročních změn půdních parametrů, ať už vyvolaný hospodařením nebo změnou klimatu, velmi malý. Pouze dlouhá historie komplexního sledování porostů a půdy na odborně založených a metodicky precizně prováděných pokusech umožňuje dospět k vědecky podloženým výsledkům a správně je interpretovat. Trendy obsahu půdní organické hmoty v nejstarším dlouhodobém polním pokusu Broadbalk ve Velké Británii (1843) a nejstarším českém pokusu v Praze-Ruzyni (1955) ukazují, že změny obsahu půdní organické hmoty jsou při stálé agrotechnice velmi pozvolné. Rychlejší nárůsty obsahu SOC jsou obvykle zaznamenány pouze v prvních 2-3 desetiletích po změně hospodaření, např. po zavedení hnojení hnojem. Po tomto období opět nastává stabilizace, která vyjadřuje rovnováhu mezi vstupem organické hmoty a její mineralizací. Vyhodnocení dynamiky SOC v ornici nejstaršího českého polního pokusu (Šimon a kol., 2024) identifikovalo víceplodinovou rotaci s pícninami jako klíčovou strategii hospodaření pro dlouhodobé zvyšování nebo udržování zásob SOC. Naopak jednoduchá rotace plodin s pouze dvěma plodinami (jarní pšenice + cukrovka) se jevila citlivější na rostoucí teploty a vykazovala vyšší ztráty SOC. Tyto ztráty lze pouze částečně zmírnit hnojením hnojem. Výsledky ukázaly, že kombinace vhodných strategií hospodaření, tj. diverzifikovaná rotace plodin a hnojení hnojem mohou zmírnit negativní dopady změny klimatických podmínek na zásoby SOC nebo zesílit pozitivní účinky. Výsledky napříč světovými pokusy dokládají, že bez dodatečného vstupu organické hmoty ve formě hnoje nebo posklizňových zbytků nelze očekávat podstatnější nárůst obsahu SOC. Kvalitní výsledky z dlouhodobých pokusů mohou sloužit jako kalibrační a validační datové soubory, pomocí kterých lze zlepšit kvalitu predikcí simulačních modelů, jakým je např. model EPIC (Environmental Policy Integrated Climate). Tento model je jádrem procesní modelovací platforma pro Českou republiku EPIC-IIASA CZ. Platforma je využívána pro predikci vlivu agrotechnických opatření na sekvestraci C a pro zkoumání, jakým způsobem bude vliv agrotechniky modulován klimatickou změnou. Předběžné výsledky simulací potvrzují poznatky z lokálních experimentálních studií a naznačují, že v nadcházejících desetiletích bude možné SOC udržet nebo mírně zvýšit pouze zapředpokladu zapracování adekvátního množství posklizňových zbytků či jiného externího zdroje SOC. Vzhledem k probíhající změně klimatu je hospodaření usilující o navyšování obsahu půdní organické hmoty nejenom mitigačním, ale zejména adaptačním opatřením. Je velmi pravděpodobné, že i mírné zvýšení obsahu SOC zlepší fungování půd. Nicméně dlouhodobé pokusy přesvědčivě dokládají, že je nereálné předpokládat, aby byly agronomicky smysluplnými způsoby v orné půdě dosaženy obsahy SOC na úrovni přirozené vegetace (např. TTP nebo les).

Název v anglickém jazyce

Long-term field experiments – assessment of soil property trends and their modeling

Popis výsledku anglicky

Long-term field experiments are among the most reliable sources of knowledge about the development of soil properties. In many cases, the range of interannual changes in soil parameters, whether caused by farming or climate change, is very small. Only a long history of comprehensive monitoring of crops and soil in professionally based and methodologically precisely conducted experiments allows us to arrive at scientifically substantiated results and interpret them correctly. Trends in soil organic matter content in the oldest long-term field experiment Broadbalk in Great Britain (1843) and the oldest Czech experiment in Prague-Ruzyně (1955) show that changes in soil organic matter content are very gradual with constant agricultural technology. Faster increases in SOC content are usually recorded only in the first 2-3 decades after a change in farming, e.g. after the introduction of manure fertilization. After this period, stabilization occurs again, which expresses the balance between the input of organic matter and its mineralization. The evaluation of SOC dynamics in topsoil of the oldest Czech field experiment (Šimon et al., 2024) identified multi-crop rotation with forage crops as a key management strategy for long-term increase or maintenance of SOC stocks. On the contrary, a simple crop rotation with only two crops (spring wheat + sugar beet) appeared more sensitive to increasing temperatures and showed higher SOC losses. These losses can only be partially mitigated by manure fertilization. The results showed that a combination of appropriate management strategies, i.e. diversified crop rotation and manure fertilization, can mitigate the negative impacts of climate change on SOC stocks or enhance the positive effects. Results across world experiments demonstrate that without additional input of organic matter in the form of manure or post-harvest residues, a significant increase in SOC content cannot be expected. High-quality results from long-term experiments can serve as calibration and validation datasets, which can be used to improve the quality of predictions of simulation models, such as the EPIC (Environmental Policy Integrated Climate) model. This model is the core of the process modeling platform for the Czech Republic EPIC-IIASA CZ. The platform is used to predict the impact of agrotechnical measures on C sequestration and to investigate how the impact of agrotechnical measures will be modulated by climate change. Preliminary simulation results confirm findings from local experimental studies and indicate that in the coming decades it will be possible to maintain or slightly increase SOC only if an adequate amount of post-harvest residues or other external source of SOC is incorporated. Given the ongoing climate change, management aimed at increasing the content of soil organic matter is not only a mitigation but also an adaptation measure. It is very likely that even a slight increase in the content of SOC will improve the functioning of soils. However, long-term experiments convincingly demonstrate that it is unrealistic to assume that SOC contents at the level of natural vegetation (e.g. TTP or forest) can be achieved in arable land by agronomically meaningful methods.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

40106 - Agronomy, plant breeding and plant protection; (Agricultural biotechnology to be 4.4)

Projekt

<a href="/cs/project/QK23020056" target="_blank" >QK23020056: Vytvoření a ověření modelových systémů dlouhodobé sekvestrace uhlíku v ČR</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů