Česká zemědělská univerzita v Praze
AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS
OSIVO A SADBA
XI. odborný a vědecký seminář
Sborník referátů
7. února 2013
Česká zemědělská univerzita v Praze
AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS
OSIVO A SADBA
XI. odborný a vědecký seminář
pořádaný ČZU v Praze,
ve spolupráci s Českomoravskou šlechtitelskou a semenářskou asociací
a Českou zemědělskou společností na ČZU
Sborník referátů
7. února 2013
Czech University of Life Sciences Prague
AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS
SEED AND SEEDLINGS
XI. Scientific and technical seminar
Organized by CULS Prague,
with cooperation of Czech Seed Trade Association (ČMŠSA)
and Czech Agriculture Company at CULS
Proceedings
7. February 2013
© Česká zemědělská univerzita v Praze
Katedra rostlinné výroby
Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů
165 21 Praha 6 - Suchdol
ISBN 978-80-213-2358-2
OBSAH
SEMENÁŘSKÁ A ŠLECHTITELSKÁ LEGISLATIVA
EVROPSKÝ VÝVOJ V ŠLECHTITELSKÉ A SEMENÁŘSKÉ LEGISLATIVĚ
Ladislav Rosenberg
PRODUKCE OSIV A SADBY
SLUČOVACÍ PROCES STÁTNÍ ROSTLINOLÉKAŘSKÉ SPRÁVY A ÚSTŘEDNÍHO KONTROLNÍHO A
ZKUŠEBNÍHO ÚSTAVU ZEMĚDĚLSKÉHO
Zdeněk Mach
9 10 14 15 NOVÉ TECHNIKY VE ŠLECHTĚNÍ ROSTLIN
Jaroslava Ovesná
20 EKONOMICKÝ POHLED NA ŠLECHTĚNÍ MINORITNÍCH PLODIN
Karel Vejražka, Jan Hofbauer, Jaroslav Lang
24 TRENDY VE ŠLECHTĚNÍ A SEMENÁŘSTVÍ NA ODOLNOST K EXTRÉMNÍMU POČASÍ
Kateřina Pazderů, Ladislav Bláha
29 ŠLECHTITELSKÝ A SEMENÁŘSKÝ VÝZKUM PRO PRAXI
34 HODNOCENÍ VITALITY SEMEN SOUBORU DIHAPLOIDNÍCH LINIÍ SLADOVNICKÉHO JEČMENE
Kamila Ullmannová, Tomáš Středa, Oldřich Chloupek
35 VLIV TEPLOTY NA KLÍČIVOST SEMEN PÍCNÍCH ČIROKŮ
Pavel Fuksa, Zuzana Hrevušová, Jaromír Šantrůček, Václav Brant
42 KLÍČIVOST OBILEK LIPNICE LUČNÍ OŠETŘENÝCH METODAMI PRORADIX A HEADSTART
Pavel Knot, Jana Pančíková, Josef Raus, Martin Sochorec
48 REAKCE OSIVA MÁKU SETÉHO NA OŠETŘENÍ NETERMÁLNÍM PLAZMATEM
53 Perla Kuchtová, Božena Šerá, Miroslava Hájková, Jan Kazda, Petr Dvořák, Bogdan Gavril, Michal Šerý, Luděk Míča,
Eugen Hnatiuc, Petr Špatenka
CERTIFIKOVANÁ A FARMÁŘSKÁ SADBA V EKOLOGICKÉM SYSTÉMU PĚSTOVÁNÍ BRAMBOR
Jiří Diviš
59 ZLEPŠENÍ PĚSTOVÁNÍ SADBY BRAMBOR V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ
Jaroslav Tomášek, Petr Dvořák, Jiří Cimr
63 VLIV PŘEDSEŤOVÉ STIMULACE OSIVA A LISTOVÉ APLIKACE BÓRU
NA PRODUKTIVITU CUKROVKY
Prośba-Białczyk Urszula, Szajsner Hanna, Lewandowska Sylwia, Spyrka Bartłomiej
68 METODIKA TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ SEMEN A KLÍČNÍCH ROSTLIN NA ODOLNOST VŮČI
FYZIKÁLNÍM STRESORŮM PRO SELEKCI GENETICKÝCH ZDROJŮ ŘEPKY OZIMÉ
Ladislav Bláha, Miroslava Vyvadilová
73 KLÍČIVOST A VITALITA OSIVA VYBRANÝCH DRUHŮ A ODRŮD JARNÍCH OBILNIN
Radovan Chaloupský, Hana Honsová, Ivana Capouchová, Petr Konvalina, Zdeněk Stehno
79 IDENTIFIKÁCIA A DIFERENCIÁCIA DIHAPLOIDNÝCH LÍNIÍ PŠENICE LETNEJ NA ÚROVNI
POLYMORFIZMU ZÁSOBNÝCH BIELKOVÍN
83 Darina Muchová, Mária Lichvárová, Edita Gregová, János Pauk, Csaba Lantos, Stanislava Veličková, Svetlana Šliková ELEKTROFORETICKÉ ANALÝZY ZÁSOBNÝCH BIELKOVÍN ZRNA Z HYBRIDNÝCH LÍNIÍ
KUKURICE SIATEJ (ZEA MAYS L.)
Edita Gregová, Szilárd Kása, Rastislav Bušo, Eva Šliková, Valéria Šudyová
88 BIOLOGICKÉ OŠETŘENÍ OSIVA JARNÍ PŠENICE
Evženie Prokinová, Ivana Capouchová, Eliška Ondráčková, Michal Ondřej, Jaroslava Vospělová, Libor Mičák,
František Šmíd,
92 MOŘENÍ OSIVA ZLEPŠUJE POLNÍ VZCHÁZIVOST A MŮŽE ZVÝŠIT I VÝNOS
Hana Honsová
98 98 TECHNIKA KULTIVACE ROSTLIN PŠENICE SETÉ Z POLOVINY ZRNA
A MOŽNOSTI JEJÍHO VYUŽITÍ
Jana Bradová, Ladislav Bláha
PREDSELEKCIA AVENA SPP. NA NÍZKU KUMULÁCIU FUZÁRIOVÉHO MYKOTOXÍNU V ZRNÁCH
Svetlana Šliková, Valéria Šudyová, Edita Gregová, Peter Hozlár
HODNOCENÍ ODRŮD JARNÍHO JEČMENE V RÁMCI EXPERIMENTŮ PO REGISTRACI PŘI RŮZNÉ
ÚROVNI PĚSTITELSKÉ TECHNOLOGIE
Katarzyna Kozłowska, Marek Liszewski
104 109 114 VLIV OBSAHU ŠKROBU U JARNÍHO JEČMENE NA RYCHLOST KLÍČENÍ
Viera Šottníková, Luděk Hřivna, Ivo Hartman
118 VLIV JEDNOLETÉHO PŘESKLADNĚNÍ OSIVA NA PRODUKČNÍ SCHOPNOST JARNÍHO JEČMENE
Libor Mičák, Hana Honsová
124 MIKROSKOPICKÉ HOUBY OSIVA JARNÍCH OBILNIN V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ
Evženie Prokinová, Ivana Capouchová, Petr Konvalina, Jaroslava Vospělová
129 VLIV PŘÍPRAVKU AGRISORB NA KLÍČIVOST OSIVA CIBULE KUCHYŇSKÉ (ALLIUM CEPA L.)
Vojtěch Ptáček, Koudela Martin
135 VLIV MOŘENÍ OSIVA PŘÍPRAVKEM M-SUNAGREEN NA PODZIMNÍ RŮST A PŘEZIMOVÁNÍ
ŘEPKY OZIMÉ (BRASSICA NAPUS L.)
David Bečka, Jiří Petrásek, Pavel Cihlář
140 VLIV OBALENÍ OSIVA HNOJIVEM A TEPLOTY KLÍČENÍ NA KLÍČIVOST LIPNICE LUČNÍ,
KOSTŘAVY ČERVENÉ, JÍLKU VYTRVALÉHO A JETELE PLAZIVÉHO
Martin Sochorec, Josef Raus, Michal Kvasnovský, Pavel Knot
145 VLIV VODIVOSTI OSIVA VOJTĚŠKY NA JEHO VZCHÁZIVOST
V RŮZNÝCH PŮDNÍCH PODMÍNKÁCH
Josef Hakl, Kamila Mášková, Jaromír Šantrůček, Miroslav Fér
150 STIMULACE OSIVA ČIROKU PRO ZVÝŠENÍ JEHO VITALITY A ODOLNOSTI K ABIOTICKÝM STRESŮM
V PODMÍNKÁCH ČR
155 Jiří Adamčík, Kateřina Pazderů, Josef Pulkrábek, Jaroslav Tomášek
KLÍČENÍ OSIVA CIBULE KUCHYŇSKÉ PO APLIKACI BRASSINOLIDU PŘI OPTIMÁLNÍ
A PŘI SNÍŽENÉ VLHKOSTI
Jitka Doležalová, Martin Koudela
159 MOŘENÍ OSIVA SÓJI BIOLOGICKY AKTIVNÍMI LÁTKAMI
Pavel Procházka, Přemysl Štranc, Jan Kříž, Jaroslav Štranc
166 VYUŽITÍ ČIPOVÉ ELEKTROFORÉZY PRO CHARAKTERIZACI GENOVÝCH ZDROJŮ BRAMBORU
Veronika Bártová, Adéla Brabcová, Jan Bárta, Vendulka Horáčková
173 VÝŽIVA JEČMENE DUSÍKEM A SÍROU OVLIVŇUJE DYNAMIKU RŮSTU, PŘÍJEM ŽIVIN,
CHEMICKÉ SLOŽENÍ ZRNA A JEHO KLÍČIVOST
Luděk Hřivna, Viera Šottníková, Barbora Kotková, I. Burešová.
179 FYZIKÁLNÍ OŠETŘENÍ SEMEN MALOOBJEMOVÝCH PLODIN A JEHO VLIV NA KLÍČIVOST A
ZDRAVOTNÍ STAV OSIVA
Karel Vejražka, Jan Hofbauer, Jana Víchová
184 HODNOCENÍ POTENCIÁLU VYBRANÝCH PLANÝCH DRUHŮ RODU SOLANUM PRO ŠLECHTĚNÍ
BRAMBORU (SOLANUM TUBEROSUM L.) NA OBSAH A KVALITU BÍLKOVIN V HLÍZÁCH
Jan Bárta, Adéla Brabcová, Veronika Bártová, Vendulka Horáčková
189 MOŽNOSTI PRODUKCE SADBY BRAMBOR V PODMÍNKÁCH EKOLOGICKÉHO ZEMĚDĚLSTVÍ
Petr Dvořák, Libor Mičák
VLIV DESINFEKCE BRAMBOROVÉ SADBY NA ZDRAVOTNÍ STAV POROSTU
A VÝNOS SADBOVÝCH HLÍZ
Wojciech Słabicki, Maria Pytlarz-Kozicka
196 201 VLIV MEZIŘÁDKOVÉ VZDÁLENOSTI A OŠETŘOVÁNÍ NA VÝNOS JÍLKU JEDNOLETÉHO V REŽIMU
EKOLOGICKÉHO ZEMĚDĚLSTVÍ
208 Radek Macháč
HODNOCENÍ ODRŮDOVÉ ČISTOTY MERKANTILNÍCH VZORKŮ PŠENICE A JEČMENE VE VZTAHU KE
STRUKTUŘE OSIVA
212 Jana Bradová
KLÍČIVOST ŘEPY CUKROVKY V ZÁVISLOSTI NA METODĚ ÚPRAVY OSIVA
Hanna Szajsner, Urszula Prośba-Białczyk, Sylwia Lewandowska, Elżbieta Sacała, Anna Demczuk, Edward Grzyś
217 ODRŮDY, OSIVO A PRODUKČNÍ POTENCIÁL CUKROVÉ ŘEPY
Josef Pulkrábek, Jaroslav Urban, Jan Křováček
223 CHARAKTERISTIKY VITALITY OSIVA VYBRANÝCH TRÁVNÍKOVÝCH ODRŮD KOSTŘAVY
RÁKOSOVITÉ A LIPNICE LUČNÍ
Jaroslav Martinek, Miluše Svobodová, Tereza Králíčková
230 PRODUKCE OSIVA SVĚTLICE BARVÍŘSKÉ V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ
Daniela Knotová, Jan Pelikán, Radek Machač
235 VLIV DESIKACE NA VÝNOS, KVALITU A KLÍČIVOST OSIVA SÓJI
Přemysl Štranc, Pavel Procházka, Jaroslav Štranc, Daniel Štranc, Luděk Nový
239 POROVNÁNÍ VYBRANÝCH ZNAKŮ FARMÁŘSKÝCH A CERTIFIKOVANÝCH OSIV OBILNIN
Václav Dvořáček, Anna Prohasková, Jana Bradová, Ladislav Bláha, Zdeněk Stehno
243 VÝROBA OSIVA LESKNICE KANÁRSKÉ V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ
Simona Raab, Jan Pelikán,Radek Machač
250 ZAJIŠTĚNÍ KVALITY ČESKÉ CHMELOVÉ SADBY
Jaroslav Pokorný, Miroslav Brynda, Josef Ježek, Jindřich Křivánek, Josef Pulkrábek
254 Semenářská a šlechtitelská legislativa
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
9
EVROPSKÝ VÝVOJ V ŠLECHTITELSKÉ A SEMENÁŘSKÉ
LEGISLATIVĚ
European Development of the Plant Reproductive Material Legislation
Ladislav Rosenberg
Českomoravská šlechtitelská a semenářská asociace
Abstract
Unification of the European seed directives began in 2005. Upcoming changes relate to the issue of
the variety registration and the seed marketing. The draft consolidates and updates this legislation.
Consistency and synergy with Regulation on protective measures against pests of plants will allow the
efficient implementation of the PRM Regulation. The proposal represents a general principle without
delegated acts, which will be available later. However, it is possible to make some comments on the
Commission's proposal and requests for clarification of some articles of the proposal. The crucial
CMSSA observations include the absence of obligation of the operator to ask for the owner‘s consent
concerning of the variety multiplication (Article 7), and the possibility to register the variety at EU level
for crops tested for VCU (Article 50).
Keywords: development of legislation, variety registration, seed certification, seed trade
Souhrn
Sjednocování evropské semenářské legislativy započalo v roce 2005. Připravované změny se týkají
problematiky oblasti registrace odrůd a obchodu s osivem. Předloha sjednocuje a aktualizuje právní
předpisy. Provázanost a součinnost návrhu s rostlinolékařským zákonem umožní jeho efektivnější
provádění. Návrh představuje obecné zásady, zatím bez prováděcích předpisů, které budou k dispozici
později. Přesto však je možné formulovat některé připomínky k předkládanému návrhu a žádosti o
upřesnění některých článků návrhu. Mezi zásadní připomínky ČMŠSA patří absence povinnosti
provozovatele požádat vlastníka o souhlas s množením odrůdy (článek 7), dále pak možnost rozšíření
registrace odrůd na úrovni EU na odrůdy plodin testovaných na užitnou hodnotu (článek 50).
Klíčová slova: vývoj legislativy, registrace odrůd, certifikace osiv, obchod s osivem
Úvod
Příprava nové evropské legislativy je sledována a ovlivňována nejen šlechtitelskými a
semenářskými organizacemi v celé Evropě, ale i celou řadou dalších velmi silných nevládních
organizací, zejména pak farmáři. Oznámení o rozsahu a zahájení procesu týkající se přípravy těchto
změn v roce 2005 (Council of European Union 13694/05) definovalo hlavní cíl, který spočívá ve
sjednocení, zjednodušení a zlevnění celého systému právní ochrany a nařízení týkající se odrůd, osiva a
sadby a odstranění zbytečné administrativní zátěže. Rozšiřuje transfer činností do soukromého sektoru
pod úřední supervizí a zvyšuje tak odpovědnost soukromého sektoru.
Proběhlo již hodnocení stávající legislativy, definována její slabá místa, a v druhém pololetí roku
2012 byly vydány dva návrhy regulace obchodu s rostlinným rozmnožovacím materiálem
k připomínkování (Anonym, 2012). Návrh této nové legislativy je součástí balíku zákonů, který by měl
v budoucnu regulovat celou oblast bezpečných potravin a krmiv. Proto propojuje semenářskou
10
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
legislativu s Rostlinolékařským zákonem (Anonym, 2012) a legislativou týkající se zdraví zvířat a
Zákonem o úředních kontrolách a komunikaci.
Hlavní prvky rostlinolékařského zákona
Nový zákon zpřísňuje regulaci škodlivých organismů již tím, že se jedná o nařízení. Zvyšuje
odolnost novým rizikům jak uvnitř Unie, tak zabezpečuje hranici Unie.
Uvnitř EU zabezpečuje včasnou detekci a eradikaci zejména nových škůdců, modernizuje
rostlinolékařské pasy, které jsou zjednodušené a standardizované, a upřesňuje chráněné zóny. Dále
- zpřísňuje požadavky na chráněné zóny EU
- propojuje Rostlinolékařský zákon a Zákon o rostlinném rozmnožovacím materiálu (škodlivé
organismy u osiv jsou součástí RL zákona)
- společný registr operátorů (registrace výrobců osiv je součástí Rostlinolékařského registru)
- unijní seznam škůdců
- společné použití certifikačních schémat
- společné certifikační návěsky a rostlinné pasy
- zvyšuje se
zodpovědnost operátorů (vydávání rostlinolékařských pasů, dohledatelnost,
kvalifikace, oznamovací povinnost)
Nová legislativa pro rostlinný rozmnožovací materiál
Původně bylo navrženo 5 scénářů pro pojetí nového nařízení k odrůdám a osivu (Anonym 2010).
Výsledkem diskuse s odbornou veřejností a úřady je připomínkovaný návrh, který je kombinací scénářů
doplněných o nové prvky.
ČÁST I Obecná ustanovení
Nařízení stanovuje pravidla pro výrobu a uvádění rostlinného rozmnožovacího materiálu na trh.
Podobně jako stávající legislativa vyjímá z působnosti tohoto nařízení rostlinný rozmnožovací materiál
výhradně určený pro testování, vědecké a šlechtitelské účely. Dále pak materiál udržovaný v genových
bankách a sítích propojených s genovými bankami. Nově se zde objevuje výjimka pro naturální směnu
rozmnožovacího materiálu mezi osobami, které nejsou operátory (provozovateli). Operátorem se
rozumí jakákoliv fyzická nebo právnická osoba, která profesionálně vykonává alespoň jednu z činností
vztahující se na rostlinný rozmnožovací materiál (rozmnožování, produkce, šlechtění, udržování,
poskytování služeb, chránění včetně skladování a uvádění na trh).
STANOVISKO ČMŠSA k článku 2 – poslední bod, týkající se naturální směny, se jako doplnění
objevil až v listopadu 2012 a vytváří prostor pro šíření nelegálního rozmnožovacího materiálu.
ČÁST II OPERÁTOŘI
Operátoři musí být registrováni v Úředním registru uvedeným v článku 53 Rostlinolékařského
nařízení (Příslušné úřady musí udržovat a aktualizovat rejstřík všech subjektů, jejichž profesionální
činnost s sebou nese rizika pro zdraví rostlin, dále jen "registr", aby se zajistila účinná kontrola týkající
se provádění tohoto nařízení.) s výjimkou:
operátorů, kteří výhradně uvádějí na trh rostlinný reprodukční materiál v maloobchodě.
STANOVISKO ČMŠSA k článku 5/1 je třeba změnit. Návrh: operátorů, kteří výhradně
uvádějí na trh rostlinný reprodukční materiál a neprovádějí jeho EGALIZACI nebo
PŘEBALOVÁNÍ.
Svoje stanovisko zdůvodňujeme následovně: na trhu existují velkoobchodní firmy nakupující od
operátorů rozmnožovací materiál, který dále distribuují do maloobchodu, aniž by ho nějakým způsobem
upravovaly či přebalovaly. Dle návrhu nové legislativy by musely být registrovány. Domníváme se, že
dohledatelnost touto změnou nebude dotčena.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
11
Zásadní ustanovení důležité pro semenářský sektor není uvedeno v Článku 7, který stanovuje
povinnosti a zodpovědnosti operátorů. Jedná se o POVINNOST OPERÁTORA MÍT SOUHLAS
VLASTNÍKA ODRŮDY S PRODUKCÍ rozmnožovacího materiálu odrůdy. Jedná se
o JEDNODUCHÝ A ÚČINNÝ NÁSTROJ ZESILUJÍCÍ OCHRANU ŠLECHTITELSKÝCH
PRÁV a omezující PRODUKCI NELEGÁLNÍCH OSIV a je součástí současné legislativy v ČR a
Rakousku.
Vzhledem k tomu, že nový návrh legislativy o rostlinném rozmnožovacím materiálu bude
nařízením a veškerá národní zpřísnění budou muset podléhat notifikaci a přezkumnému řízení na úrovni
EU, bude obtížné tento jednoduchý a efektivní nástroj uplatňovat. Problém jsme začali řešit na úrovni
úřadů obou zemí a dále konzultacemi s domácími a rakouskými vlastníky odrůd. Pokud nedojde
k nalezení řešení v rámci zákona, budou se hledat další možnosti, mezi které může patřit i zkrácení
certifikačních schémat stupňů osiv polních plodin na jediný stupeň C, který by byl stupněm konečným,
určeným pro konečného spotřebitele.
ČÁST III Rostlinný rozmnožovací materiál jiný než lesní rozmnožovací materiál
V článku 10 DEFINICE chybí definice klonu, týkající se vinné révy a ovoce, je třeba klon
definovat.
ČÁST IV Registrace odrůd v národních a unijním registru
Článek 50 - Registr EU by měl mít dvě části, a to Část A, v které budou odrůdy přímo registrované
na úrovni EU a Část B, v které budou odrůdy registrované na národní úrovni a oznámené členským
státem Evropskému úřadu. Registry by měly obsahovat kromě běžných identifikačních údajů specifické
informace ze zkoušek, případně údaje o obsahu nežádoucích látek.
Stanovisko ČMŠSA – možnost registrace odrůd na úrovni EU prostřednictvím CPVO by se měla
týkat pouze druhů registrovaných na základě DUS, Evropský úřad by neměl registrovat druhy
s povinnými zkouškami VCU. V této souvislosti je pro nás nepřijatelná aktivita ESA SFG (Pícninářská
sekce ESA), která zvažuje možnost registrace pícních trav na úrovni EU. VCU pícních trav má velmi
slabou vypovídací hodnotu na národní úrovni, chyba pokusů je vysoká a povýšení VCU na úroveň EU
tyto problémy jen zesílí. Podobný stav a nulovou vypovídací hodnotu o odrůdě ve vztahu k praxi lze
předpokládat i u ostatních plodin testovaných na úrovni EU, u kterých je užitná hodnota předpokladem
registrace.
Sekce 1 ODRŮDY
Článek 54 stanovuje, že odrůdy mohou být registrovány pouze pokud mají úřední popis, což
znamená, že jsou odlišné, uniformní a stabilní. Článek 55 specifikuje registraci odrůd s úředně uznaným
popisem v národních registrech, která se týká uchovávaných (konzervovaných) odrůd a amatérských
odrůd. V případě registrace odrůdy s úředně uznaným popisem pro regiony nebo oblasti, ve kterých je
odrůda tradičně pěstována a na které je přirozeně přizpůsobena, musí být tato odrůda jednoznačně
identifikovatelná.To znamená, že jejich úředně uznaný popis musí být založen, pokud je to možné, na
informacích z genetických zdrojů rostlin nebo organizací uznaných pro tento účel členskými státy.
Stanovisko ČMŠSA – kdo bude připravovat úředně uznaný popis je napsáno velmi obecně, je
třeba přesněji definovat úřady či pověřené organizace a typy odrůd, kterých se to bude týkat, protože
v pojmech a definicích to nikde není.
SEKCE IV Registrační poplatky národní a unijní registrace
Národní registrace – článek 87/5 poplatky nesmí být refundovány, ale členské státy mohou plně
nebo částečně refundovat poplatky přihlašovatelům, kteří mají méně než 10 zaměstnanců a obrat
nepřekračuje 2 mil. EUR.
12
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Unijní registrace – článek 98/4, poplatky mohou být redukovány v případě, že přihlašovatel
produkuje pouze malá množství a dle článku 98/5 členské státy mohou plně nebo částečně refundovat
poplatky přihlašovatelům, kteří mají méně než 10 zaměstnanců a obrat nepřekračuje 2 mil. EUR.
Stanovisko ČMŠSA – souhlasíme s článkem 87/5 a 98/5 jen pokud to bude jednotně nařízeno,
budou stanovena jasná pravidla a bude to povinností států. Ale v případě, že mohou plně nebo částečně
provádět refundaci, pak toto ustanovení může vyvolat nerovnováhu a ztrátu konkurence. Redukce
poplatků dle 98/4 z důvodů malých množství je nesmysl, pokud se jedná o nevýznamnou plodinu s
malou produkcí, lze poplatky nastavit nižší pro všechny přihlašovatele a objem jejich prodejů je již pak
jen otázkou konkurenceschopnosti na trhu.
Závěr







Zatím se jedná o návrhy, návrh je v řadě bodů poněkud obecný a bude zpřesňován.
Nejsou známa zmiňovaná realizační rozhodnutí a navazující vyhlášky, které stanoví např.
certifikační schémata a jejich standardy, druhy pro povinné testování užitné hodnoty.
Chybí zde klíčový požadavek domácího sektoru – propojení produkce osiv na ochranu
šlechtitelských práv, to znamená souhlas vlastníka odrůdy s jejím množením.
ČMŠSA plně podporuje transfer činností do soukromého sektoru pod supervizí, zejména pak
aktivní podíl soukromého sektoru na certifikaci osiv, částečné zajišťování zkoušek užitné
hodnoty (VCU).
Úloha CPVO by měla být limitována na bezchybnou a rychlou kompilaci Společného katalogu
odrůd, a měl by koordinovat pojmenování odrůd tak, aby nedocházelo k duplicitám a
koordinovat DUS za respektování protokolů UPOV. Aktivity CPVO je nutné směrovat na
vymahatelnost šlechtitelského práva.
Registrace odrůd na úrovni EU by měla být limitována na druhy registrované jen na základě
DUS.
Požadavkem ČMŠSA je zachování odborných činností ÚMZÚZ ve sféře DUS, registrace odrůd
a certifikace. To znamená kromě nezbytné kontrolní činnosti zachování zkušebnictví.
Literatura
ANONYM (2010). Problem definition and policy options for impact assessment – review of the legislation on marketing
seed and plant propagating material (S&PM), Draft working paper of the Commission services, Brusel 2010, 6 s.
ANONYM (2012). Draft paper on plant health, REGULATION OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE
COUNCIL on protective measures against pests of plants, Brussels, SANCO/2012/), 71 s.
ANONYM (2012), Proposal for a REGULATION OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the
marketing and production, with a view to marketing, of plant reproductive material, and repealing Council
Directives 66/401/EEC, 66/402/EEC, 68/193/EC, 1998/56/EC, 1999/105/EC, 2002/53/EC, 2002/54/EC,
2002/55/EC, 2002/56/EC, 2002/57/EC, 2008/72/EC and 2008/90/EC , NON-PAPER, Brussels, XXX.
SANCO/2012/11820 (2012). XXX draft, 105 s.
ANONYM (2012). Draft on plant reproductive materials, REGULATION OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF
THE COUNCIL On the production with a view to placing on the market, and placing on the market, of plant
reproductive material and repealing Directive 66/401/EEC, Directive 66/402/EEC, Directive 68/193/EEC, Directive
98/56/EC, Directive 1999/105/EC, Directive 2002/53/EC, Directive 2002/54/EC, Directive 2002/55/EC, Directive
2002/56/EC, Directive 2002/57/EC, Directive 2008/72/EC and Directive 2008/90/EC, Brussels, SANCO/2012/),
98 s.
Contact adress: Ing. Ladislav Rosenberg, Českomoravská šlechtitelská a semenářská asociace,
Zelený pruh 99, 140 00 Praha 4, E-mail: [email protected],
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
13
Produkce osiv a sadby
14
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
SLUČOVACÍ PROCES STÁTNÍ ROSTLINOLÉKAŘSKÉ SPRÁVY A
ÚSTŘEDNÍHO KONTROLNÍHO A ZKUŠEBNÍHO ÚSTAVU
ZEMĚDĚLSKÉHO
Process of Merging of State Phytosanitary Administration and Central Institute for
Supervising and Testing in Agriculture
Zdeněk Mach
Státní rostlinolékařská správa
Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský
Abstract
The process of merging the State Phytosanitary Administration with the Central Institute for
Supervising and Testing in Agriculture is based on the commitment of the Government of the Czech
Republic to bring down public expenditures, to simplify administrative procedures and to reduce the
bureaucratic burden on businesses.
The creation of the Regulatory Impact Assessment which identified possible variants of solving the
transformation represents the milestone of the project. It has been decided that the most appropriate
solution would be to incorporate the State Phytosanitary Administration into the Central Institute for
Supervising and Testing in Agriculture. This process could be finalized under the condition that the
respective legislation e.g. the law No. 147/2002 Sb. and the law No. 326/2004 Sb. is revised. The new
organization should start its effective work on 1st January 2014.
Keywords: agricultural reform, Central Institute for Supervising and Testing in Agriculture,
merging, State Phytosanitary Administration
Souhrn
Proces sloučení Státní rostlinolékařské správy a Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu
zemědělského vychází ze závazků vlády ČR o snížení výdajů veřejných prostředků, zjednodušení
administrativy a snížení byrokratické zátěže podnikatelů. Mezníkem v tomto projektu bylo vypracování
materiálu Hodnocení dopadů regulace (RIA), ve kterém byly vymezeny možné varianty řešení
transformace. Jako nejvhodnější varianta byla stanovena varianta začlenění SRS do ÚKZÚZ, která je
podmíněna novelou zákona č. 147/2002 Sb. a zákona č. 326/2004 Sb. Nová efektivně fungující
organizace by měla vzniknout k 1. lednu 2014.
Klíčová slova: reforma zemědělství, slučování, Státní rostlinolékařská správa, Ústřední kontrolní a
zkušební ústav zemědělský
Úvod
Jedním z hlavních úkolů, které si vláda České republiky na začátku svého funkčního období
vytýčila, byl mimo jiné i úkol reformovat veřejné finance s cílem zastavit rostoucí veřejný dluh, tedy
konsolidovat veřejné rozpočty. Vláda se také zavázala ke krokům, které by měly zvýšit transparentnost
veřejné správy, odstranit multiplicity při výkonu jednotlivých agend, a tím snížit objem veřejných
výdajů. Dalším závazkem uvedeným v Programovém prohlášení vlády jsou kroky, které povedou ke
garanci profesionální, kvalitní, efektivní a přívětivé veřejné služby, která bude vykonávaná vzdělanými
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
15
a dále se vzdělávajícími úředníky. Konkrétně v oblasti zemědělství a venkova bude podporována
konkurenceschopnost zemědělců racionální kontrolou bezpečnosti potravin a bude navrženo spojení
odborně příslušných kontrolních institucí s cílem zjednodušit administrativu a snížit byrokratickou zátěž
podnikatelů.
Od těchto obecných formulí se můžeme skoro plynule přesunout k téměř „hmatatelným“
výsledkům, či k spíše statečnému, i když náročnému přibližování se k nim. Konkrétně je tím myšlen
projekt slučování, neboli transformace dvou dozorových orgánů v resortu zemědělství, který se naplno
rozběhnul v loňském roce. Jedná se o sloučení Státní rostlinolékařské správy a Ústředního kontrolního a
zkušebního ústavu zemědělského.
Strukturální reforma zemědělství
Myšlenka hluboké strukturální reformy rezortu zemědělství byla a je poměrně jednoduchá, tedy
alespoň se tak může zdát na první pohled. Výsledkem této reformy by měla být redukce byrokratického
aparátu v resortu tak, aby se snížily rozpočtové výdaje a aby občané, podnikatelé a zemědělci méně
trpěli průtahy v jednání s administrativou. A k tomu všemu se přidává i ono propojení odborně
příbuzných organizací podřízených Ministerstvu zemědělství ČR.
Na úrovni rezortu zemědělství byla strukturální reforma odstartována zřízením Řídícího výboru pro
restrukturalizaci Ministerstva zemědělství ČR a jeho institucí, přičemž celá restrukturalizace byla
rozdělena do čtyř oblastí. První oblast se potom týká restrukturalizace dozorových orgánů. Záměrem
Ministerstva zemědělství ČR bylo a je, vytvořit tři pilíře kontrolních subjektů pro oblast kontroly
rostlinné produkce, živočišné produkce a potravinářství. V těchto oblastech by mělo dojít k zefektivnění
spolupráce mezi jednotlivými institucemi, případně by mělo dojít k jejich propojení. V oblasti rostlinné
výroby se partnery ve slučování staly zcela logicky Státní rostlinolékařská správa a Ústřední kontrolní a
zkušební ústav zemědělský.
Zahájení slučování SRS a ÚKZÚZ
Ihned po vydání příkazu ministra k zahájení restrukturalizace resortu zemědělství byl zřízen dílčí
Řídící výbor pro realizaci a koordinaci projektu slučování SRS a ÚKZÚZ. Zároveň bylo ustaveno 15
pracovních skupin složených z odborníků SRS a ÚKZÚZ, kteří pokrývají obsahovou i organizační
stránku slučovacího procesu.
Předpokladem pro zahájení legislativních prací slučovacího procesu bylo vypracování materiálu
Hodnocení dopadů regulace (RIA), který je součástí legislativního procesu České republiky při tvorbě
obecně závazných právních předpisů. Tento dokument detailně analyzuje vykonávané činnosti obou
organizací, popisuje varianty řešení, které mohou vést ke stanovenému cíli, tedy sloučení a také hodnotí
dopady, které legislativní proces sloučení přinese.
Začlenění SRS do ÚKZÚZ
Z hlediska časové, legislativní a administrativní realizace bylo přistoupeno k variantě tzv. začlenění
SRS (organizační schéma viz obr. 1) do ÚKZÚZ (organizační schéma viz obr. 2). Z legislativního
pohledu předpokládá tato varianta předložení návrhu novely zákona č. 147/2002 Sb., o Ústředním
kontrolním a zkušebním ústavu zemědělském a zákona č. 326/2004 Sb., o rostlinolékařské péče, čímž
se stane nově vzniklá organizace de iure odpovědná i za oblast rostlinolékařské péče. Návrh tohoto
„slučovacího zákona“ byl Ministerstvem zemědělství ČR v říjnu 2012 zaslán do mezirezortního
připomínkového řízení. V listopadu poté došlo k vypořádání připomínek a v nejbližší době by měly být
zákony předloženy na vládu České republiky.
16
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Obr. 1: Současné organizační uspořádání Státní rostlinolékařské správy
Na tomto místě je důležité zdůraznit, že ač zvolená varianta mluví o začlenění SRS do ÚKZÚZ,
v žádném případě se nebude jednat o násilné pohlcení SRS do organizační struktury ÚKZÚZ. Naopak,
všichni budeme usilovat o to, aby začlenění proběhlo nanejvýš fundovaně, korektně a hlavně citlivě.
Naprostou samozřejmostí je i rovné postavení stávajících zaměstnanců SRS a ÚKZÚZ v budoucí
sloučené organizaci.
Jedním z prioritních cílů slučovacího procesu je samozřejmě úspora veřejných financí. Úspory
plynoucí z aplikace varianty začlenění SRS do ÚKZÚZ můžeme strukturovat podle oblastí, z nichž
budou pramenit. Jedná se zejména o úspory, které budou generovány zvýšením produktivity práce a
optimalizací činností. Konkrétně v oblasti osiv a sadby byla úspora spojená s pověřováním osob
v oblasti uznávání množitelských porostů a vzorkování osiv a sadby včetně optimalizace prováděných
kontrol vyčíslena na 6 353 tis. Kč. Další úspory vzniknou redukcí a rušením určitých agend a
nezanedbatelné úspory budou generovány také prostým sloučením, což se týká především obslužných a
podpůrných činností, jako propojením personalistiky, majetkové správy nebo informačních technologií.
Celková předpokládaná úspora po sloučení je součtem všech výše uvedených struktur úspor včetně
dalších, které zde kvůli zjednodušení textu nejsou uvedeny. Tato celková úspora byla vyčíslena na
96 000 tis. Kč. Je pochopitelné, že proces sloučení si vyžádá i jisté náklady, které budou jednorázově
vynaloženy v letech 2013 a 2014. Tyto náklady čítají asi 23 000 tis. Kč a týkají se především dislokace
pracovišť, odstupného při redukcích pracovních pozic a propojení účetních, finančních a personálních
systémů obou organizací.
Aby byly vybrány pro nástupnickou organizaci skutečně nejvhodnější informační systémy, a to ať
už z hlediska funkčnosti, tak i nákladovosti, předcházela vlastnímu výběru vždy detailní srovnávací
analýza stávajících systémů používaných jak v SRS, tak v ÚKZÚZ. Z výsledků této komparace Řídící
výbor poté vybral ekonomicky i funkčně nejpříhodnější alternativu.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
17
Obr. 2: Současné organizační uspořádání Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského
Implementace doporučené varianty
Další rovinou slučovacího procesu je jeho realizační fáze, jejíž postupné kroky jsou podrobně
definovány v tzv. Implementačním plánu, který byl vytvořen 15 pracovními skupinami a schválen
Řídícím výborem SRS a ÚKZÚZ.
Implementační plán obsahuje jednak klíčové body realizace sloučení v konkrétních oblastech, jako
například v oblasti rostlinné výroby, zkoušení osiva a sadby, zkušebnictví nebo přípravků na ochranu
rostlin, hnojiv a krmiv a také časový harmonogram, který kromě časového plánu definuje i přesahy
mezi jednotlivými oblastmi. Účelem následných kroků, které budou vycházet právě z Implementačního
plánu, bude připravit a zavést fungující podpůrné a obslužné činnosti sloučené organizace, jako
například účetnictví nebo IT a samozřejmě koncepčně pokračovat v optimalizaci těch nejdůležitějších
procesů, tedy těch, které nová instituce musí zajišťovat z hlediska svého zřízení a specializace.
Organizační uspořádání inspekčních útvarů
Na konci loňského roku bylo rozhodnuto o budoucím uspořádání inspekčních útvarů sloučené
organizace. Jako vhodnější byla zvolena varianta organizačního uspořádání, která předpokládá
zachování sedmi regionálních útvarů, tedy model, který je v současné době aplikován na SRS. Řídící
výbor rozhodoval z dvou uvažovaných variant organizační struktury inspekčních útvarů. První varianta
vycházela z myšlenky sloučení terénních útvarů Sekce územních útvarů SRS a Odboru zemědělské
inspekce ÚKZÚZ do samostatné Sekce zemědělské inspekce. Druhá varianta naproti tomu uvažuje
18
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
začlenění současných inspekčních útvarů, tedy Sekce územních útvarů SRS a Odboru zemědělské
inspekce ÚKZÚZ do odborně souvisejících sekcí.
Závěr
Od vydání Programového prohlášení, ve kterém si vláda vytyčila celou řadu důležitých úkolů a
závazků, uplynulo dva a půl roku, přičemž projekt slučování SRS a ÚKZÚZ byl odstartován na počátku
roku 2012. Se vší skromností se nerozpakuji říci, že za tuto relativně krátkou dobu moji kolegové ze
SRS a ÚKZÚZ odvedli skutečné velký a kvalitní kus práce. Naším společným cílem je vznik
životaschopného a efektivního úřadu, který bude kvalitně plnit všechny své funkce a role.
V současné době není nikdo schopen garantovat, že k vlastnímu sloučení SRS a ÚKZÚZ k 1. 1.
2014 skutečně dojde, vše bude záviset na vývoji politické situace v naší republice. Myslím si však, že
sloučení těchto dvou téměř sesterských organizací je krok správným směrem. Je to jednak proto, že je
nutné šetřit veřejné finance a vynakládat je účelně a smysluplně, přičemž vyčíslené konsolidační úspory
plynoucí ze sloučení jsou značné. Dalším důvodem, který já osobně považuji snad ještě za důležitější je
to, aby byl výkon státního dozoru a kontroly pro konečné uživatele více komfortní a přívětivý a snad i
vlídnější. V žádném případě tím není myšlena degradace kvality kontrol, naopak, kontroly musí být
prováděny erudovanými odborníky a důsledně. Jde spíše o zjednodušení systému kontrol, kdy v rámci
jedné kontroly budou zkontrolovány všechny náležitosti, které byly kontrolovány v rámci dvou na sobě
nezávislých kontrol prováděných dvěma nezávislými kontrolními organizacemi.
Snad se nám všechny tyto nesnadné cíle podaří naplnit a k 1. lednu 2014 vznikne úřad, který bude
moci občan České republiky označit jako přívětivý.
Contact address: Bc. Zdeněk Mach, Státní rostlinolékařská správa, Ztracená 1099/10 161 00 Praha 6,
E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
19
NOVÉ TECHNIKY VE ŠLECHTĚNÍ ROSTLIN
New Plant Breeding Techniques
Jaroslava Ovesná
VÚRV, v.v.i., Praha-Ruzyně
Abstract
Genetically modified organisms (GMOs) have become a part of crop production in the world.
Almost 90 % of soy production and 60 % of maize production is regulated to some extend worldwide.
In EU comprehensive regulation is applied based on precautionary principle and scientific risk
assessment. Up to now, only maize MON810 conferring pest resistance and Amflora potatoes have
been approved for cultivation in EC. Nowadays, new breeding techniques based on latest discoveries of
plant molecular biology and technical development have led to development of new genotypes of
improved plants with sophisticated changes in genome. Impact of such plant varieties and their
acceptance in EC is discussed by European competent authorities and also on national level.
Keywords: GMO, breeding legislation, EU, new breeding techniques
Souhrn
Geneticky modifikované organismy (GMO) se staly celosvětově součástí zemědělské produkce.
Téměř 90 % světové produkce sóji a 60 % produkce kukuřice je založeno na GM osivech. Nakládání
s GMO je všude ve světě do určitého stupně regulováno. V EU je legislativa založena na principu
předběžné opatrnosti a vědeckém přístupu k hodnocení rizik. K dnešnímu dni byla v EU pro pěstování
schválena GM kukuřice MON810 odolná k zavíječi a brambory Amflora se změněným poměrem
amylóza : amylopektin v hlíze. Ostatní schválené GM produkty jsou do EU dováženy. Nyní se začínají
používat nové techniky manipulace s rostlinným genomem, které vedou k cíleným, vysoce efektivním
změnám. Produkty těchto technik – nové genotypy mají šanci na uplatnění. V EU a na úrovni členských
států se vede diskuse, jak na takové produkty pohlížet.
Klíčová slova: GMO, šlechtění rostlin, legislativa, nové techniky šlechtění rostlin
Úvod
Geneticky modifikované organismy jsou výsledkem výzkumu prováděného jak v EU, tak v dalších
částech světa, zejména v USA. Poté, co byl rozluštěn genetický kód a pochopen význam DNA, vedly
vědecké experimenty k vývoji transformantů. Prvními GM organismy byly bakterie. Na přelomu 70. a
80. let bylo objeveno, že půdní bakterie Rhizobium radiobacter (dříve Agrobaterium tumefaciens) vnáší
část svých genů (T-DNA) do rostlinné buňky, a tam se stabilně integruje. Také bylo zjištěno, že téměř
celou sekvenci T-DNA lze nahradit jinými geny, a dopravit je tak do rostlinné buňky. I když
následovaly další postupy manipulace s rostlinnou buňkou, popsaný postup se stal základem vývoje
transgenních rostlin. Technologie pokročila tak daleko, že je možné připravit odrůdy ceněné pěstiteli, a
to nejen linie a odrůdy, které obsahují jediný gen, ale jejich komplexy. Ve vývoji jsou odrůdy
s upravenými celými metabolickými drahami (Singh et al. 2006).
Prvními GMO na trhu byla rajská jablka FlavrSavr, upravená pro lepší skladovatelnost a transport,
což bylo zajištěno vnesením genu pro polygalaktouronidázu v antisence orientaci. Tato modifikace však
nebyla však komerčně úspěšná (Giovanoni et al., 1989). Geneticky modifikované brambory, nesoucí
odolnost k mandelince bramborové, byly první komerčně pěstovanou Bt plodinou (Whalon et al., 1994).
20
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
V 90. letech začala diskuse o bezpečnosti GM produktů, která vedla k různým legislativním
úpravám nakládání s GM plodinami a odvozenými produkty. V globálním měřítku se diskuse vedou na
úrovni OECD a FAO, rovněž pak byly vydány konsenzuální dokumenty v systému Codex Alimentarius.
Své národní postupy pak uplatňují USA, Kanada, Austrálie, ale i Čínská lidová republika (Adanda,
2006).
Nejrozsáhlejší diskuse o bezpečnosti GM plodin a z nich odvozených produktů, zejména ve vztahu
k rostlinné výrobě a potravin vyrobených z rostlinných komodit, se vedou na území Evropského
společenství. Základním dokumentem v EU je směrnice 2001/18, která definuje geneticky
modifikované organismy. Geneticky modifikovaný organismus je vnímám jako produkt, který nevzniká
přirozenou cestou, tj. běžnou rekombinací, ale zásahem člověka. Základními rysy GMO je obsah
rekombinantní DNA, tj. DNA, ve které byly spojeny úseky z odlišných zdrojů – organismů – kódující
oblast a regulační oblasti, signální geny. Taková rekombinantní DNA musí být stabilně integrována do
genomu recipienta a přenášet se ve smyslu Mendelistické dědičnosti do dalších generací. Uvedená
směrnice také udává, že indukované mutace jsou ze znění směrnice vyňaty (http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=DD:15:06:32001L0018:CS:PDF).
Veškeré GM produkty, uvolněné až již do oběhu nebo do prostředí, musí být vyhodnoceny
Evropským úřadem pro bezpečnost potravin a schváleny na úrovni členských států. Celý proces je
založen na nařízení Evropského parlamentu a rady 1829/2003. Žadatel je povinen předložit hodnocení
GM produktu, předkládá jeho molekulární charakteristiku, výsledky experimentálního pěstování a
zejména rozbory sklizně tak, aby s výjimkou vneseného genu byla prokázána ekvivalence produktu,
vyloučena jeho toxicita nebo alergenicita. Dále se vyhodnocují možné vlivy na životní prostředí včetně
vlivu na cílové i necílové organismy. K hodnocení se vyjadřují i členské státy, a to v podobě
připomínek expertů v hodnotící lhůtě a po vydání stanoviska zástupci členských států na úrovni EU.
V ČR se k otázkám vyjadřuje Vědecký výbor pro GM potraviny a krmiv, poradní orgán Ministerstva
zemědělství ČR, a to zejména v oblasti bezpečnosti potravin a krmiv, dále Česká komise pro GMO při
Ministerstvu životního prostředí ČR a vyjadřuje se k němu i Komise GMO při Ministerstvu zemědělství
ČR, která má ve svém mandátu zejména otázky koexistence. Na úrovni EU se hodnocení produktů
s ohledem na zdraví a životní prostředí věnuje Evropský úřad pro bezpečnost potravin a zejména jeho
GMO panel (viz obr. 1).
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32003R1830:CS:HTML.
Obr. 1: Zjednodušené schéma schvalovacího procesu GMO v EU podle nařízení 1829/2003
Doručení žádosti
podle 1829/2003 na EFSA
Hodnocení panelem EFSA
Vědecké Stanovisko
GMO panelu‐
EFSA
Hodnocení žádosti národními experty vědecké
ROHODNUTÍ EU
Hodnocení nár.reprezentanty
kompetentních orgánů (EU)
Komerčně využívané odrůdy, které se uplatňují na světovém trhu, byly většinou získány
transformací s využitím bakterie Rhizobium radiobacter. Výhodou této metody je zejména to, že se
vnáší jedna kopie genu, a v tomto ohledu je výsledek dosti dobře predikovatelný. Dalšími postupy jsou
biolistické transformace, které využívají částicové střely, na které je nanesena DNA. Ta proniká díky
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
21
střelám do buňky, kde se také může inkorporovat do genomické DNA. Je dost obvyklé, že se tak děje
často ve více kopiích, někdy částečně porušených. U dvouděložných plodin je transformace pomocí
R. radiobacter snazší, naopak u jednoděložných byly často využity částicové střely. Alternativou,
zejména u modelových objektů, je přímý vstup DNA pomocí elektroporace, podtlaku a podobně
(Rakefet et al., 2007).
Tyto postupy lze považovat již za tradiční. V posledních letech však vývoj pokročil a do buněk se
vnášejí nejen úseky DNA, ale i syntetické analogy a vysoce sofistikované konstrukty provádějící změny
v genomu. Výsledkem jsou nové genotypy a linie rostlin a v současné době i živočichů, které mohou
být zajímavé z hlediska komerčního uplatnění. Proto se firmy obrátily na Evropskou komisi, aby se
vyjádřila, jak na takové produkty nahlížet. Byl vypracován seznam technik, které je třeba vyhodnotit.
K těmto technikám lze zařadit metody, které využívají níže uvedené nástroje a postupy (blíže viz
http://ftp.jrc.es/EURdoc/JRC63971.pdf).
 Zinkové prsty
Zinkové prsty jsou části proteinů, které mají schopnost vázat se specificky na úseky DNA. Soubor
takových prstů je schopen cíleně zavádět do sekvencí bodové mutace (ZNFI), malé delece nebo
inserce (ZNFII), nebo dokonce vnášet nebo deletovat velké úseky DNA (ZNFIII. Dnes existují
specificky vyvinuté proteiny, které jsou schopny specificky štěpit a modifikovat úseky genomu. Lze
hovořit o editaci genomu. Metoda se využívá v humánní medicíně, při vývoji transgenních
živočichů i rostlin (Klug, 2010).
 Mutageneze indukovaná oligonukleotidy
Metoda, využívající krátké úseky DNA nebo jejich analogů, je založena na homologní rekombinaci.
Pomocí této metody je možné vnášet jednobodové mutace a krátké delece a inzerce. Využívá se u
mikroorganismů, živočichů a také u rostlin (Belzile, 2002).
 Cisgeneze
Postup je obdobou trangenóze, kdy se vnáší celistvý gen ze stejného druhu, tj. geny mají vlastní
promotor, terminátor, eventuálně introny a další regulační oblasti. Musí být vnesen v „sence“
orientaci, tj. jeho čtení je shodné u donora i akceptora genu. Lze zvažovat přenos genů z primárního,
sekundárního, ale i terciárního poolu. Alternativou je intragenese, kdy je gen opatřen regulačními
oblastmi z jiného genu stejného druhu. Nesmí obsahovat cizorodé molekuly DNA jako selekční
markéry. Využití se nabízí ve šlechtění bramboru nebo ovocných dřevin (Jacobsen a Henk, 2007).
 Roubování transgenního materiálu
Roubování je běžná technika, kdy se na kořenovou část (podnož) připojí nadzemní část (výhon).
Jedná se o běžnou techniku v rostlinné výrobě. Jedna z těchto částí může být transgenní. Pokud je
transgenní výhon, pak není diskuse, že produkt nese transgenní ovoce či je jako GMO konzumován.
Pokud je transgenní podnož, mohou z ní informační molekuly pronikat do výhonu a ovlivňovat jeho
složení. (Haroldsen et al., 2010))
 RNA dependentní DNA metylace
Tato technika nevnášení změny do sekvence nukleových kyselin, ale mění jejich epigenetický stav.
Epigenetické změny se pak přenášejí do dalších generací. Mohou se měnit cíleně vlastnosti rostlin,
význam epigenomu však není ještě dobře probádán (Vandeschoren et al., 2007).
 Reverzní šlechtění
Reverzní šlechtění je speciální postup přípravy rodičovských komponent hybridních linií. Pokud se
objeví vysoce výkonný hydrid, lze pomocí využití geneticky modifikované linie (prostředníka)
ovlivnit rekombinaci v potomstvu. To však už žádnou genetickou modifikaci neobsahuje (Chan,
2010).
 Agroinfiltrace
22
Osivo a sadba, 7. 2. 2013

Je široce využívanou metodou pro vnášení genetické informace do rostlinných pletiv s tím, že
nemusí docházet k integraci genu do genomu, ale informace je přechodně (transientně)
exprimována. Pokud je infiltrován pouze list, nepředpokládá se, že bude základem potomstva, u
vzrostných vrcholů, kdy by mohlo dojít k integraci informace do genomu taková možnost existuje
(Fischer et al., 1999).
Syntetická biologie
(Nebyla pro svoji komplexitu řešena (Krishan a Bathe, 2012).
Nové techniky byly hodnoceny na několika úrovních. Hodnocení začalo na DG Environment a
DG SANCO, kde byla hodnocena shoda, resp. rozdíly s definicí uvedenou ve směrnici 18/2001. Bylo
poukázáno na fakt, že výsledky ZNFI a ZNFII a využití oligonukleotidů se shodují s výsledkem
indukované mutagenze, která je z legislativy vyňata. Produkty cisgenese pak mohou vzniknout i
tradičním šlechtěním. Ostatní techniky nebyly vyhodnoceny jednoznačně. Dále techniky hodnotila
pracovní skupina (Task Force) z pohledu hodnocení možnosti detekovat výsledky jednotlivých technik
kontrolními laboratořemi. Na této části pracovalo JRC EC Ispra, Itálie. Na hodnocení epigenetických
změn nejsou laboratoře většinou připraveny. Novými technikami se zabývaly i pracovní skupiny při
JRC EC Sevilla, a to z hlediska socio-ekonomických dopadů. K hodnocení se vyjádřil i Evropský úřad
pro bezpečnost potravin (EFSA). Nyní se jednání přesunulo na úroveň zástupců členských států při
Evropské komisi.
Poděkování
Příspěvek byl připraven s podporou projektu NAZV QI101B267 a výzkumného záměru
VÚRV, v.v.i. – CZ0002706
Literatura
SINGH, O. V. a kol. (2006). Genetically modified crops: success, safety assessment, and public koncern, Applied
Microbiology and Biotechnology, 71 (5): 598-607.
GIOVANNONI, JJ. a kol. (1989). Expression of a chimeric polygalacturonase gene in transgenic rin (ripening inhibitor)
tomato fruit results in polyuronide degradation but not fruit softening Plant Cell, 1 (1): 53-63.
WHALON, M.E. (1994). Bacillus-Thuringiensis Resistant Colorado Potato Beetle And Transgenic Plants - Some
Operational And Ecological Implications For Deployment Biocontrol Science and Technology, 4 (4): 555-561.
ANDANDA, A. P. (2006). Developing legal regulatory frameworks for modern biotechnology: The possibilities and limits
in the case of GMOs African Journal Of Biotechnology 5 (15): 1360-1369.
RAKEFET DS. (2007).Evolution and development in plants: Bridging the gap International Journal of Plant Sciences, 168,
(1): 49-59.
CHAN, S W. L.(2010). Chromosome engineering: power tools for plant genetics Trends In Biotechnology 28 (12): 605-610.
KLUG A.(2010). The discovery of zinc fingers and their development for practical applications in gene regulation and
genome manipulation Quarterly Reviews of Biophysics 43 (1): 1-21.
BELZILE, FJ. (2002). Transgenic, transplastomic and other genetically modified plants: a Canadian perspective Biochimie
84 (11): 1111-1118.
JACOBSEN E,, HENK S. P. (2007). Cisgenesis strongly improves introgression breeding and induced translocation
breeding of plants Trends in Biotechnology, 25 (5): 219-223.
HAROLDSEN V.M. a kol. (2010). Transgene mobilization and regulatory uncertainty for non-GE. Journal of
Biotechnology, 161 (3) : 349-353.
FISCHER R. (1999). Towards molecular farming in the future: transient protein expression in plants Biotechnology and
Applied Biochemistry, 30 : 113-116.
KRISHNAN Y. a BATHE M. (2012). Designer nucleic acids to probe and program the cell Trends in Cell Biology, 22 (12):
624-633.
Contact address: RNDr. Jaroslava Ovesná, CSc., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.,
Praha - Ruzyně, 16106, Drnovská 507, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
23
EKONOMICKÝ POHLED NA ŠLECHTĚNÍ MINORITNÍCH PLODIN
Breeding Process of Minor Crop from Economic Point of View
Karel Vejražka, Jan Hofbauer, Jaroslav Lang
Zemědělský výzkum, s.r.o. Troubsko
Abstract
Economic aspects of major and minor crop breeding programs are compared. Minor crop breeding
programs are less money consuming. Genetic resource screening, crop technology, production tests and
partial costs of unsuccessful varieties need to be added into the calculation. Bases of minor crop
breeding success stay in precise estimation of crop potential as well as development trends in
agriculture. Multi-purpose varieties have higher potential and ability for compensation of changes in
utilization. Minor crop breeding programs are slightly profitable in general. When Czech government
ends breeding support, economic efficiency will be non-profitable in short term (7 years from legal
protection of variety) period.
Keywords: breeding, economic, costs, minor crop
Souhrn
V příspěvku jsou porovnány ekonomické aspekty šlechtění minoritních a majoritních plodin.
Vlastní šlechtění minoritních druhů je v porovnání s majoritními druhy finančně méně náročné. Do
porovnání je však třeba zahrnout i náklady na hledání výchozích materiálů pro šlechtění, vývoj
technologie pěstování, testování uplatnění produkce (poloprovozní pokusy) a v neposlední řadě i podíl
nákladů z odrůd, které nenašly uplatnění na trhu.
Úspěšný program šlechtění minoritních plodin musí vycházet z velmi kvalitního odhadu vývoje
situace v zemědělství a precizní zhodnocení potenciálu zájmového druhu. Druhy jen s průměrným
potenciálem hledají obtížněji uplatnění na trhu a ani vyšší náklady do propagace nejsou schopny
korigovat tento stav. Víceúčelově zaměřené druhy mají obecně vyšší potenciál, navíc jsou schopny
pružněji reagovat na změny trhu v průběhu šlechtění a v průběhu realizace. Z praktického
ekonomického pohledu je šlechtění minoritních plodin mírně ziskové. V případě zrušení dotačního
titulu 3.d. Novošlechtění by se program šlechtění minoritních plodin pohyboval na hraně efektivity,
avšak v krátkém časovém období (do 7 let od právní ochrany odrůdy) by byl ztrátový.
Klíčová slova: šlechtění, ekonomika, náklady, minoritní plodiny
Ekonomika šlechtění majoritních a minoritních plodin
Šlechtění nových odrůd je ekonomicky i časově velmi náročnou záležitostí. Návratnost vložených
investic je přímo závislá na uplatnění odrůdy na pěstebních plochách a době její životnosti.
Výše nákladů na vyšlechtění nové odrůdy je funkcí délky šlechtění, rozsahu šlechtitelského
materiálu, počtu sledovaných a selektovaných znaků. Celkové roční náklady na vývoj nových odrůd
polních plodin, zeleniny a ovoce jsou v České republice odhadovány na 300 - 320 miliónů korun.
Náklady na vyšlechtění jedné odrůdy ozimé pšenice, dle odhadu Rosenberga (2011), jsou 27,7 milionu
korun. Pro šlechtitelský program velkoobjemových plodin jsou charakteristické velké objemy
výchozích kombinací (např. 500 u pšenic ve Stupicích), vysoké počty testů na odolnosti vůči chorobám
a škůdcům a velké množství kvalitativních znaků žádaného produktu (Hezký, 2012). Podmínkou
24
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
úspěšného šlechtitelského týmu velkoobjemových plodin je doplnění šlechtitelského týmu o
fytopatologa, chemika/potravináře a v neposlední řadě i molekulárního genetika.
Výhodou velkoobjemových plodin je skutečnost, že pro novou odrůdu není ve většině případů
nutné vyvinout vlastní technologii pěstování a je možné využít stávající. Mezi další výhody patří:
poměrně kvalitní popis genových zdrojů, široký zájem aplikovaného výzkumu na poli molekulárních
technik a vysoký potenciál ploch pěstování.
Minoritní plodiny jsou charakteristické menším počtem odrůd, někdy pak i absencí odrůdy na trhu.
Šlechtitelský program minoritních druhů je charakteristický menšími rozsahy výchozích kombinací
(rámcově o řády méně než u velkoobjemových plodin), pouze standardními testy na odolnost vůči
chorobám a škůdcům (nejvážnější patogeny) a v některých případech základními testy výnosu a kvality.
Hrubým odhadem se při této redukci rozsahu můžeme dostat na náklady okolo 1 procenta v porovnání
s náklady šlechtění ozimé pšenice. Pokud bychom ekonomickou úvahu ukončili v tomto bodě, dojdeme
k závěru, že ekonomika šlechtění minoritních druhů je zajímavou a lukrativní záležitostí. Do nákladů je
však nezbytné zahrnout i další činnosti, které jsou pro úspěšné šlechtění minoritních plodin nezbytné.
Níže jsou popsány nejvýznamnější další činnosti a vstupy, které navyšují náklady na realizaci odrůd
minoritních plodin.
Studium genových zdrojů
Z pohledu genových zdrojů je možné charakterizovat popis jednotlivých materiálů minorit jako
horší, u některých rodů jako mizivý. Jedním z důvodů tohoto stavu mohou být i chybějící deskriptory
pro daný rod. Příkladem tvorby deskriptorů je metodika pro svazenku od Hutyrové et al. (2010).
Základní kolekce (core collection) jednotlivých druhů jsou poměrně dobrým zdrojem informací
(Pelikán et al., 2009). Šlechtitelský program minoritních plodin si pak musí provést vlastní testování
genových zdrojů. Tato činnost zabere cca 2 - 5 let času dle biologické charakteristiky plodiny, v rozsahu
cca pak do 50 původů. Tato fáze je vhodná pro výběr znaků, které budou použity při selekcích.
Následně vyberete vhodné rodičovské kombinace, které budou základem šlechtitelského programu dané
plodiny.
Vývoj technologie pěstování dané plodiny
U maloobjemových plodin je ve většině případů nedostatečně zpracována technologie pěstování.
Možnosti využití zavedených technologií pěstování z jiných částí světa jsou problematické a dají se
využít jen jako výchozí bod. Nová odrůda musí mít primárně zajištěno semenářství, proto je nezbytné
vytvořit technologii pěstování v monokultuře. Rámcově (minimální rozsahy) je třeba otestovat 3
výsevky ve čtyřech opakováních na dvou lokalitách pro hodnocení výnosu. Další pokusy jsou zaměřeny
na možnosti pesticidní ochrany porostů (hlavně proti plevelům), které jsou v rozsahu 3 dávek, kontrola
ošetřená/neošetřená a čtyřech opakováních pro každý přípravek. Testování přípravků na ochranu rostlin
je třeba z pohledu účinnosti a fytotoxicity opakovat minimálně ve třech ročnících. V jednom roce
zkoušení technologie v monokultuře tak není nijak zvláštní rozsah 100 a více parcel.
Jen část maloobjemových plodin nalézá své uplatnění při pěstování v monokulturách. Jedním
z takových případů je svazenka vratičolistá. Ostatní druhy však nalézají své uplatnění ve směsích.
V současné době je trh poměrně otevřený druhově bohatým směsím s využitím na kvetoucí louky,
zatravnění meziřadí pro podporu užitečných členovců (např. Vejražka et al., 2012), dlouhodobé zdroje
pylu a nektaru (Vejražka a Hofbauer, 2010), ozelenění nevyužívaných ploch (např. náspy silnic) a
zvýšení úživnosti a krytu v honitbách (Středa et al., 2012). Proto je vhodné u minoritních plodin
stanovit jejich chování ve směsích s druhy podobného zaměření a účelu. Stanovení minimálního a
maximálního zastoupení v druhově pestré jednoleté směsi je záležitost minimálně 5 variant rozdílných
poměrů při standardním počtu opakování na různých lokalitách a letech. U směsí s využíváním ve více
letech pak navíc vstupuje faktor perzistence daného druhu na lokalitě. Výrazným nákladem jsou
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
25
botanické rozbory parcel, které jsou prováděny v průměru 4x za sezónu. Rozsah v jednom roce
sledování proto může být přes 60 parcel.
Realizace sklizených produktů
Žádného pěstitele nepřesvědčíte k pěstování minoritní plodiny bez předem známého odbytu. V
mládí odrůdy může být primárním odběratelem i šlechtitel, který využívá sklizeň k výrobě osiva, resp.
k dalším testům využitelnosti odrůdy. Tato forma realizace produktu je však jen krátkodobá a nepřináší
ekonomický zisk v pravém smyslu slova. Pro úspěch odrůdy je proto nezbytné, spolu s pěstební
technologií, dodat i možnosti jejího využití. Mimořádný význam to má v dnešní době, kdy je silná a
zajištěná poptávka po majoritních plodinách. Do nejistoty, kam se sklizenou produkcí, žádný pěstitel
nepůjde. Ideální variantou je pak potvrzená poptávka po daném produktu od konkrétního zpracovatele,
obchodníka s návrhem výkupní ceny. Otázka odbytu primárně rozhoduje o úspěchu, resp. neúspěchu
dané odrůdy minoritní plodiny na trhu.
Významný vliv na odbyt minoritních plodin má zemědělská politika, její nařízení (např. GAEC) a
dotační tituly (meziplodiny, biopásy, podpora obnovitelných zdrojů včetně bioplynových stanic).
Svazenka vratičolistá je typickým příkladem maloobjemové plodiny, která zažila svou renesanci díky
dotačnímu titulu Meziplodiny. Podobnými případy jsou krmná kapusta a pohanka setá, které nacházejí
uplatnění i díky dotačnímu titulu Biopásy. V kombinaci standardů GAEC (omezení širokořádkových
plodin na pozemcích s určitou svažitostí) a podpory obnovitelných zdrojů z bioplynových stanic jsou
hledány varianty náhrady určité části produkce kukuřice. V zemědělské praxi je tak patrný návrat
k „zapomenutým“ obilným, luskovino-obilným (žita, triticale, vikve) směskám na senážování.
V potravinářském průmyslu se po dlouhých letech začal uplatňovat len, konopí a další semena, která
jsou primárně využívána v pekařském průmyslu. U odrůd, které jsou realizovány ve směsích, je hlavním
odběratelem firma, která tuto komponentu do své směsi využívá.
Ukázka odbytu osiv maloobjemových plodin z Troubska
Pro demonstraci prodejů osiv maloobjemových plodin jsme vybrali období let 2004 - 2011 a druhy
a odrůdy, které jsou ve vlastnictví Výzkumného ústav pícninářského s.r.o. a Zemědělského výzkumu
s.r.o. Troubsko. Průměrný počet odrůd ve vlastnictví firmy v tomto období se pohyboval v rozmezí
8 - 10 odrůd. V tab. 1 je pro jednotlivé obchodované odrůdy uvedeno množství produkce a množství
exportu osiv z Troubska v kategorii C, resp. v kvalitě odpovídající této kategorii. V tabulce nejsou
zahrnuta množství osiv vyšších stupňů množení (SE, E) ani osiva vyprodukována v rámci licenčního
množení jinými subjekty.
Tab. 1: Výroba a export osiv vybraných druhů maloobjemových plodin za období 2004 - 2011
(v tunách)
Druh
Výroba
Export
60
51
Čičorka pestrá
30
26
Sléz přeslenitý
15
8
Světlice barvířská
85
60
Žito lesní
37
3,3
Lesknice kanárská
4,7
2,6
Komonice bílá
5
4,3
Tolice dětelová
Pozn. Nezahrnuje osiva vyšších stupňů ani osiva vyprodukovaná dalšími subjekty v rámci licenčních
množení.
26
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Z tab. 2 je vidět již zmiňovaný fakt, že určité odrůdy/druhy dosud nenašly uplatnění na trhu. Jejich
náklady, vzniklé při procesu šlechtění, tak musejí být účtovány na vrub prodávaných plodin. Při znalosti
realizačních cen osiv vyjmenovaných druhů a průměrném kurzu 25 Kč/Euro lze spočítat, že průměrný
roční export tvořil obrat přes 1 milion Kč. Při průměrně 20% marži je roční zisk z prodeje a exportu
osiv 200 tisíc Kč. Při započtení licenčních poplatků v průměrné výši 50 tis. Kč, jsou pak čisté příjmy
z odrůd, vhodné pro návrat do šlechtění, na úrovni 250 tis. Kč.
Tab. 2: Přehled úspěšnosti realizace troubských odrůd na trhu
Druh
Druh latinsky
Dlouhatec lablab
Štírovník jednoletý
Fazol obecný
Katrán etiopský
Pískavice řecké seno
Jetel alexandrijský
Jetel panonský
Tolice dětelová
Sléz přeslenitý
Čičorka pestrá
Cizrna beraní
Hrachor setý
Světlice barvířská
Lesknice kanárská
Komonice bílá jednoletá
Žito seté
Lablab purpureus
Lotus ornithopodioides
Phaseolus vulgaris
Crambe abyssinica
Trigonella foenum graecum
Trif. alexandrinum
Trif. pannonicum
Medicago lupulina
Malva verticillata
Coronilla varia
Cicer arietinum
Lathyrus sativus
Carthamus tinctorius
Phalaris canariensis
Melilotus alba
Secale multicaule
Rok
Odrůda právní Stupeň realizace
ochrany
Robin
Junák
Hynek
Katka
Hanka
Faraon
Panon
Ekola
Dolina
Eroza
Irenka
Radim
Sabina
Judita
Adéla
Lesan
2011
1997
2011
2010
2006
2011
2009
1998
1993
1990
1998
2010
1997
2000
1997
2003
hledání uplatnění
hledání uplatnění
hledání uplatnění
hledání uplatnění
hledání uplatnění
množení osiva
množení osiva
převis poptávky
převis poptávky
převis poptávky
střídavý zájem
v testování
uplatněna
uplatněna
uplatněna
uplatněna
Výhled
realizace
negativní
negativní
neutrální
neutrální
neutrální
pozitivní
pozitivní
pozitivní
pozitivní
pozitivní
negativní
neutrální
pozitivní
neutrální
neutrální
pozitivní
Závěr
Úspěšný program šlechtění minoritních plodin musí vycházet z velmi kvalitního odhadu vývoje
situace v zemědělství a precizního zhodnocení potenciálu zájmového druhu. Druhy jen s průměrným
potenciálem hledají obtížněji uplatnění na trhu a ani vyšší náklady do propagace nejsou schopny
korigovat tento stav. Víceúčelově zaměřené druhy mají obecně vyšší potenciál, navíc jsou schopny
pružněji reagovat na změny trhu v průběhu šlechtění a v průběhu realizace. Vlastní šlechtění
minoritních druhů je v porovnání s majoritními druhy finančně méně náročné. Do porovnání je však
třeba zahrnout i náklady na hledání výchozích materiálů pro šlechtění, vývoj technologie pěstování,
testování uplatnění produkce (poloprovozní pokusy) a v neposlední řadě i podíl nákladů z odrůd, které
nenašly uplatnění na trhu. Z praktického ekonomického pohledu je šlechtění minoritních plodin mírně
ziskové. V případě zrušení dotačního titulu 3.d. Podpora tvorby rostlinných genotypů („Novošlechtění“)
by se program šlechtění minoritních plodin pohyboval na hraně efektivity, avšak v krátkém časovém
období (do 7 let od právní ochrany odrůdy) by byl ztrátový.
Poděkování
Práce byla vytvořena za podpory prostředků na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné
organizace.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
27
Literatura
HEZKÝ, P. (2012). Ozimé obilniny. Farmář 8: 20-21.
HUTYROVÁ, H., MINJARÍKOVÁ, P., PELIKÁN, J., KNOTOVÁ, D. (2010). Metodika hodnocení rodu svazenka
(Phacelia Juss.). Uplatněná certifikovaná metodika, 11/10, Zemědělský výzkum s.r.o. Troubsko,
ISBN: 978-80-86908-21-2.
PELIKÁN, J., VYMYSLICKÝ, T., HUTYROVÁ, H., KNOTOVÁ, D., MINJARÍKOVÁ, P., CHOLASTOVÁ, T.,
NEDĚLNÍK, J. (2009). Metodika tvorby „core collection“ u motýlokvětých pícnin. Uplatněná certifikovaná
metodika 9/09, Zemědělský výzkum s.r.o. Troubsko, ISBN: 978-80-86908-18-2.
ROSENBERG, L. (2011). European Development of the Plant Breeder's Rights, Variety Registration and Seed Certification.
SEED AND SEEDLINGS: SCIENTIFIC AND TECHNICAL SEMINAR, 10-17.
STŘEDA, T., VEJRAŽKA, K., HAVRÁNEK, F., HOFBAUER, J. (2012). Osivo pícninové směsi pro spárkatou zvěř. UV
23365, Úřad průmyslového vlastnictví ČR.
VEJRAŽKA, K., HOFBAUER, J. (2010). Jednoletá směs pro opylovače. UV 21277, Úřad průmyslového vlastnictví ČR.
VEJRAŽKA, K., ŠTRANC, P., HRUDOVÁ, E., ŠTRANC, J., PULKRÁBEK, J., HOLÝ, K. (2012). Osivo jednoleté směsi.
UV 23184, Úřad průmyslového vlastnictví ČR.
Contact address: Ing. Karel Vejražka, Ph.D., Zemědělský výzkum, s.r.o., Zahradní 1, 664 41 Troubsko,
E-mail: [email protected]
28
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
TRENDY VE ŠLECHTĚNÍ A SEMENÁŘSTVÍ NA ODOLNOST
K EXTRÉMNÍMU POČASÍ
Trends in Plant Breeding and Seed Production to Improve Abiotic Stress Tolerance
Kateřina Pazderů1, Ladislav Bláha2
1
KRV ČZU v Praze
2
VÚRV, v.v.i. Praha - Ruzyně
Abstract
Trends for enhancing plant and seeds tolerance to abiotic stress were discussed. Possible 3 ways
exists. Breeders’ way is oriented to “markers” determining the tolerance, with consequent use of
discovered genotypes as parental components. The direct gene transfer from tolerant genotypes can take
place at the same time. As a next possible method we can take use of stronger selection criteria in
adverse environmental conditions. The phenotyping on root systems and seed vigour start to take into
consideration. Big progress exists in connection with application of growth stimulants.
Keywords: abiotic stress, breeding, seed production, roots, vigor
Souhrn
V příspěvku jsou ukázány možnosti zlepšení odolnosti semen a rostlin k extrémnímu počasí.
Existují možné 3 způsoby. Šlechtitelský postup se zaměřuje na hledání markerů podmiňujících
odolnost, s následným využitím vyselektovaných genotypů jako rodičovských komponent. Součástí
může být i přímý přenos genů z odolných genotypů. Další metodou zlepšení odolnosti je doplnění
selekční praxe o stresové podmínky prostředí. Významná je fenotypová selekce kořenového systému a
vitalita osiv. Značně se rozvíjí také zlepšování tolerance pomocí aplikace růstově stimulujících látek.
Klíčová slova: stress, šlechtění, semenářství, kořeny, vitalita
Klimatická změna v ČR
S nárůstem extrémů počasí narůstá i potřeba zemědělství na tyto extrémy reagovat. Podle různých
klimatických modelů (Kolektiv, 2007) pravděpodobně dojde do roku 2030, resp. 2050 v regionu střední
Evropy v souvislosti s globální změnou klimatu v zimním období k nárůstu srážek a k jejich snížení
v letním období. Také je predikován častější výskyt extrémních jevů.
V České republice máme přechodný typ klimatu, na Moravě je více kontinentální klima, v Čechách
ovlivňuje klima více oceánské proudění. Podle Trnky et al. (2011a), dojde k nárůstu výskytu suchých
dnů v letním období o 8 % v kontinentálním regionu části ČR a o 14 % v části přiléhající
k pannonskému regionu. Pokles srážek v období duben – září do roku 2030 předpovídají o 7 % pro
Čechy, resp. o 17 % pro Moravu. Podle stejné klimatické projekce bude v roce 2020 mít podobné klima
jako v současnosti pouze 20 – 38 % zemědělské půdy, v roce 2050 pak pouze 2 % (Trnka et al., 2011b).
Olesen et al. (2011) předpovídají výraznější nárůst sucha a teplotního stresu způsobený vyššími
teplotami v pannonské oblasti, který může v této oblasti negativně ovlivňovat pěstování ozimé pšenice a
jarního ječmene.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
29
Výhodou pro zemědělce bude prodloužení vegetačního období (tab. 1). Dokonce je uvažováno i o
2 sklizních ročně. Současně se ale bude vyskytovat vyšší počet bezsrážkových dnů, což by mohlo být
problematické zejména v nižších polohách.
Tab. 1: Délka velkého vegetačního období v ČR podle nadmořské výšky (Pretel et al., 2011)
V souvislosti s regionálními změnami na našem území lze předpokládat i nárůst zimních srážek,
které ale díky predikovanému nárůstu teplot nebudou vždy sněhové. Regionálně pak na území s větším
vlivem kontinentality (Morava) lze očekávat i mrazové dny v zimním období bez sněhové pokrývky,
převažující bude ale postupný nárůst teplot. Nebudou to tedy nízké teploty v zimním období, ale daleko
více výskyt suchých a velice teplých dnů ve vegetačním období, což bude rozhodující pro dosažení
vysokých výnosů a odpovídající kvality produkce.
Fyziologická podstata stresu suchem
Převažujícím stresovým faktorem v budoucnu bude sucho a vysoké teploty. Stres suchem ovlivňuje
hospodaření rostlin s vodou, čímž ovlivňuje výkonnost fotosyntézy a na makroskopické úrovni nižší
intenzita fotosyntézy vede k realizaci nižšího výnosu, ale i k tvorbě méně kvalitních semen. Na
rostlinách se stres projevuje vadnutím listů, inhibicí růstu nadzemní části a kořenů, opadem listů,
opadem květních poupat, zasycháním květů, poškozením květů a redukcí výnosu (Guilioni et al., 2003).
Na buněčné úrovni vede stres k různým specifickým a nespecifickým reakcím, spočívajím v aklimaci a
adaptaci rostlin, nebo častěji k jejich poškození (Beck et al., 2007). Stresové podmínky ovlivňují ztrátu
turgoru buněk, působí osmotický stres a poškozují buněčné membrány (Mahajan a Tuteja, 2006).
Zlepšování odolnosti rostlin k extrémnímu počasí tedy spočívá v omezení působení stresových
podmínek na buněčné úrovni.
Některé rostlinné druhy jsou schopny v sobě akumulovat ve větší či menší míře osmolytické látky
organického původu, které tento osmotický stres omezují. Mezi takové látky patří například mannitol,
threhalosa, raffinosa, prolin, glycin-betain, 5-aminolevulová kyselina (ALA), (Wahid et al., 2007;
Choluj et al., 2008; Liang et al., 2009). Přehled dalších látek, ověřovaných na působení proti abiotickým
stresům, uvádí tab. 2.
Odolnost k extrémnímu počasí
V přístupu ke zlepšování odolnosti rostlin vůči nepříznivému klimatu existují 3 možné způsoby.
Šlechtitelský na úrovni tvorby nových genotypů, dále selekce z již existujících genotypů, a také použití
přípravků zlepšujících toleranci rostlin ke stresům.
Součástí šlechtitelského přístupu je hledání markerů, které by zabezpečily rychlou selekci
existujících genotypů pro tvorbu nových kříženců. Například Liu et al. (2013) selektovali dihaploidní
linie pšenice podle růstu zárodečných kořínků klíčenců ve stresových podmínkách. Následně v polních
pokusech ověřili zvýšení výnosu u těchto linií a na základě porovnání exprimovaných genů u těchto
linií nalezli oblast na chromozomu 3B, obsahující 9 QTL ovlivňujících vlastnosti kořenů, což může být
využito pro MAS (selekce pomocí markerů).
Fang et. al. (2012) zase měřili rozdíly v teplotě porostů (CTD) u pšenice. Na základě výsledků
zjistili, že nižší teplota porostu u některých odrůd je spojená s vyšší hladinou cytokininů a s vyšší
30
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
antioxidační aktivitou v listech, která brání destrukci fotosyntetického aparátu a navrhli využití CTD
jako selekční kriterium pro hledání genotypů odolnějších vůči vysokým teplotám.
Tab. 2: Přehled látek testovaných pro zvýšení tolerance k abiotickým stresům (Pazderů, 2010)
Stresor
Aplikovaná látka
Testovaná plodina
glycin-betain
ječmen
Vysoká teplota
acetyl-salicylová kyselina,
cukrovka
methyl - jasmonát
5 – amino levulová kyselina, paprika
KNO3
Nízká teplota
CaCl2
kukuřice
glycin-betain,
rýže
kys. giberelová
kys. askorbová,
beta-karoten, lutein, lycopen, rajče
Sucho
Ambiol (R)
kys. acetyl-salicylová
rýže
kys. acetyl-salicylová,
pšenice
CaCl2, NaCl, CaSO4
Zasolení
NaCl
cukrová třtina
Lze selektovat i na obsah prolinu v buňkách. Mokhamed et al. (2006) prokázali snížení aktivity
prolin dehydrogenázy a sníženou degradaci prolinu u odrůdy řepky „Olga“ odolné vůči stresu. Takovéto
rostliny si dokáží udržet poměr K+/Na+ i při značně vysokém stupni zasolení. Vyšší obsah prolinu
v buňkách tak podmiňuje vyšší odolnost.
Jiným přístupem pro šlechtitele je možnost přenosu genů. Například u tabáku bylo dokumentováno
zlepšení tolerance vůči stresu díky přenosu genu pro tvorbu enzymu ALDH (aldehyd dehydrogenáza)
z kukuřice (Huang et al., 2008). Gen se projevuje snížením peroxidace lipidů u klíčenců pěstovaných
v podmínkách stresu. Nebo Brini et al. (2007) zlepšili toleranci k osmotickému stresu a zasolením u
Arabidopsis thaliana přenosem genu pro dehydrin DHN-5 ze pšenice. U transgenních rostlin byla
zaznamenána vyšší akumulace prolinu a také vyšší obsahy Na+ a K+v listech.
Selekce stávajících genotypů v polních podmínkách je další cestou ke zlepšení odolnosti
k extrémnímu počasí. Pro šlechtitele je to způsob běžně používaný, nová jsou ale doporučení provádět
tuto selekci v reálných podmínkách na mnoha lokalitách. Wasson et al., (2012) upozorňují na pečlivý
výběr testovacích lokalit, kde by pro komplexnější zhodnocení genotypů neměly chybět i extrémní
lokality. Podobný přístup k hodnocení plasticity odrůd má například také INRA a GEVES, které
spolupracují na projektu BREEDWHEAT (Kolektiv, 2011). Základem je výzkum na mnoha lokalitách.
Významným cílem je zde zejména komplexita, kdy jsou hodnoceny nejen molekulární markery, ale i
fenotypový projev odrůd.
Lynch (2012) pak uvádí v souvislosti s hledáním ideotypu kořenů kukuřice pro optimální příjem
vody a živin termín „phenes“ charakterizujících určitý fenotyp, v tomto případě fenotyp kořenové
soustavy. Hledání toho správného genotypu tedy neprobíhá jen cestou markerů pro QTL, ale i pomocí
hledání optimálního fenotypového projevu, které zahrnuje potřebnou komplexitu a výzkumníky vlastně
nezajímají geny, ale konkrétní projev QTL genů.
Do této skupiny patří i metody využívající vztah mezi vitalitou semen a jejich projevem v porostu.
Vitalita tak vyjadřuje stupeň tolerance osiva k nepříznivým podmínkám při klíčení a vzcházení. Pokud
jsou semena charakterizována jako neklíčivá, došlo u nich při jejich vývoji na mateřské rostlině
k výraznému poškození stresovými podmínkami (pokud neuvažujeme problematickou sklizeň či špatné
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
31
uskladnění), které není slučitelné s dalším vývojem. V případě, že stresové podmínky nejsou příliš
negativní, vzniklé semeno bude klíčivé, v míře odpovídající podmínkám, za kterých se vyvíjelo. Méně
příznivé podmínky prostředí mohou znamenat vytvoření menších semen, s menším embryem nebo
menším množstvím zásobních látek, což je obvykle spojeno s kratší dobou přežití (Metz et al., 2010).
Vliv podmínek prostředí na vývoj vitálních semen je nutno brát v úvahu, jako průkazný jej hodnotí
i Springer (2009). V souvislosti s epigenetickou dědičností, přenosem různých molekul RNA
prostřednictvím cytoplasmy, se zdá být prokázaný fakt, že na semena je takto přenášena znalost
mateřské rostliny o prostředí, ve kterém rostla (Berr a Shen, 2010; Gutierrez-Marcos a Dickinson,
2012). To je pravděpodobný důvod efektu rodičovské rostliny (maternal effect), který je popisován jako
schopnost rostlin přizpůsobit se vnějším podmínkám prostředí (Galloway, 2005).
Vitalitě a selekci podle vitality semen se věnují i Wagner et al. (2012) v novém projektu
CONVIGOUR, který se zaměřuje na řepku.
Posledním přístupem ke zlepšení odolnosti k extrémnímu počasí je využití různých chemických
látek.
Například Wahid a Shabir (2005) použili různé koncentrace glycin-betainu. Glycin-betain
v koncentraci 20 mM byl efektivní pro zlepšení klíčivosti semen, pro zvýšení hmotnosti nadzemní části
v čerstvém i suchém stavu a obsahu vody v rostlinách při teplotním stresu. Byly zjištěny vyšší hodnoty
čisté produkce fotosyntézy, vyššího vodního potenciálu listů a redukce relativní membránové
permeability, v porovnání s neupravenou stresovanou kontrolou
Podobně může být využit i priming v CaCl2, který vyzkoušeli Farooq et al. (2009) u kukuřice.
Priming se 100 mg.l-1 CaCl2 zlepšuje výkon osiva hybridní kukuřice při teplotě klíčení 15 °C. Cao et al.
(2008) namáčeli osivo kukuřice v roztoku putrescinu. Jako optimální pro zlepšení klíčivosti při 5 °C
považují koncentraci 0,45 – 0,60 mM putrescinu.
Jinou nadějnou látkou pro zlepšení tolerance k suchu je kyselina salicylová (Kang et al., (2012).
V experimentu došlo ke snížení poškození buněčných membrán oxidačními změnami.
V polní praxi jsou pak již využívány mnohé přípravky, známé pod různými názvy (Sunagreen,
Atonik, Hegit, Energen, Lexin a další).
Pokud se na všechny tyto metody podíváme z cenového hlediska, jsou náklady na zlepšení výkonu
semen a rostlin ve stresových podmínkách postřikem nejnižší. V dobrých podmínkách dokonce aplikaci
provádět nemusíme, což zajímá farmáře nejvíce. Šlechtitelské postupy jsou nákladnější, ale zase
trvalejší. A pokud již nějaký tolerantní genotyp vytvoříme, tak jej obvykle použijeme pro další šlechtění
jako rodičovský materiál. Přísnější a cílenější selekce na fenotypový projev se uplatní zejména
v kombinaci s testováním novošlechtění.
Závěr
Nadcházející klimatická změna je realitou a všechny způsoby zlepšení odolnosti vůči extrémům
počasí jsou dovolené. Záleží jen na šlechtitelích, semenářských firmách a zemědělcích, jak k této
skutečnosti přistoupí.
Literatura
BERR A., SHEN W.H. (2010). Molecular mechanisms in epigenetic regulation of plant growth and development. Plant
Dev. Biol. Biotechnol. Perspect. Vol. 2, pp. 325–344.
BECK, E. H., FETTIG, S., KNAKE, C., HARTIG, K., BHATTARAI, T. (2007). Specific and unspecific responses of plants
to cold and drouht stress. J. Biosci., 32, 501 -510.
GUTIERREZ-MARCOS, J.F., DICKINSON, H.G. (2012). Epigenetic Reprogramming in Plant Reproductive Lineages.
Plant Cell Physiol., Vol. 53, pp. 817–823.
32
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
GUILIONI, L., WÉRY, J., LECOEUR, J. (2003). High temperature and water deficit may reduce seed number in field pea
purely by decreasing plant growth rate. Funct. Plant Biol., 30, 1151-1164.
CHOLUJ, D., KARWOWSKA, R., CISZEWSKA, A., JASIŇSKA, M. (2008). Influence of long-term drought stress on
osmolyte accumulation in sugar beet (Beta vulgaris L.) plants. Acta Physiol. Plant, 30, 679-687.
LIANG, C., ZHANG, X. Y., LUO, Y., WANG, G. P., ZOU, Q., WANG, W. (2009). Overaccumulation of Glycine Betaine
Alleviates the Negative Effects of Salt Stress in Wheat. Rus. J. Plant Phys. 56, 370-376.
WAHID, A., SHABBIR, A. (2005). Induction of heat stress tolerance in barley seedlings by presowing seed treatment with
glycinebetaine. Plant Growth Regulation, 46, 133-141.
PAZDERŮ, K. (2010). Možnosti ovlivněnní výkonu semen ve stresových podmínkách. In. Sborník Vliv abiotických a
biotických stresorů na vlastnosti rostlin 10.2-11.2. 2010, ČZU v Praze, VÚRV Praha- Ruzyně, 57-60.
GALLOWAY L.F. (2005). Maternal effects provide phenotypic adaptation to local environmental conditions. New Phytol,
Vol.166, pp. 93-99.
KOLEKTIV (2007). Climate change impacts in central-eastern Europe. CECILIA projekt. dostupné z http://www.ceciliaeu.org/
TRNKA ET AL (2011a). Agroclimatic conditions in Europe under climate change. Global Change Biology (2011) 17,
2298–2318.
TRNKA ET AL. (2011b). Expected changes in agroclimatic conditions in Central Europe. Climatic Change, 108, 261-289.
PRETEL J. et al. (2011). Zpřesnění dosavadních odhadů dopadů klimatické změny v sektorech vodního hospodářství,
zemědělství a lesnictví a návrhy adaptačních opatření. Technické shrnutí výsledků řešení projektu VaV
SP/1a6/108/07
v
letech
2007–2011
Dostupné
z:
http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/ok/klimazmena/files/vav_TECHNICKE_SHRNUTI_2011.pdf.
OLESEN, J.E. et al. (2011). Impacts and adaptation of European crop production systems to climate change. Europ. J.
Agronomy 34, 96–112.
WAGNER, M.H., DUCOURNAU, S., LUCIANI,A., LÉCHAPPÉ, J. (2012). From knowledgebased research towards
accurate and rapid testing of seed quality in winter rape. Seed Science Research, 22, pp S80S85
METZ J., LIANCOURT P., KIGEL J., HAREL D., STERNBERG M., TIELBÖRGER K. (2010). Plant survival in relation
to seed size along environmental gradients: a long-term study from semi-arid and Mediterranean annual plant
communities. J Ecol., Vol. 98, pp. 697–704.
SPRINGER N.M. (2009). Small RNAs: How Seeds Remember To Obey Their Mother. Curr Biol.,Vol. 19, pp. R649-R651.
HUANG, W., MA X., WANG, Q., GAO, Y., XUE, Y., NIU, X., YU, G., LIU, Y. (2008). Significant improvement of stress
tolerance in tobacco plants by overexpressing a stress-responsive aldehyde dehydrogenase gene from maize (Zea
mays). Plant Mol Biol, 68:451-463.
BRINI, F., HANIN, M., LUMBRERAS, V., AMARA I., KHOUDI, H., HASSAIRI, A., PAGES, M., MASMOUDI, K.
(2007). Overexpression of wheat dehydrin DHN-5 enhances tolerance to salt and osmotic stress in Arabidopsis
thaliana. Plant Cell Rep, 26:2017-2026.
WASSON, A.P. et al. (2012) Traits and selection strategies to improve root systems and water uptake in water-limited wheat
crops. Journal of Experimental Botany, 63, 3485-3498.
KOLEKTIV (2011). BREEDWHEAT project. Dostupné z: http://www.breedwheat.fr/
LYNCH, J.P. (2012). Steep, cheap and deep: an ideotype to optimize water and N acquisition by maize root systems. Annals
of Botany, doi:10.1093/aob/mcs293, dostupné z: www.aob.oxfordjournals.org
Contact address: Kateřina Pazderů, Ph.D., Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
33
Šlechtitelský a semenářský výzkum pro praxi
34
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
HODNOCENÍ VITALITY SEMEN SOUBORU DIHAPLOIDNÍCH
LINIÍ SLADOVNICKÉHO JEČMENE
Seed Vigour Evaluation of Malting Barley Double-Haploid Lines
Kamila Ullmannová, Tomáš Středa, Oldřich Chloupek
ÚPŠRR, Mendelova univerzita v Brně
Abstract
Seed vigor was evaluated as germination percentage at low temperature (10 °C) and drought
(-0.2 MPa,), and also as germination parameters (energy, rate and index). 133 double-haploid lines
(DHL) and their parents were evaluated in six environments. The total variation consisted of 51 % by
environments, 8 % by lines and 37 % by their interaction. The better parents showed higher vigor when
harvested in worse location. The other parameters were controlled similarly (34.7 – 41.0 % location,
24.9 – 32.9 % year and 8 – 37 % by the lines). The results can be used as support for breeding for
higher grain vigor not only for better agronomic but also for higher malting value.
Keywords: grain vigor, barley, germination environment, genotype
Souhrn
Vysoká vitalita obilek sladovnického ječmene je předpokladem rychlého a vyrovnaného vzcházení
a dobré sladovnické jakosti. V práci byla hodnocena vitalita obilek jarního ječmene jako procento
klíčivosti za stresových podmínek při nízké teplotě (10 °C) a za sucha (-0,2 MPa). Stanovovány byly
parametry klíčení obilek (energie, rychlost a index klíčení). Hodnocený soubor zahrnoval 133
dihaploidních linií (DHL) a jejich rodičů ze šesti prostředí. Na proměnlivosti této kvantitativně založené
vlastnosti se podílelo prostředí 51 %, linie 8 % a interakce 37 % z celkové proměnlivosti. Zrno DHL,
sklizené v Želešicích, dosahovalo průměrné vitality 94 %, z Hrubčic bylo zrno vitálnější s průměrnou
hodnotou 95 %. Odrůda Derkado jako lepší rodič prokázala vyšší vitalitu z horší lokality (Želešice). Při
hodnocení parametrů klíčení měla nejvyšší vliv lokalita (34,7 – 41,0 %) a ročník (24,9 – 32,9 %). Vliv
linie se pohyboval od 4,6 do 8,6 %, přičemž v jednotlivých letech byl tento vliv vyšší v rozmezí
8 - 37 %. Nejvyšší vliv linie se projevil při hodnocení indexu klíčení (8,6 %), menší v rychlosti klíčení
(6,5 %) a na energii klíčení (4,6 %). Genetická proměnlivost byla pro tento znak vyšší, než je obvyklé
pro výnos zrna (3 – 4 %). Uvedené výsledky jsou předpokladem pro využití vitality jako selekčního
kritéria ve šlechtění.
Klíčová slova: vitalita semen, ječmen, energie klíčení, rychlost klíčení, index klíčení
Úvod
Po genetické identitě je za hlavní hodnotu definující kvalitu osiva považována laboratorní klíčivost.
Tato veličina je hodnocená podle mezinárodních pravidel ISTA (International Seed Testing
Association) v Evropě a AOSA (Association of Official Seed Analyst) v USA, které zaručují
mezinárodní srovnání a umožňují obchod s osivem. Hodnota klíčivosti udává potenciální schopnost
semen dané partie klíčit a vytvořit novou rostlinu v optimálních podmínkách. Existují výzkumné práce,
které zjistily významné korelační koeficienty mezi standardním testem klíčivosti a polním vzcházením,
ale mnoho jiných poukazuje na problémy predikce polní vzcházivosti testem klíčivosti (Khan et al.,
2010). Metody stanovení klíčivosti jsou nastaveny tak, že mají vysokou úroveň reprodukovatelnosti
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
35
a spolehlivosti. Partie osiva, které se neliší v klíčivosti, se ale mohou lišit ve vzcházivosti a skladovacím
potenciálu (Matthews and Powell, 1986; Kolasinska et al., 2000).
Vitalita semen je chápána jako přirozená vnitřní síla zdravých semen zabezpečující rychlé klíčení
po zasetí a jeho dokončení i za rozmanitých přírodních podmínek. Black a Bewley (2000) uvádějí, že
vitalita není jednoduše měřitelná vlastnost, ale pojem popisující několik charakteristik, které zahrnují
rychlost a uniformitu klíčení a růst, toleranci ke stresovým podmínkám po zasetí a udržení si vitality
během skladování. Jinými autory je vitalita definována jako suma takových vlastností semen, které
určují úroveň aktivity a projevu semen během klíčení a vzcházení (Hampton, 1995). Vitalita semen je
dle Chloupka et al. (2003) hodnocena jako potenciál semen pro rychlé a uniformní vzejití a pro vývoj
normálního semenáčku za širokého spektra polních podmínek. Testy vitality, které měří pouze jeden
faktor, určují nespolehlivě vitalitu semen, neboť jen kombinace několika faktorů může dát dobrou
předpověď polní vzcházivosti (Hampton and Coolbear, 1990) právě proto, že vitalita je dána mnoha
faktory.
Vysoce kvalitní partie osiva by měly mít vysokou vitalitu, kde klíčivost je jednotná,
synchronizovaná, při klíčení se vyvíjí vysoké procento normálních klíčenců přes působení různých
podmínek prostředí. Vitalita semen je nejvyšší při fyziologické zralosti, ale podmínky prostředí, sklizeň
a skladování mají významný dopad na její úroveň (Matthews and Powell, 1986).
Testy vitality musí být objektivní, rychlé, jednoduché a ekonomicky praktické, reproduktivní,
citlivější než testy klíčivosti ve vztahu k polní vzcházivosti (Marcos-Filho, 1998). Musí mít vyšší
korelaci mezi laboratorními a polními podmínkami než test klasické klíčivosti. Významné korelace
mezi polní vzcházivostí a laboratorními zkouškami vitality potvrzují například McKenzie et al. (1980),
Šťastný a Pazderů (2008).
Metodika
K testování vitality obilek a stanovení parametrů klíčení bylo použito 133 dihaploidních linií (dále
jen linie DH nebo DHL) jarního ječmene (Hordeum vulgare L.), pocházejících ze dvou pokusných
lokalit (Hrubčice a Želešice) ve třech pokusných ročnících (2008, 2009, 2010). Rodičovskými liniemi
byla odrůda Derkado a linie B83/5, které nesou rozdílné geny polozakrslosti sdw1 a arie-e.GP.
Rodičovské linie a DHL byly poskytnuty B. P. Forsterem ze Scottish Crop Research Institute Dundee
(Chloupek et al., 2006).
Setí linií probíhalo na obou sledovaných lokalitách, vždy ve stejném termínu 10. 3. 2008,
6. 4. 2009 a 24. 3. 2010. Porost nebyl během vegetace ošetřován prostředky na ochranu rostlin,
probíhalo pouze průběžné mechanické odstraňování plevelných rostlin. V plné zralosti byly celé klasy
sklizeny (18. 7. 2008, 5. 8. 2009, 3. 8. 2010) a vymláceny na klasové mlátičce. Po ukončení dormance
obilek (cca po 100 dnech) byly vzorky podrobeny laboratorním testům.
Laboratorní hodnocení vitality obilek
Vitalita obilek ječmene byla stanovena jako procento klíčivosti ve stresových podmínkách v chladu
10 oC a za fyziologického sucha -0,2 MPa ve vodním roztoku polyethylenglykolu (PEG 6000) při
koncentraci 112 g PEG 6000 na 1000 ml vody při 20 oC. Metodika stanovení byla popsána pro ječmen
Chloupkem et al. (2003). Z každého vzorku linie ječmene jarního bylo analyzováno 50 semen ve dvou
opakováních. Semena byla rozmístěna na filtrační papír navlhčený roztokem PEG 6000. Připravené
vzorky byly umístěny na nerezová klíčidla s roztokem PEG 6000 a překryty vrstvou filtračního papíru.
Aby se zabránilo nežádoucímu vysychání roztoku z filtračního papíru během testu vitality, byla klíčidla
umístěna do nepropustného obalu (zpevněného igelitového sáčku). Klíčidla byla umístěna do
vytemperovaného klimaboxu Q-CELL ST5/B/40 po dobu 14 dní. Za vitální obilky, tedy normální
klíčence, byly považovány takové obilky, které měly vyvinuty nejméně tři kořínky, a délka klíčku byla
nejméně polovina délky obilky a nebyla plesnivá.
36
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Stanovení parametrů klíčení
V průběhu posklizňového dozrávání byly u DHL a jejich rodičů sledovány následující parametry:
energie klíčení (EK), rychlost klíčení (RK) a index klíčení (IK).
Stanovení a hodnocení probíhalo dle Metodiky EBC 3.7. Energie klíčení se hodnotí u ječmene
sladovnického po 24 ± 0,5 h, 48 ± 1 h a 72 ± 1 h od počátku zkoušky. Vyjádření výsledku energie
klíčení bylo pomocí vzorce EK (%) = (n24+ n48+ n72), kde n24, n48, n72 je počet vyklíčených obilek po
24, 48, 72 h. Rychlost klíčení (RK) byla vypočtena z výsledků získaných při stanovení energie klíčení.
Tato charakteristika vitality ječmene je ve VÚPS používána od 70. let minulého století (Šottníková
et al., 2011). RK (%) = (5 × n24 + 3 × n48 + n72)/5. Index klíčení (IK) je bezrozměrným číslem, které se
vypočte z výsledků získaných při stanovení energie klíčení dle následujícího vzorce: IK = 10 × (n24 +
n48 + n72)/(n24 + 2 × n48 + 3 × n72)
Zkouška klíčivosti
Standardní zkouška klíčivosti byla provedena dle pravidel ISTA na filtračním papíře se sto
obilkami, při 20 oC, při těchto podmínkách zkouška trvala sedm dní.
Výsledky a diskuse
Vitalita obilek 2008 – 2010
Hodnoty vitality DHL se nacházely převážně mezi hodnotami obou rodičů, avšak 29 DHL
překonalo výkonnost lepšího z obou rodičů, jak je patrné z grafu 1.
Graf 1: Křivka rozdělení četnosti průměrných hodnot vitality ze šesti prostředí u 133 DHL ve
srovnání s rodičovskými odrůdami, hodnoty transformovány podle arcsin
Průměrná hodnota vitality rodičovské odrůdy Derkado ze všech šesti prostředí byla 96,0 %
a statisticky vysoce významně se lišila od druhého rodiče, linie B83 (91,5 %). Průměrná vitalita
Derkada z lokality Želešice byla 97 %, z Hrubčic byla vitalita nižší (95 %). Průměrná hodnota linie B83
ze Želešic byla 91 %, z Hrubčic 92 %. Průměrná vitalita všech DHL ze šesti prostředí byla 94,5 %,
z Hrubčic 95,1 % a ze Želešic 93,9 % (statisticky vysoce významně nižší – graf 2). Vitalita Derkada
s vyšší vitalitou oproti horšímu rodiči B83 a DHL byla vyšší ze Želešic, tj. z horšího prostředí. To
potvrzuje výsledky Chloupka et al. (2003), že vliv odrůdy na vitalitu byl vyšší v nepříznivých letech,
kdy vitalita dosahovala 61, 77, 86 %, na rozdíl od let dobrých, kdy převažoval vliv lokality a vitalita
dosahovala hodnot převyšujících 94 %. K podobnému závěru také došel například Ghassemi - Golezani
(2008), že rozdíly ve vitalitě se mezi genotypy projevuje zejména za nepříznivých podmínek.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
37
Graf 2: Průměrné hodnoty vitality všech DHL na lokalitách (vlevo)
Graf 3: Průměrné hodnoty vitality všech DHL v ročnících 2008 – 2010 (vpravo)
95,8
95,6
95,4
95,2
95,6
Průměr
Průměr±0,99 Int. spoleh.
95,2
95,0
vitalita semen %
vitalita semen %
95,0
94,8
94,6
94,4
94,2
94,8
94,6
94,4
94,2
94,0
94,0
93,8
93,8
93,6
93,4
93,6
93,4
Průměr
Průměr±0,99 Int. spoleh.
95,4
93,2
Želešice
Hrubčice
lokalita
93,0
2008
2009
2010
ročník
U odrůdy Derkado byla zjištěna nejvyšší vitalita v roce 2010 (98 %), nižší v roce 2008 (97 %) a
v roce 2009 (93 %). Linie B83 dosáhla v roce 2009 nejvyšší hodnotu 92 %, v roce 2008 (91,5 %) a
v roce 2010 (91 %). Tyto hodnoty ukazují, že nejvyšší vitality dosáhl výkonnější rodič Derkado v roce
2010 a naopak nejnižší v tomto roce horší rodič B83 ve srovnání s ročníkem 2009, kdy Derkado
dosáhlo nejnižší průměrné hodnoty a linie B83 nejvyšší vitality ze všech sledovaných let. V grafu 3 je
patrná nejvyšší průměrná hodnota vitality DHL 95,3 % v roce 2008, která se statisticky významně liší
od hodnot naměřených v roce 2010 (94,3 %) a 2009 (93,9 %).
Vliv linií (tab. 1) zjištěný pro ročníky 2008 až 2010 činil 7,7 % (v jednotlivých letech 12 – 31 %,
v roce 2008 13,4 %, v 2009 12 % a v 2010 31,4 %). Z celkové analýzy variance činil vliv lokality
32,1 % (v 2008 70,3 %, v 2009 67,5 % a v 2010 28 %). Vliv pokusných ročníků činil 19 %. Z interakcí
měla nejvyšší vliv na celkovou proměnlivost interakce ročník × lokalita (22 %), nižší ročník × linie
(5,7 %), lokalita × linie (4,7 %) a interakce ročník × lokalita × linie 4,8 %. Všechny pokusné faktory
byly statisticky vysoce významné, vyjma interakce lokalita × linie a interakce ročník × lokalita × linie
(jen P = 0,05). Zjištěný podíl genetické proměnlivosti na celkové proměnlivosti byl poměrně vysoký.
Laidig et al. (2008) v rozsáhlých oficiálních pokusech s výnosem (polygenně založeným znakem)
jarního ječmene v Německu vypočítali vliv odrůdy na 3,5 %. Z toho vyplývá, že zjištěný podíl je
dostatečně vysoký pro úspěšné šlechtění na vyšší vitalitu semen. Použití testů klíčení v nestandardních
podmínkách, jako selekční kriterium pro šlechtění na vyšší vitalitu semen, podporuje i například Olisa
(2010). Hrstková (2004) uvádí, že při testování osiva ječmene zkouškou kontrolované deteriorace byla
nejvýznamnější odrůda, následovaná lokalitou a ročníkem. Vitalita v jiných našich pokusech byla
poměrně vysoká, ale v pokusech ze sedmi let (1992 – 2000) dosáhla ve třech z nich jen 61 – 86 %,
v ostatních přesáhla 94 % (Chloupek et al., 2003).
Zajímavý projev vitality semen by mohly mít DHL, které měly v horších prostředích dobrý projev
sledovaného znaku – DHL 127, 134, 84 a 40. Ve všech letech byla výrazně nadprůměrná linie DH 131
s průměrem 97,8 % a sx = 1,57 %, dále DHL 172 s průměrem 97,5 % a sx = 2,363 %, linie DH 169 měla
průměr 97,3 % s sx = 1,97 % a linie DH 107 s průměrnou hodnotou vitality 97,2 % a se směrodatnou
odchylkou sx = 1,34 %. Podprůměrnou vitalitu semen ze všech prostředí měly linie DH 76 s průměrem
89,3 % a sx = 7,5 %, DHL 117 s průměrem 90 % a sx = 1,4 %, DH 61 s průměrem 90,3 % a sx = 2,87 %,
DH 155 s průměrem 90,3 % a sx = 4,27 %.
38
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Stanovení parametrů klíčení 2008 – 2010
U všech tří hodnocených parametrů klíčení semen (tab. 1) měla nejvyšší vliv lokalita
(34,7 - 41,0 %) a ročník (24,9 – 32,9 %). Vliv linie se pohyboval od 4,6 do 8,6 %, přičemž
v jednotlivých letech byl tento vliv vyšší v rozmezí 8 – 37 %. Nejvyšší vliv linie se projevil při
hodnocení indexu klíčení (8,6 %), menší v rychlosti klíčení (6,5 %) a na energii klíčení (4,6 %).
Tab. 1: Podíl jednotlivých faktorů na celkové proměnlivosti v % (2008 – 2010) u vitality obilek
a sledovaných parametrů klíčení.
Vitalita
EK
IK
RK
a) ročník
18,8**
27,3**
32,9**
24,9**
b) lokalita
32,1**
34,7**
35,6**
41,0**
c) odrůda
7,7**
4,6**
8,6**
6,5**
a×b
21,9**
23,9**
10,7**
18,4**
a×c
5,7**
3,4**
3,6
3,0
b×c
4,7
3,2*
4,6**
3,3*
a×b×c
4,7*
Chyba
4,2
2,8
3,9
2,8
Podíl jednotlivých faktorů na celkové proměnlivosti na celkové variabilitě byl vypočten z hodnot
směrodatné odchylky (tj. z druhé odmocniny variance).
Podle výsledku analýzy variance (tab. 1) se projevil významný vliv lokality na hodnocení EK, IK i
RK, přičemž ve všech sledovaných letech při hodnocení DHL byly vysoce významné rozdíly mezi
sledovanými lokalitami Želešice a Hrubčice, kdy lepších hodnot parametrů kvality bylo dosaženo
v Hrubčicích.
Průměrná hodnota energie klíčení u DHL ze sledovaných let byla 92,87 % (92,50; 91,00; 95,50 %),
přičemž na lokalitě Hrubčice dosahovala hodnoty 95 % a v Želešicích 91 %. Nejvyšší hodnoty energie
klíčení u DHL byly zjištěny v roce 2010 (95,50 %). Průměrná hodnota indexu klíčení u DHL byla 7,30
s nejvyšší hodnotou (7,65) v roce 2008 a nejnižší (6,93) v roce 2009. Na lokalitě Hrubčice dosahovaly
DHL i rodičovské linie vyššího indexu klíčení než v Želešicích. Rychlost klíčení byla ve sledovaných
letech vyšší na lokalitě Hrubčice s průměrnou hodnotou DHL 81,53 %, nejvyšší hodnotu dosahovaly
DHL v roce 2008 (80,57) a nejnižší v roce 2009 (74,19) podobně jako u indexu klíčení. Khan et al.
(2010) došli k závěru, že index klíčení, AA test a elektrokonduktivní test jsou vhodnými testy vitality
pro hodnocení kvality semen a odhadu vzcházení na poli v mírném klimatickém pásmu.
Při hodnocení všech parametrů klíčení v jednotlivých prostředích dosáhly nejlepší výkonnosti linie
DH 93, 120, 161, 95. Nejnižší výkonnost prokázaly linie DH 117, 87, 45, 76. Šottníková et al. (2011)
zjišťovali vliv odrůdy na parametry klíčení (energie, rychlost, index, průměrný čas a homogenitu
klíčení) u sladovnických odrůd ječmene v letech 2005 – 2008, kdy byla maximálně 15 %.
Hodnoty energie klíčení DHL měly vyšší výkonnost oproti rodičovským liniím v roce 2009 (91,00
%) a v roce 2010 (95,50 %) měly DHL vyšší výkonnost než rodičovská odrůda Derkado (93 %). Při
hodnocení indexu klíčení měly DHL vyšší výkonnost v roce 2008 (7,65 %), 2009 (6,93 %) a v roce
2010 (7,16 %). Hodnoty byly téměř shodné s rodičem B83 (7,20). U rychlosti klíčení dosáhly DHL
lepší výkonnosti v roce 2009 (74,19 %), v roce 2008 bylo výkonnější Derkado a v roce 2010 rodičovská
linie B83. Nižší výkonnost odrůdy Derkado může být ovlivněna metodikou zkoušky energie klíčení,
kde je přesně stanovené množství dostupné vody pro obilky (4 ml). Vzhledem k prokazatelné vyšší
hmotnosti tisíce semen u odrůdy Derkado v průměru o 30,5 % a pozorovanému nedostatku vlhkosti na
filtračním papíře již po 24 hodinách se domníváme, že při tomto stanovení se nemohla prokázat celková
výkonnost odrůdy Derkado. V této souvislosti Naylor et al. (2008) nezjistili rozdíl v absorpci vody u
partií osiv s různými hodnotami vitality semen.
Hodnocení klíčivosti 2008 – 2010
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
39
Jako kontrola jakosti osiva byla provedena klasická zkouška klíčivosti. Klíčivost DHL se
pohybovala v rozmezí 93 – 100 % s průměrnou hodnotou ze všech prostředí 97,48 % a sx = 1,62 %.
Nejvyšší klíčivost byla naměřena v roce 2009 (98,4 %), nižší v roce 2010 (97,3 %) a 2009 (96,6 %).
V Želešicích (96,76 %) se klíčivost statisticky nelišila od hodnot naměřených v Hrubčicích (98,20 %)
na hladině významnosti P = 0,01. Průměrná klíčivost rodičovské odrůdy Derkado byla 98 % a linie B83
95 %. Všechny linie prokázaly při porovnání průměrných hodnot vyšší klíčivost, než hodnoty vitality a
pouze jedna linie měla hodnoty srovnatelné (DH 81). Při porovnání s energií klíčení byly výsledky
podobné a pouze jedna linie měla hodnoty srovnatelné (DH 138). Linie měly v průměru o 2,91 % vyšší
klíčivost než vitalitu obilek a o 4,59 % vyšší než energii klíčení. Samarah et al. (2011) sledovali vliv
stresu pozdního sucha při nalévaní zrna ječmene na klíčivost a vitalitu. Stres při nalévání zrna neměl
žádný vliv na standardní test klíčivosti, ale snížil vitalitu semen.
Nejtěsnější vztah byl mezi parametry rychlost klíčení a index klíčení, nižší u rychlosti klíčení
a energie klíčení. Vztahy parametrů klíčení (EK, RK, IK) s vitalitou byly nižší, ale významné,
v rozmezí r2 = 0,206 – 0,291 při hladině průkaznosti P = 0,01 (tab. 2). Nejvyšších hodnot bylo
dosaženo při hodnocení indexu klíčivosti, nižších při hodnocení vitality a EK. Při hodnocení všech
parametrů klíčení v jednotlivých prostředích dosáhly nejlepší výkonnost linie DH 93, 120, 161, 95,
naopak nejnižší výkonnost prokázaly linie DH 117, 87, 45, 76.
Tab 2: Vztahy jednotlivých hodnocených znaků vyjádřené koeficientem determinace (r2)
EK
IK
RK
IK
0,287**
RK
0,630**
0,872**
Vitalita
0,206**
0,241**
0,291**
Závěr
Výsledky potvrzují významný genetický základ vitality a jsou předpokladem pro využití této
vlastnosti semen jako selekčního kritéria ve šlechtění. Výzkum a šlechtění na zlepšení vitality jsou však
komplikované, vzhledem ke kvantitativní povaze dané vlastnosti a absenci metod, které jsou
doporučeny organizací ISTA pro hodnocení vitality u obilovin. Jak uvádí nejen Finch-Savage (1995),
vitalita semen však přispívá k ekonomickému úspěchu komerčně využívaných plodin a semenářské
společnosti mají zájem mít způsob získávání objektivních odhadů vitality.
Poděkování
Práce byla podpořena grantem IGA AF MENDELU TP 10/2012 „Studium reakcí polních
plodin na stres suchem".
Literatura
CHLOUPEK O., HRSTKOVÁ P., JUREČKA D. (2003). Tolerance of barley seed germination to cold- and drought-stress
expressed as seed vigour. Plant Breeding 3: 199-203.
CHLOUPEK O., FORSTER B. P., THOMAS W.T.B. (2006). The effect of semi-dwarf genes on root system size in fieldgrown barley. Theor Appl Genet 112: 779–786.
HRSTKOVÁ P., CHLOUPEK O., BÉBAROVÁ, J. (2004). Effects of cultivar and provenance on vigour of barley seed.
Czech journal of genetics and plant breeding 40: 168.
KHAN A. Z., SHAH P., MOHD F., KHAN H., AMANULLAH, PERVEEN S., NIGAR S., KHALIL S. K., ZUBAIR M.
(2010). Vigor tests used to rank seed lot quality and predict field emergence in wheat. Pak. J. Bot.. 42(5):
3147-3155.
MATTHEWS S., POWELL A. A. (1986). Environmental and physiological constraints on field performance of seeds.
HortScience. 21 (5): 1125-1128.
KOLASINSKA K., SZYRMER J., DUL S. (2000). Relationship between laboratory seed quality tests and field emergence
of common bean seed. Crop Science. 40: 470–475.
40
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
KOLLER D., MAYER A. M., POLJAKOFF-MAYBER A., KLEIN S. (1962). Seed germination. Annual Review of Plant
Physiology.13: 437–464.
HAMPTON J. G. (1995). Methods of viability and vigor testing: a critical appraisal. Seed Quality: Basic Mechanisms and
Agriculture Implementations. Food Products Press. 81–118.
HAMPTON J. G., COOLBEAR P. (1990). Potential versus actual seed performance – can vigour testing provide an answer?
Seed Science and Technology. 18: 215–228.
MCKENZIE K. S., RUTGER J. N., PETERSON M. L. (1980). Relation of seedling-vigor to semidwarfism, early maturity,
and pubescence in closely related rice lines. Crop Science. 20: 169–172.
ŠŤASTNÝ J., PAZDERŮ K. (2008). Evaluation of winter wheat (Triticum aestivum L.) seed quality and seed quality
stability in relation to varieties and environmental conditions. Journal of Agrobiology. 25 (2): 153–161.
GHASSEMI-GOLEZANI K., SHEIKHZADEH-MOSADDEGH P., VALIZADEH M. (2008). Effects of Hydropriming
Duration and Limited Irrigation on Field Performance of Chickpea. Research Journal of Seed Science. 1: 34–40.
LAIDING F., DROBEK T., MEYER U. (2008).Genotypic and environmental variability for cultivars from 30 different
crops in German official variety trials. Plant Breeding 127: 541–547.
ŠOTTNÍKOVÁ V., PSOTA V., HŘIVNA L., GREGOR T., SACHAMBULA L. (2011). Germination dynamics during post
harvest maturation of malting barley. Kvasny Prumysl. 57 (7 – 8): 242–245.
SAMARAH N. H., AL-MAHASNEH M. M., GHOSHEH H. Z., ALQUDAH A. M., TURK M. (2010). The influence of
drying methods on the acquisition of seed desiccation tolerance and the maintenance of vigour in wheat (Triticum
durum). Seed Science and Technology. 38: 193–208.
FINCH-SAVAGE W.E. (1995). Influence of seed quality on crop establishment, growth and yield. In: Basra AS, ed. Seed
quality. Basic mechanisms and agricultural implications. New York, USA: Haworth Press: 361.
Contact address: Ing. Kamila Ullmannová, Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství,
MENDELU, Zemědělská 1, Brno 613 00, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
41
VLIV TEPLOTY NA KLÍČIVOST SEMEN PÍCNÍCH ČIROKŮ
Effect of Temperature on Seeds Germination of Forage Sorghum
Pavel Fuksa1, Zuzana Hrevušová1, Jaromír Šantrůček1, Václav Brant2
1
KPT, 2KAB ČZU v Praze
Abstract
Germination tests of 5 hybrids of forage sorghum (Nutri Honey, Latte, Honey Graze BMR, Big
Kahuna BMR and Sucrosorgo 506) were realized in laboratory conditions at temperature 5; 10; 15; 20;
25; 30; 35; 40; 45; and 50 °C in 2012. Germination dynamics, total germination (GT) and mean
germination time (MGT) were evaluated. Seeds germination of all tested hybrids was determined in the
range 10 – 40 °C. Only isolated seeds of hybrids Big Kahuna BMR and Sucrosorgo 506 germinated at
temperature 45 °C. Total germination of sorghum seeds ranged from 88.7 to 91.5 % at temperature
15 - 35 °C in average of all hybrids. Significantly lowest values (α = 0.05) were found at temperature
10; 40 and 45 °C (total germination: 86.0; 78.5 and 1.2 %, respectively). Seeds germination was
completed up to 4 days at 35 – 45 °C. Interval was longer (7 – 49 days) at 30 °C and lower temperature.
Mean germination time extended with lower temperature (from 1.1 day at 40 °C to 11.8 days at 10 °C)
in average of all hybrids.
Keywords: Sorghum bicolor, Sorghum-sudangrass, germination dynamics, MGT
Souhrn
V roce 2012 byly v laboratorních podmínkách prováděny testy klíčivosti semen 5 hybridů čiroků
(Nutri Honey, Latte, Honey Graze BMR, Big Kahuna BMR a Sucrosorgo 506) při teplotách 5; 10; 15;
20; 25; 30; 35; 40; 45 a 50 °C. Hodnocena byla dynamika klíčení, celková klíčivost a střední doba
klíčení. Klíčení semen všech hybridů čiroku bylo zaznamenáno v rozpětí teplot 10 – 40 °C; při teplotě
45 °C klíčily pouze ojediněle semena hybridů Big Kahuna BMR a Sucrosorgo 506. Celková klíčivost
semen čiroku v průměru za všechny hybridy se při teplotách 15 – 35 °C pohybovala v rozpětí
88,7 - 91,5 %. Průkazně nižší hodnoty (α = 0,05) byly zjištěny při teplotách 10; 40 a 45 °C (celková
klíčivost: 86,0; 78,5 a 1,2 %). Při teplotách 35 – 45 °C bylo klíčení semen čiroku ukončeno do 4 dnů.
Při 30 °C a nižších teplotách se tento interval prodloužil na 7 – 49 dnů. Střední doba klíčení (MGT) se
v průměru za testované hybridy čiroku prodlužovala s klesající teplotou (z 1,1 dne při 40 °C na 11,8 dne
při 10 °C).
Klíčová slova: čirok obecný, čirok súdánský, dynamika klíčení, MGT
Úvod
Čirok je plodina tropického původu, a proto nejlépe klíčí a roste při relativně vysokých teplotách.
Optimální teplota pro klíčení se dle řady studií nachází v rozpětí teplot 20 – 35 °C (např. Han et al.
(1986), Brar et al. (1992), Lobato et al. (2008). Většina literárních údajů zahrnuje výsledky testování
čiroku při vysokých teplotách, neboť se realizované studie vztahují zejména k semiaridním tropickým
oblastem, kde teploty vzduchu dosahují přes 40 °C a teplota povrchu půdy bývá i vyšší než 60 °C, jak
vyplývá z údajů, které prezentuje např. Peacock (1982). V podmínkách České republiky je teplota půdy
v době setí výrazně nižší, než je optimální teplota pro klíčení. Termín výsevu čiroku jako hlavní plodiny
spadá do období druhé poloviny května. V této době průměrná teplota půdy dosahuje 10 – 12 °C a denní
42
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
maxima teploty půdy se pohybují okolo 20 °C (Fuksa et al., 2012). Wade et al. (1993) uvádějí
průměrnou základní teplotu pro klíčení semen čiroku 7,9 °C na základě testování klíčivosti 16 hybridů.
Z prezentovaných výsledků je patrný výrazný rozdíl mezi jednotlivými hybridy, neboť u nich byla
stanovena základní teplota v rozpětí 5,9 – 9,8 °C. Podobně Peacock (1982) uvádí v závislosti na hybridu
relativně široké i rozpětí maximálních teplot pro klíčení (40 – 48 °C).
V České republice se v současnosti významně rozšiřuje pěstování čiroku jak pro pícní, tak zejména
pro energetické účely. V nabízeném sortimentu je zastoupena řada hybridů, u nichž nebyly dosud
publikovány parametry klíčivosti při různých teplotách. Cílem naší práce bylo proto stanovit vliv teplot
na dynamiku klíčení a celkovou klíčivost semen u v ČR nově zaváděných hybridů čiroku obecného a
jeho kříženců s čirokem súdánským.
Metodika
V roce 2012 byla v laboratorních podmínkách testována klíčivost semen 5 hybridů čiroku a
1 hybridu kukuřice v závislosti na rozdílných hodnotách teploty. Klíčení probíhalo v 10 teplotních
režimech (5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45 a 50 °C) v klimaboxu Binder KBWF 240 při střídavém
světelném režimu (12 h světlo/12 hodin tma).
Do pokusu byly zařazeny čtyři vícesečné čiroky (konvenční hybridy: Nutri Honey a Latte; BMR
hybridy: Honey Graze BMR a Big Kahuna BMR) a jeden hybrid jednosečného čiroku (Sucrosorgo
506). Nutri Honey, Big Kahuna BMR a Sucrosorgo 506 jsou hybridy čiroku obecného (Sorghum
bicolor (L.) Moench), Latte a Honey Graze BMR jsou kříženci čiroku obecného a čiroku súdánského
(Sorghum bicolor (L.) Moench × Sorghum sudanense (Piper) Stapf.). BMR hybridy se oproti
konvenčním hybridům vyznačují vyšší stravitelností i v pozdější vegetační fázi z důvodu nižšího obsahu
ligninu v buněčných stěnách (Fuksa et al., 2010). Jako referenční druh byla použita kukuřice setá (Zea
mays L.), hybrid Kuxxar.
Klíčení semen probíhalo na navlhčeném filtračním papíru v Petriho miskách o průměru 120 mm.
Každá varianta byla založena ve čtyřech opakováních (100 semen na klíčidle). Průběh klíčení byl
sledován v jednodenních intervalech až do úplného vyklíčení osiva. Klíčivost semen byla hodnocena
jako fyziologická. Za vyklíčená byla považována semena s kořínkem dlouhým min. 2 mm. Vyklíčená
semena byla z klíčidel při odpočtech odstraněna. Hodnocena byla dynamika klíčení, celková klíčivost,
střední doba klíčení a koeficient rychlosti klíčení. Dynamika klíčení byla počítána jako suma denních
klíčivostí. Celková klíčivost byla počítána pomocí indexu GT (Total Germination, %) podle vzorce:
GT = (nT.100)/n,
kde nT je množství vyklíčených semen při posledním odpočtu a n je počet semen v jednom
opakování (Chiapusio et al., 1997). K výpočtu střední doby klíčení (Mean Germination Time, MGT,
dny) byl použit vzorec:
MGT = ΣD.n/Σn,
kde D je počet dnů od počátku testu a n je počet semen vyklíčených v den D (Ellis, Roberts, 1980).
Koeficient rychlosti klíčení (Coefficient of Velocity, CV, %) byl vypočten podle vzorce:
CV = 100.(n1 + n2 +...+ nx)/(n1T1 + n2T2 +...+ nxTx),
kde n1, n2 ,..., nx je celkový počet vyklíčených jedinců v první den, druhý den a dále až do
posledního dne (x), a T1, T2 ,..., Tx je počet dnů od založení pokusu (Kotowski, 1926 in Ranal,
Santana, 2006).
Statistické vyhodnocení vlivu teploty a použitého hybridu na parametry klíčivosti čiroku a kukuřice
bylo provedeno pomocí programu Statistica 9.1 (jednofaktorová a dvoufaktorová ANOVA,  = 0,05,
Tukey HSD test).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
43
Výsledky a diskuse
V tab. 1 jsou uvedeny hodnoty klíčivosti semen čiroku v průměru za všechny testované hybridy a
v tab. 2 je prezentována klíčivost zrn kukuřice. Klíčení semen všech hybridů čiroku bylo zaznamenáno
v rozpětí teplot 10 – 40 °C; při teplotě 45 °C klíčily pouze ojediněle semena hybridů Big Kahuna BMR
a Sucrosorgo 506. Při teplotních režimech 5 a 50 °C neklíčil žádný z testovaných hybridů. U kukuřice
probíhalo klíčení jen mezi teplotami 10 – 40 °C. Tyto výsledky jsou v souladu s údaji řady autorů
(např. Peacock, 1982; Wade et al., 1993).
Tab. 1: Průměrné hodnoty klíčivosti (%) semen 5 hybridů čiroku v závislosti na teplotě (t; °C)
t
Den
(°C)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
14.
21.
28.
49.
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
5
0a
0a
0a
0a
0a
3,2c 12,5c 68,5c 80,2c 83,4e 86,0e
10
a
a
d
c
c
0
0
10,2 61,7 77,5 80,8d 84,2e 88,1b 89,2b 89,3bc 89,3bc
15
a
c
77,8
88,1b 90,5b 91,2b 91,3b 91,4b 91,5b 91,5b 91,5c 91,5c
0
20
45,7b 87,4b 89,6bc 89,9b 89,9b 90,1b 90,2b 90,2b 90,2b 90,2bc 90,2bc
25
73,6d 89,0b 90,8c 91,1b 91,1b 91,1b 91,1b 91,2b 91,2b 91,2bc 91,2bc
30
82,5e 88,2b 88,6bc 88,7b 88,7b 88,7b 88,7b 88,7b 88,7b 88,7b 88,7b
35
69,7c 77,0c 78,3e 78,5d 78,5c 78,5d 78,5d 78,5d 78,5c 78,5d 78,5d
40
0,2a
0,8a
1,2a
1,2a 1,2a 1,2ac 1,2a 1,2a 1,2a 1,2a 1,2a
45
a
a
a
0
0
0
0a
0a
0a
0a
0,0a 0,0a
0a
0a
50
p-value 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Odlišné indexy u průměrů dokumentují statisticky průkazné rozdíly mezi průměry v rámci sloupce
(hladina významnosti α = 0,05)
Tab. 2: Průměrné hodnoty klíčivosti (%) zrn 1 hybridu kukuřice v závislosti na teplotě (t; °C)
t
Den
(°C)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
14.
21.
a
a
a
a
a
a
a
a
0
0
0
0
0
0
0
0
0a
5
0a
0a
0a
0,3a 0,3a 0,5a 10,8c 96,5b 98,8b
10
a
a
a
0
0
30,3c 92,0c 96,0b 98,5b 99,3b 99,5b
0
15
0a
70,8d 96,8b 98,5b 98,5b 98,8b 99,3b 99,5b 99,5b
20
b
7,3
96,0b 98,3b 98,5b 98,5b 98,5b 98,5b 98,5b 98,5b
25
28,3c 95,8b 97,3b 97,5b 97,5bc 97,5b 97,5b 97,5b 97,5b
30
81,8d 98,0b 98,0b 98,0b 98,0bc 98,0b 98,0b 98,0b 98,0b
35
54,3c 59,5c 59,8d 59,8d 59,8c 59,8d 59,8c 59,8c
0,3a
40
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
0a
45
a
a
a
a
a
a
a
a
0
0
0
0
0
0
0
0a
0
50
p-value 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Odlišné indexy u průměrů dokumentují statisticky průkazné rozdíly mezi průměry v rámci sloupce
(hladina významnosti α = 0,05)
Testované teplotní režimy měly průkazný vliv na dynamiku klíčení i na celkovou klíčivost osiva
čiroků a kukuřice. Celková klíčivost semen čiroku se při teplotách 15 – 30 °C pohybovala v rozpětí
89,3 – 91,5 %. Mezi teplotními režimy v tomto rozsahu nebyl zjištěn průkazný rozdíl. Mírný pokles
klíčivosti byl zaznamenán při teplotě 35 °C (88,7 %), ale významně nižší hodnoty byly zjištěny při
teplotách 10; 40 a 45 °C (celková klíčivost: 86,0; 78,5 a 1,2 %). Také Lobato et al. (2008) zaznamenali
pokles klíčivosti semen čiroku v důsledku vyšších teplot. Při testovaných teplotách 26; 30 a 34 °C tito
autoři uvádějí celkovou klíčivost 97,6 %, 96,8 % a 95,2 %. Výsledky našich testů klíčivosti
korespondují i s údaji, které uvádí Brar et al. (1992). Naopak Mortlock, Vanderlip (1989), kteří testovali
44
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
klíčivost semen čiroku při teplotách 25 – 50 °C, stanovili nejvyšší hodnoty v rozmezí teplot 32 – 40 °C.
Klíčivost zrn kukuřice nebyla v našich pokusech nízkou teplotou 10 °C ovlivněna, což je v souladu
s Yu et al. (2004), kteří uvádějí, že kukuřice se oproti čiroku vyznačuje vyšší tolerancí k nízkým
teplotám v důsledku šlechtění. Průkazný pokles klíčivosti kukuřice byl zaznamenán pouze při teplotě
40 °C. Při této teplotě byla u kukuřice stanovena výrazně nižší celková klíčivost (59,8 %) ve srovnání
s čirokem (78,5 %).
V závislosti na testovaných teplotních režimech byly v našich pokusech zjištěny výrazné rozdíly
v dynamice klíčení semen čiroků i kukuřice. S rostoucí teplotou se zkracovala doba nutná pro úplné
vyklíčení semen. Při teplotách 35 – 45 °C bylo klíčení semen čiroku ukončeno do 4 dnů. Při 30 °C a
nižších teplotách se tento interval prodloužil na 7 – 49 dnů (hodnoty celkové klíčivosti jsou v tab. 1 a 2
zvýrazněny tučným písmem). Podobně Han et al. (1986) uvádějí, že při teplotě 40/35 °C (den/noc)
vyklíčila semena čiroku obecného a jeho křížence s čirokem súdánským do 3 dnů a při teplotě 25/20 °C
do 6 dnů. U kukuřice bylo v našich testech do 4 dnů ukončeno klíčení zrn při teplotních režimech
v rozmezí 25 – 40 °C, při teplotě 20 °C do 14 dnů a při 10 a 15°C bylo úplného vyklíčení semen
dosaženo do 21 dnů. Brant et al. (2011) stanovili při testování klíčivosti kukuřice shodnou hodnotu (21
dnů) pro 10 °C a 4 dny pro 20 °C. Tyto výsledky korespondují s poznatky Pazderů a Hosnedla (2011),
že osivo se srovnatelnou klíčivostí v podmínkách standardního testu může ve stresových podmínkách
vykazovat odlišný průběh klíčení.
Mezi čirokem a kukuřicí byl zjištěn rozdílný vliv teplotních režimů na energii klíčení, a to zejména
v prvních dnech. Vysoké hodnoty energie klíčení 24 hodin po založení pokusu byly u čiroku
zaznamenány při teplotách 25 – 40 °C. Klíčivost kukuřice byla 1. den nejvyšší stejně jako u čiroku při
teplotě 35 °C, ale při teplotách 25 a 30 °C byla výrazně nižší. V následujících dnech byly nejnižší
hodnoty klíčivosti u obou druhů stanoveny vždy u nízkých teplot a u teplotního režimu 40 °C.
K obdobným výsledkům dospěli Jursík et al. (2003) při hodnocení energie klíčení a celkové klíčivosti
semen merlíku bílého při teplotách 15; 24 a 33 °C. Při nižších teplotách zjistili nízkou energii klíčení a
naopak vysokou hodnotu při 33 °C. Podrobné vyhodnocení rozdílů mezi testovanými hybridy při
nízkých teplotách (5 – 20 °C) z našeho pokusu bylo publikováno v článku Fuksa et al. (2012).
Z publikovaných výsledků vyplývá, že byly zjištěny průkazné rozdíly u interakce faktorů
Hybrid*Teplota v období od 2. do 14. dne testu, ale v pozdějším období již nebyla interakce těchto
faktorů statisticky významná. Vliv zvolené odrůdy na energii klíčení a celkovou klíčivost ve vztahu
k vzcházivosti osiva prokázali také např. u vojtěšky Hakl et al. (2009) a Hakl et al. (2012).
Rychlost klíčení a jeho vyrovnanost lze vyjádřit pomocí koeficientu rychlosti klíčení (CV).
Nejvyšší hodnoty CV jsou dosahovány u těch druhů a odrůd, které klíčí hromadně v krátkém časovém
intervalu, naopak rozvleklé klíčení hodnotu tohoto koeficientu snižuje (Holec et al., 2005).
Z dosažených výsledků, které jsou prezentovány v tab. 3, vyplývá, že koeficient rychlosti klíčení se u
čiroku i kukuřice zvyšoval s rostoucí teplotou až do 35 °C. Při vyšších teplotách se hodnota CV
snižovala v důsledku celkové nízké klíčivosti semen.
Střední doba klíčení (MGT), tj. polovina doby potřebné k vyklíčení 100 % klíčivých semen, se
v průměru za testované hybridy čiroku prodlužovala s klesající teplotou (tab. 3). Průkazně vyšší
hodnoty MGT byly u čiroku zjištěny při teplotách 10; 15 a 20 °C (11,8; 4,7 a 2,2 dnů) ve srovnání
s teplotními režimy 25 – 40 °C (1,1 – 1,5 dnů). Také Patanè et al. (2009) stanovili výrazné prodloužení
střední doby klíčení semen čiroku v důsledku nízkých teplot (1,0; 2,0; 12,1 a 18,0 dnů při teplotách 35;
25; 15 a 10 °C). Hodnoty MGT stanovené u osiva kukuřice dosahovaly v našich pokusech u většiny
teplotních režimů hodnot srovnatelných s hybridy čiroku. Nižší hodnota MGT (9,4 dnů) byla u kukuřice
v porovnání s čirokem (11,8 dnů) zaznamenána pouze při teplotě 10 °C, což lze vysvětlit lepší tolerancí
kukuřice k nízkým teplotám (Yu et al., 2004). Změnu parametru MGT u travních druhů v závislosti na
použitém teplotním režimu, způsobu ošetření osiva a testované odrůdě uvádějí také Martinek et al.
(2011) či Svobodová et al. (2011).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
45
Tab. 3: Průměrné hodnoty koeficientu rychlosti klíčení (CV; %) a střední doby klíčení (MGT; dny)
semen 5 hybridů čiroku a zrn 1 hybridu kukuřice v závislosti na teplotě (t; °C)
t
CV (%)
MGT (dny)
(°C)
Čirok Kukuřice
Čirok Kukuřice
0a
0a
5
b
b
d
8,8
10,7
11,8
9,4d
10
21,4c
20,6c
4,7c
4,8c
15
d
d
b
45,3
42,6
2,2
2,4a
20
65,1e
51,2e
1,5a
2,0ab
25
f
f
a
82,1
57,8
1,2
1,7ab
30
93,1g
85,8g
1,1a
1,2b
35
h
h
a
88,6
47,7
1,1
2,1a
40
0a
11,3b
45
a
0
0a
50
p-value 0,000
0,000
0,000
0,000
Odlišné indexy u průměrů dokumentují statisticky průkazné rozdíly mezi průměry v rámci sloupce
(hladina významnosti α = 0,05)
Závěr
Z dosažených výsledků je zřejmý průkazný vliv testovaných teplotních režimů v rozpětí 5 – 50 °C
na parametry klíčivosti osiva pícních čiroků a kukuřice. V průměru za všechny hybridy byla nejvyšší
celková klíčivost semen čiroku stanovena při teplotách 15 – 35 °C. Průkazně nižší hodnoty byly zjištěny
při teplotách 10; 40 a 45 °C. U zrn kukuřice byl průkazný pokles klíčivosti zaznamenán pouze při
teplotě 40 °C. Při teplotě 5 a 50 °C osivo čiroku ani kukuřice neklíčilo. Testované teplotní režimy měly
průkazný vliv i na dynamiku klíčení semen. S klesající teplotou se výrazně prodlužovala doba potřebná
k úplnému vyklíčení osiva (až na 49 dnů u čiroku a 21 dnů u kukuřice). Při výsevu čiroku v
chladnějších podmínkách by proto měla být respektována jeho vyšší náročnost na teplotu ve srovnání
s kukuřicí a teplota půdy při výsevu by měla dosahovat alespoň 10 °C.
Poděkování
Práce byla řešena na FAPPZ ČZU v Praze za podpory S grantu MŠMT ČR a SGS projektu
číslo 21240/1312/3165. Řešený úkol je součástí diplomové práce Bc. Markéty Kňavové, které
náleží poděkování za vedení laboratorních pokusů. Osivo vícesečných čiroků pro pokusy poskytla
firma Seed Service, s.r.o.
Literatura
BRANT V., ZÁBRANSKÝ P., HAMOUZOVÁ K., FUKSA P. (2011). Germination of sorghum seeds under condition of
water deficit. In: Seed and Seedlings X., Scientific and technical seminar, 10. 2. 2011, Prague, 130–134.
BRAR G. S., STEINER J. L., UNGER P. W., PRIOR S. S. (1992). Modeling sorghum seedling establishment from soil
wetness and temperature of drying seed zones. Agronomy Journal, 84, 905–910.
CHIAPUSIO G., SÁNCHEZ A. M., REIGOSA M. J., GONZÁLEZ L., PELLISSIER F. (1997). Do germination indices
adequately reflect allelochemical effects on the germination process? Journal of Chemical Ecology, 23, (11),
2445-2453.
ELLIS R. H., ROBERTS E. H. (1980). Improved equations for the prediction of seed longevity. Anals of Botany, 45, (1),
13-30.
FUKSA P., BRANT V., HAKL J., HREVUŠOVÁ Z., ZÁBRANSKÝ P. (2010). Vliv různých teplotních režimů na klíčivost
semen pícních čiroků. In: Aktuální témata v pícninářství a trávníkářství 2010. Sborník příspěvků z odborného
semináře, 8. 12. 2010, Praha, 23–29.
46
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
FUKSA P., HAKL J., HREVUŠOVÁ Z., KŇAVOVÁ M., BRANT V. (2012). Vliv nízkých teplot na parametry klíčivosti
semen pícních čiroků. In: Aktuální témata v pícninářství a trávníkářství 2012. Sborník příspěvků z odborného
semináře, 5. 12. 2012, Praha, 5–10.
HAKL J., MARTINEK J., ŠANTRŮČEK J., KRAJÍC L., HLAVIČKOVÁ D. (2009). The changes of new czech alfalfa
candivars seeds during five years period of storage. In: Seed and Seedlings IX., Scientific and technical seminar, 10.
2. 2009, Prague, 72–75.
HAKL J., MÁŠKOVÁ K., ŠANTRŮČEK J., FÉR M. (2012). Seed emergence of lucerne varieties under different soil
conditions. Czech J. Genet. Plant Breed., 48, 93–97.
HAN H. J., YANG J. S., AHN S. B. (1986). Effect of alternative temperature on germination of sorghum, sorghumsudangrass hybrid, sudangrass and corn seeds. J. Korean Grassl. Sci., 6, (3), 174–178.
HOLEC J., SOUKUP J., BARANYK P., KOHOUT V. (2005). Odrůdové rozdíly ve schopnosti řepky klíčit za podmínek
vodního stresu. In: Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2005. Sborník příspěvků, Praha,
141-44.
JURSÍK M., SOUKUP J., VENCLOVÁ V., HOLEC J. (2003). Seed dormancy and germination of Shaggy soldier
(Galinsoga ciliata Blake.) and Common lambsquarter (Chenopodium album L.). Plant Soil Environ., 49, (11),
511-518.
KOTOWSKI F. (1926). Temperature relations to germination of vegetable seed. Proceedings of the American Society for
Horticultural Science, 23, 176–184.
LOBATO A. K. S., OLIVEIRA NETO C. F., COSTA R. C. L., SANTOS FILHO B. G., SILVA F. K. S., CRUZ F. J.
R., ABBOUD A. C. S., LAUGHINGHOUSE H. D. (2008). Germination of sorghum under the influences of
water restriction and temperature. Agricultural Journal, 3, 220–224.
MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T. (2011). The influence of water stress on germinating selected
turfgrass cultivars of Festuca arundinacea Schreb. In: Seed and Seedlings X., Scientific and technical seminar, 10.
2. 2011, Prague, 178–181.
MORTLOCK M. Y., VANDERLIP R. L. (1989). Germination and establishment of pearl millet and sorghum of different
seed qualities under controlled high-temperature environments. Field Crops Research, 22, (3), 195–209.
PATANÈ C., CAVALLARO V., COSENTINO S. L. (2009). Germination and radicle growth in unprimed and primed seeds
of sweet sorghum as affected by reduced water potential in NaCl at different temperatures. Industrial Crops and
Products, 30, 1–8.
PAZDERŮ K., HOSNEDL V. (2011). Seed vigour as basic information about seed quality. In: Seed and Seedlings X.,
Scientific and technical seminar, 10. 2. 2011, Prague, 44–48.
PEACOCK J. M. (1982). Response and tolerance of sorghum to temperature stress. In: Sorghum in the Eighties. Proceedings
of the International Symposium on Sorghum, 2.–7. 11. 1981, Patancheru, India, 143–159.
RANAL M., A., SANTANA D. G. (2006). How and why to measure the germination process? Revista Brasil. Bot., V.29,
(1), 1–11.
SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., MARTINEK J. (2011). Germination dynamics of selected amenity varietes of
Festuca arundinacea. In: Seed and Seedlings X., Scientific and technical seminar, 10. 2. 2011, Prague, 100–103.
WADE L. J., HAMMER G. L., DAVEY M. A. (1993). Response of germination to temperature amongst diverse sorghum
hybrids. Field Crops Research, 31, 295–308.
YU J., TUINSTRA M. R., CLAASSEN M. M., GORDON W. B., WITT M. D. (2004). Analysis of cold tolerance in
sorghum under controlled environment conditions. Field Crops Research, 85, 21–30.
Contact address: Ing. Pavel Fuksa, Ph.D., Katedra pícninářství a trávníkářství, ČZU v Praze, Kamýcká
129, 165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
47
KLÍČIVOST OBILEK LIPNICE LUČNÍ OŠETŘENÝCH METODAMI
PRORADIX A HEADSTART
The Effect of Proradix and Headstart Treatment Methods on Germination of Poa pratensis
Caryopsis
Pavel Knot, Jana Pančíková, Josef Raus, Martin Sochorec
ÚVZP, Mendelova univerzita v Brně
Abstract
The goal of the study conducted in 2008, 2010 and 2010 at the Research Forage Production Station
in Vatín was to verify the influence of Proradix and Headstart method seed treatment together with seed
age on the germination dynamics and capacity of meadow grass, Cocktail cultivar. The testing was
carried out in controlled conditions on the germinator in Petri dishes. The germinator was adjusted for a
daily regime of 16 and 8 hours (temperatures 20 °C and 10 °C). Our results indicate that the Proradix
method appeared being capable of boosting both, the total germinating capacity and dynamics.
Significantly higher germinating capacity was observed among the 2 and 4-year-old seeds on the day 10
after the establishment of the trial. Headstart method has also improved the number of germinated
seeds, but with obvious weaker influence which was not proved to be significant. On 6-year-old variant
seeds we have proved primarily significantly slower germinating dynamics and also lower total
germinability.
Keywords: Proradix, Headstart, Meadow grass, germinability, seed treatment, seed age
Souhrn
V roce 2008, 2010 a 2012 byl ve Výzkumné pícninářské stanici Vatín proveden výzkum,
zabývající se jednak vlivem ošetření osiva metodou Proradix a Headstart a zároveň vlivem různého stáří
takto ošetřeného osiva na dynamiku klíčení a celkovou klíčivost lipnice luční odrůdy Cocktail.
Testování bylo prováděno v řízených podmínkách na klíčidle v Petriho miskách. Teplota byla nastavena
v průběhu dne na 20 °C po dobu 16 hodin a 10 °C po dobu 8 hodin. Z výsledků vyplývá, že ošetření
osiva metodou Proradix mělo pozitivní vliv na celkovou klíčivost a rovněž na dynamiku klíčení.
U osiva starého 2 a 4 roky byl zjištěn statisticky průkazný vliv na počet vyklíčených obilek desátý den
po založení pokusu. Metoda Headstart rovněž zvýšila počet vyklíčených obilek, ale její vliv byl menší a
statisticky neprůkazný. U osiva starého šest let byla zjištěna nižší celková klíčivost a především
průkazně pomalejší dynamika klíčení.
Klíčová slova: Proradix, Headstart, lipnice luční, klíčivost, ošetření osiva, stáří osiva
Úvod
Lipnice luční patří mezi travní druhy s nejpomalejším klíčením i následným vývojem. Úspěšnost
výsevu takovéhoto druhu je závislá na spoustě faktorů. Jedním vůbec z nejdůležitějších je klíčivost
osiva. U mnoha druhů je zejména v počátcích vývoje schopnost konkurence dána kvalitou osiva, tj.
úrovní laboratorní klíčivosti a vitalitou osiva (Pazderů, 2009). Klíčení začíná následkem celé řady
událostí na molekulární úrovni, které přecházejí ve vlastní růst embrya (Bradbeer, 1988). Klíčení a
dosaženou klíčivost ovlivňuje spousta faktorů. Jsou to jak faktory vnější a rovněž faktory vnitřní, jako je
genetická výbava a aktuální stav osiva (Copenland a McDonald, 1995; Míka, 2002). Důležitou roli, a u
48
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
lipnice luční to platí vzhledem k její dormanci dvojnásob, hraje stáří osiva. Příliš čerstvé osivo může
znamenat u lipnice luční nízké hodnoty klíčivosti (Bocksch, 2004). Se vzrůstajícím stářím osiva rovněž
dochází ke snižování vlivu světla na klíčivost (Evenari, 1965). Nepřiměřeně dlouhé skladování osiva
může ale významně ovlivnit klíčivost a následné zapojení porostu. V posledních letech se také
setkáváme se stále častěji se opakujícími periodami sucha a horka, což může velmi významně ovlivnit
klíčivost travních druhů (Martínek et al., 2011)
Z výše jmenovaných důvodů je velmi důležité, aby osivo lipnice luční používané pro výsev bylo co
nejkvalitnější a bylo skladováno v optimálních podmínkách a jeho stáří nepřekračovalo doporučenou
dobu. Pro podporu počátečního vývoje lipnice luční se rovněž používá ošetření osiva, které má za úkol
podpořit její vývoj po zasetí.
Metodika
V roce 2008, 2010 a 2012 bylo ve Výzkumné pícninářské stanici ve Vatíně provedeno testování
vlivu ošetření obilek metodou Proradix a Headstart a stáří takto ošetřeného osiva na počáteční vývoj
lipnice luční odrůdy Cocktail. Metoda Proradix je úprava osiva založená na preventivním ošetření
obilek bakteriemi Pseudomonas sp. Účinek této metody se projevuje v biologické ochraně vzcházejících
rostlinek proti patogenním houbám rodu Pythium a Rhizoctonia, aktivací půdních živin, jistějším
klíčením a vzcházením a zvýšenou tvorbou kořenů. Metoda Headstart je založena na obalení obilek
dvěma vrstvami. Vnitřní obalová vrstva je složena z extraktu mořských řas se zvýšeným obsahem
cytokininů, které přerušují vegetační klid, stimulují metabolické procesy a podporují buněčné dělení.
Vnější vrstva je složena z biologických stimulátorů růstu, jako jsou enzymy, stopové prvky a organické
sloučeniny. Enzym celuláza stimuluje formování kořenů a odnoží prostřednictvím změkčování struktury
buněčné stěny. Škroby štěpící enzym amyláza vytváří důležitý zdroj energie, který iniciuje fotosyntézu
ve fázi klíčení. Biostimulátory ve formě stopových prvků a organických sloučenin chrání semeno
v počáteční růstové fázi, pozitivně ovlivňují příjem a množství živin a pomáhají zajišťovat dostatečnou
vlhkost.
Varianty pokusu jsou uvedeny v tab. 1. Bylo použito klíčidlo TZ 8-046. Každá testovaná varianta,
zastoupená ve třech opakováních, zahrnovala 20 obilek uložených na filtračním papíře v Petriho misce
(průměr 90 mm). Kontakt s vodou byl zajištěn prostřednictvím knotů z filtračního papíru o délce
260 mm a šířce 30 mm. Mikroklima bylo docíleno zvonkovými příklopy s větracím otvorem v horní
části, který zajišťoval cirkulaci vzduchu. Klíčidlo bylo nastaveno na denní režim 16 a 8 hodin při teplotě
20 a 10 °C. Vyšší teplota a 16 hodin simulovalo den a nižší teplota ve spojení s osmi hodinami noc.
V nočním režimu bylo rovněž vypínáno osvětlení, které přes den zajišťovalo konstantní osvětlení všech
variant.
Tab. 1: Varianty pokusu
Faktor
1. Odrůda (ošetření)
2. Stáří osiva
Stupně
1.1. Cocktail
1.2. Cocktail (Proradix)
1.3. Cocktail (Headstart)
2.1. 2 roky
2.2. 4 roky
2.3. 6 let
Sledované charakteristiky
Byla sledována dynamika klíčení 7., 10., 13., 17. den a celková klíčivost 20. den po založení
pokusu. V těchto termínech byly počítány vyklíčené obilky u jednotlivých variant. Protože byly
výsledky klíčení ve formě relativní četnosti a zjištěné procentické hodnoty nejdou vyjádřit pomocí
Gaussova rozdělení, bylo provedeno přepočítání pomocí Arcusssinus-odmocninné transformace
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
49
(Gomez a Gomez, 1984). K testu signifikance byla použita analýza variance (STATISTICA, verze 9) a
následný Tukey test (p≤0,05).
Výsledky a diskuse
Vliv ošetření Proradix na dynamiku klíčení a celkovou klíčivost
Ošetření osiva metodou Proradix se ukázalo jako přínosné (tab. 2., graf 1). Sedmý den po založení
bylo v průměru stáří osiva dosaženo u takto ošetřené varianty 19,4 % klíčivosti, což je o 6,4 %
(statisticky neprůkazně) více, než u varianty neošetřené. I v dalších termínech byla klíčivost vyšší u
osiva ošetřeného metodou Proradix. Rozdíly oproti osivu neošetřenému kolísaly mezi 6,2 % 17. den po
9,8 % 13. den po založení. Rovněž celková klíčivost 20. den po založení byla u varianty s ošetřením
Proradix vyšší (67,6 %) oproti osivu neošetřenému (60,4 %). Všechny tyto rozdíly bylyi ale statisticky
neprůkazné. Z hlediska stáří osiva byly účinky ošetření obilek lipnice luční metodou Proradix statisticky
průkazné především u osiva starého dva a čtyři roky. Zde bylo sledováno průkazné zvýšení klíčivosti
u dvouletého osiva desátý a třináctý den po založení a u osiva čtyřletého sedmý a desátý den. Rovněž
hodnoty celkové klíčivosti byly u metody Proradix u všech variant stáří osiva vyšší oproti neošetřené
kontrole a zvýšení klíčivosti se pohybovalo od 5,6 % u dvouletého osiva po 9,0 % u osiva starého šest
let.
Graf 1: Dynamika klíčení a celková dosažená klíčivost u ošetřené a neošetřené odrůdy lipnice luční
Cocktail (průměr let)
Různá písmena znamenají statisticky průkazný rozdíl mezi ošetřenou a neošetřenou variantou, Tukey
test (p≤0,05)
Vliv ošetření Headstart na dynamiku klíčení a celkovou klíčivost
Ošetření metodou Headstart se u osiva starého dva roky prakticky neprojevilo. Rozdíly oproti
neošetřené lipnici luční byly zanedbatelné (tab. 2). U osiva čtyřletého už byly pozorovány rozdíly oproti
neošetřenému osivu, a to především sedmnáctý a dvacátý den po založení, kdy bylo dosaženo u ošetřené
varianty o 5,1 % vyšší klíčivosti. Největší rozdíly byly dosaženy u osiva starého šest let. Došlo zde
jednak k rychlejšímu nástupu klíčení oproti neošetřené variantě i variantě s ošetřením Proradix a rovněž
v dalších termínech sledování byla klíčivost vyšší oproti neošetřené kontrole. V termínech sledování
třináctý a sedmnáctý den po založení to byly rozdíly statisticky průkazné oproti neošetřené variantě.
50
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Vliv stáří osiva na dynamiku klíčení a celkovou klíčivost
Stáří osiva ovlivnilo velmi významně jak dynamiku klíčení v počáteční fázi, tak i celkovou
dosaženou klíčivost (graf 2). V průměru variant ošetření bylo u čtyřletého osiva dosaženo statisticky
průkazně vyšší klíčivosti 7. den po založení (22,9 %) a u osiva dvouletého 21,9 % oproti variantě
s osivem starým dva roky (0,0 %). Rozdíly mezi jednotlivými variantami jsou i v dalších termínech
sledování statisticky významné a u nejstaršího osiva je zjištěná velmi nízká klíčivost. Celková klíčivost
20. den po založení byla nejvyšší u varianty dvouleté 68,0 % (statisticky neprůkazně) oproti variantě
čtyřleté (64,0 %) a variantě šestileté (59,0 %) Podobných výsledků u lipnice luční dosáhli i Vrzalová a
Knot (2011), kteří zaznamenali rozdíl mezi dva a čtyři roky starými odrůdami lipnice luční ve výši 7 %.
Z výsledků je zřejmé, že u osiva, které bylo skladováno více let, především pak u varianty šestileté,
dochází k velmi významnému snížení celkové klíčivosti. Z hlediska nástupu klíčení se jeví jako
vhodnější použití osiva čtyřletého.
Tab. 2: Dynamika klíčení a celková klíčivost 20. den po založení pokusu (%) u ošetřené a neošetřené
odrůdy lipnice luční Cocktail
Den po založení
7
10
13
17
20
21,1a
41,1a
53,9a
61,2a
66,4a
Cocktail
2 roky
23,2a
50,8b
62,3b
65,0a
72,0a
Cocktail (Proradix)
21,3a
40,2a
52,8a
62,3a
66,0a
Cocktail (Headstart)
18,1a
44,0a
55,9a
60,1a
60,1a
Cocktail
4 roky
35,1b
60,3b
65,0a
66,8a
66,8a
Cocktail (Proradix)
14,8a
43,1a
57,4a
65,2a
65,2a
Cocktail (Headstart)
0,0a
0,0a
35,2a
46,0a
54,9a
Cocktail
0,0a
0,0a
47,0b
54,0a
63,9a
Cocktail (Proradix)
6 let
0,0a
8,6a
51,9b
58,3b
58,3a
Cocktail (Headstart)
Různá písmena ve sloupcích v jednotlivých letech znamenají statisticky průkazný rozdíl, Tukey test
(p≤0,05)
Stáří
Odrůda (ošetření)
Graf 2: Dynamika klíčení a celková dosažená klíčivost u dvou, čtyř a šestiletého osiva lipnice luční
Cocktail (průměr ošetření)
Různá písmena znamenají statisticky průkazný rozdíl mezi stářím osiva, Tukey test (p≤0,05)
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
51
Závěr
Z výsledků vyplývá, že ošetření osiva metodou Proradix mělo pozitivní vliv na celkovou klíčivost a
rovněž na dynamiku klíčení. U osiva starého 2 a 4 roky byl zjištěn statisticky průkazný vliv na počet
vyklíčených obilek desátý den po založení pokusu. Rovněž hodnoty celkové klíčivosti byly u varianty
osiva ošetřeného Proradixem vyšší o 5,6 % u dvouletého osiva po 9,0 % u osiva šestiletého, oproti osivu
neošetřenému. Metoda Headstart rovněž zvýšila počet vyklíčených obilek, ale její vliv byl spíše nižší a
statisticky neprůkazný.
Z výsledků je rovněž patrné, že stáří osiva hraje významnou roli pro úspěch výsevu. Příliš staré
osivo znamená nižší hodnoty klíčivosti a především opožděný počátek klíčení.
Poděkování
Příspěvek byl zpracován s podporou Výzkumného záměru č. MSM6215648905 „Biologické a
technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu“
uděleného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky a s podporou grantu
QJ1310100 „Vývoj a optimalizace metod stanovení biogenních aminů v návaznosti na zvýšení
zdravotní bezpečnosti siláží“.
Literatura
BOCKSCH, M., (2004). Lagerung und Keimfähigkeit von Rasensaatgut. 9/2004, Deutsche Rasengesellschaft. Dostupné na
Chyba! Odkaz není platný.: 10.2.2011).
BREDBEER, J. W. (1988). Seed dormancy and germination. Champall & Hall, New York.
COPENLAND, L. O., MCDONALD, M.B. (1995). Principles of Seed Science and Technology. 3rd edition. Chapman&Hall,
409 pp.
EVENARI, M. (1965). Light and seed dormancy. In: Ruhland, W. (Hrsg.): Handbuch der Pflanzenphysiologie. Bd. 15, Teil
2, p. 804-841.
GOMEZ, K. A., GOMEZ, A. A., (1984). Statistical procedures for agricultural research. 2nd ed. J. Wiley & Sons, New York,
Chichester, Brisbane, Toronto
KNOT, P., VRZALOVÁ, J., HRABĚ, F. (2008). Moderní technologie ošetření obilek lipnice luční, Zahradnictví, Měsíčník
pro profesionální zahradníky. Odborný recenzovaný časopis, č. 7, 40-41.
MARTÍNEK, J., SVOBODOVÁ, M., KRÁLÍČKOVÁ T. (2011). Stres suchem a dynamika klíčení vybraných trávníkových
odrůd kostřavy rákosovité. Osivo a sadba, X. odborný a vědecký seminář, ČZU v Praze 10.2.2011. Sborník referátů.
s. 78 – 81.
MÍKA, V. a kol, (2002). Morfogeneze trav. Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha, 200 s.
PAZDERŮ, K (2009). Význam energie klíčení pro hodnocení kvality osiva. Osivo a sadba, IX. Odborný a vědecký seminář.
Sborník referátů, 2009. S. 56-60.
VRZALOVÁ, J., KNOT, P. (2011). The effect of seed age and treatment by Proradix Method on germinability and initial
growth of selected meadow grass (Poa pratensis) varieties. Acta univ. agric. et silvic. Mendel. Brun., sv. 59, č. 5, s.
309-314.
_________________________________________________________________________
Contact address: Pavel Knot, Ph.D., Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita v Brně.
Zemědělská 1, 61300 v Brno, E-mail: [email protected]
52
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
REAKCE OSIVA MÁKU SETÉHO NA OŠETŘENÍ NETERMÁLNÍM
PLAZMATEM
Response of Poppy Seed on Non-thermal Plasma Treatment
Perla Kuchtová1, Božena Šerá2, Miroslava Hájková5,6, Jan Kazda1, Petr Dvořák1,
Bogdan Gavril4, Michal Šerý3, Luděk Míča1, Eugen Hnatiuc4, Petr Špatenka3
1
KRV ČZU v Praze
2
Ústav nanobiologie a strukturní biologie CVGZ AV ČR, České Budějovice
3
Jihočeská univerzita, Pedagogická fakulta, České Budějovice
4
Univerzita Apollonia, Iaşi
5
OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., provozovna Opava
6
TRISOL s.r.o.
Abstract
The effect of treatment of low temperature atmospheric plasma generated between the electrodes
(plasma type: GlidArc, time of exposition: 180 s) on the seeds germination, crop parameters and yield
components of poppy seed (Papaver somniferum L., cultivars Major and Orfeus) was observed.
Increased germination was observed in 3 of the 4 treated seed samples in comparison with the control
sample. The number of growing plants was negatively influenced as well as yield. Cultivar Orpheus
responded more sensitively to the plasma treatment than cultivar Major. A higher number of capsules
harvested per plant was founded in 3 of the 4 field variants.
Keywords: poppy seed, seed treatment, plasma, growing, crop parameters, yield
Souhrn
U máku setého (Papaver somniferum L.) odrůdy Major a Orfeus byl sledován vliv ošetření
nízkoteplotním atmosférickým plazmatem generovaným mezi elektrodami (typ plazmatu: GlidArc, čas
expozice: 180 s) na klíčivost semen, parametry porostu a složky výnosu. V porovnání s kontrolou byla
vyšší klíčivost zaznamenána ve 3 ze 4 ošetřených vzorků osiva. Negativně byl ovlivněn počet rostlin a
výnos. Odrůda Orfeus reagovala na ošetření citlivěji. U tří ošetřených variant byl konstatován vyšší
počet sklizených tobolek na rostlinu ve sklizni.
Klíčová slova: mák, ošetření osiva, plasma, pěstování, parametry porostu, výnos
Úvod
Mák citlivě reaguje na nevyrovnanost a odchylky v půdě, výživě i na povětrnostní podmínky, což
v závislosti na ročníku ovlivňuje výši výnosů (Bechyně, 1993). Kvůli působení fytopatogenních hub,
poškozujících klíční a vzcházející rostlinky, vzejde a uplatní se z vysetých semen pouhá jedna čtvrtina
až třetina (Vašák, 2010). Působení patogenů lze omezit redukcí jejich výskytu na osivu (Novotný, 2011)
a ošetření osiva se stalo běžnou součástí pěstitelských strategií.
Mezi úpravy vhodné pro ekologické způsoby hospodaření řadí Pšenička a Hosnedl (2007):
(1) metodu E-ventus (fyzikální ošetření osiva proudem urychlených nízkoenergetických elektronů), (2)
metodu HWT (termická desinfekce, moření horkou vodou) a (3) biologické moření (Polyversum,
Supresivit, nově Gliorex). Při inaktivaci patogenů na povrchu osiv lze využít kombinací metod
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
53
fyzikálně-biologických s přírodními látkami s fytoncidními účinky (Klouček, 2011). Je nutné přihlížet
ke skutečnosti, že ošetření a úpravy vždy ovlivňují vlastnosti osiva, klíčivost a polní vzcházivost.
Některé z fyzikálních metod (E-ventus, HWT) snižují klíčivost ošetřených semen za současně
zvýšených nároků na objem, což se negativně promítá do ceny osiva.
K fyzikálním metodám lze řadit využití plazmových technologií. Mnozí autoři
(Filatova et al., 2011; Henselová et al., 2011; Šerá et al., 2010, 2012 a,b) konstatovali pozitivní vliv na
klíčivost zemědělských plodin při využití plazmatu k ošetření semen. Výsledné vlastnosti ošetřeného
osiva nicméně souvisí s charakterem a obsahem zásobních látek. U máku lze mezi rizikové faktory,
limitující možnosti využití plazmových technologií, řadit tenké, propustné osemení a relativně vysoký
obsah oleje (42 - 55 %) v semenech (Gavril, 2012).
Materiál a metody
V pokusech bylo užito uznané osivo odrůd máku Major a Orfeus.
Odrůda Major registrovaná v roce 2002 byla vyšlechtěna na VŠS Malý Šariš. Je odolná vůči
poléhání a vylomení, s nízkým výskytem hleďáků (0,5 %). Rostliny dorůstají střední výšky a
mají robustnější habitus. Major je plastická univerzální odrůda, které vyhovují především vlhčí oblasti
řepné, ale i bramborářské oblasti. Vyznačuje se střední odolností proti plísni makové i
helmintosporióze. S dobrým výnosovým potenciálem semen poskytuje i vysoké výnosy makoviny.
Semena modré barvy jsou určena k potravinářskému využití, makovina je farmaceutickou surovinou.
Deklarovaná HTS činí 0,555 g. Pro své vlastnosti je Major kontrolní odrůdou ve SOZ pro registraci
nových odrůd (SK i ČR).
Majitelem, šlechtitelem i udržovatelem odrůdy Orfeus je OSEVA PRO, s.r.o. Orfeus je středně
odolný k plísni makové a helmintosporióze na listech i tobolkách. Semena jsou modravá, barevně
vyrovnaná. Olejnatost je ve srovnání s kontrolními odrůdami Major (46,2 %) a Opal (47,4 %) vyšší
(48,0 %). Orfeus je středně raný, středně vysoký a středně odolný k poléhání s výskytem hleďáků
0,55 %. Průměrná HTS činí 0,468 g. Semena jsou na potravinářské využití a makovina pro
farmaceutické účely. Při registraci dosáhl Orfeus výnosů semen 1,68 t/ha (101,8 % na kontrolu). Hodí
se spíše do řepařské výrobní oblasti.
Osiva byla ošetřena na pracovišti Ústavu nanobiologie a strukturní biologie CVGZ Akademie věd
České republiky v Českých Budějovicích. Pro úpravu semen atmosférickým plazmatem byly užity
GlidArc aparatura a plazmochemická aparatura PLASONIC AR-550-M.
(1) GlidArc aparatura je složena ze dvou hliníkových elektrod o tloušťce 2 mm, připojených přes
převodník AUPEM a napájených z elektrické sítě. Výboj vzniká mezi elektrodami v bodě minimální
vzájemné vzdálenosti. Proud plynu vstřikovaný podél osy symetrie elektrody tryskou s průměrem 6 mm
umožňuje pohyb výboje podél elektrod. Tok plynu udržuje parametry v limitech studené plazmy.
Vzorky osiv obou odrůd byly umístěny 250 mm pod elektrodami. Vzdálenost byla vybrána se záměrem
minimalizovat tepelné účinky. V cílové oblasti nepřesáhla teplota 50 ºC. Pracovním plynem byl vzduch
s vodní párou procházející z kompresoru přes baňku s deionizovanou vodou s průtokem 10 l.min-1.
Časová expozice vlivu plazmatu činila 180 s.
(2) Modifikace semen plazmatem byla prováděna také v plazmochemické aparatuře PLASONIC
AR-550-M (v textu značeno: Vakuum). Jedná se o nízkotlakou, nízkoteplotní, mikrovlnnou aparaturu
generující plazma pomocí magnetronu a stojaté vlny rezonátoru. Základní charakteristiky při
generování plazmatu: výkon 500 W, plyn: atmosférický vzduch, průtok plynu 50 ml.min-1, tlak
0,5 mbar a čas expozice 180 s. Detailní popis aparatury je v práci Šerý et al. (2000).
Pokusy byly založeny 18. 3. 2010 na pokusném pozemku FAPPZ ČZU v Praze 6 – Suchdole. Před
založením polního vegetačního pokusu byla u osiv všech variant zjištěna klíčivost a zdravotní stav.
Zkouška klíčivosti proběhla standardně v řízených podmínkách semenářské laboratoře KRV FAPPZ
ČZU v Praze. Byla stanovena HTS, která činila u odrůdy Major 0,549 a u odrůdy Orfeus: 0,428 g. Pro
výsev do dvouřádků byl použit přesný ruční secí strojek. Celková velikost pokusné parcely byla 120 m2.
54
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Výsevek činil 280 semen.m-2. Po vzejití byly rostliny vyjednoceny na počet 60 rostlin.m-2. V průběhu
vegetace byl stanoven počet rostlin a plevelů (prodlužovací růst), sledován zdravotní stav a výskyt
škůdců, zaznamenána doba kvetení apod. Mimo mechanické regulace plevelů nebyly agrotechnické
zásahy. Pokus byl sklizen 12. 8. 2010 ručním olamováním. Byly stanoveny parametry porostu.
Makovice byly ručně vysypány, současně byla hodnocena míra jejich napadení škůdci a chorobami.
Stanovena HTS a po uplynutí dormance, v listopadu 2010 realizovány zkoušky klíčivosti.
Získaná data byla statisticky vyhodnocena pomocí ANOVA na hladině významnosti =0,05.
Výsledky a diskuse
Zdravotní stav osiva před založením polního pokusu byl dobrý, během zkoušky klíčivosti (tab. 1)
se napadená semena vyskytla sporadicky. Nebyla zjištěna souvislost mezi výskytem chorob a
jednotlivými variantami. Statisticky zajímavější bylo vyhodnocení klíčivosti, se zjištěnými významnými
rozdíly mezi ošetřenými variantami 1, 2, 4 a kontrolní varianta 6 (tab. 1).
Tab. 1: Parametry osiva: klíčivost, polní vzcházivost. Počet rostlin ve sklizni. Suchdol. 2010
Varianta Odrůda
1
2
3
4
5
6
Ošetření
Choroby
Klíčivost
(%)
0,00
0,25
0,25
0,25
0,25
0,00
*100,0
*100,0
98,5
*100,0
98,5
*97,5
Major GLID ARC
Orfeus GLID ARC
Major VAKUUM
Orfeus VAKUUM
Major
Kontrola
Orfeus Kontrola
Počet rostlin dlouživý
růst
(rostlin . m-2)
54
*45
48
46
*56
51
Počet rostlin
Sklizeň
Sklizeň
dlouživý růst (rostlin . m(%)
2
(%)
)
19,3
38
13,6
16,1
40
14,3
17,1
38
13,6
16,4
*24
8,6
20,0
*52
18,6
18,2
42
15,0
* Statisticky významný rozdíl.
Graf 1: Procentické porovnání klíčivosti, počtu rostlin.m-1 ve fázi dlouživého růstu i počtu sklizených
rostlin na jednotku plochy u ošetřených variant vždy ku 100 % představovaných kontrolní variantou
(5- Major, 6- Orfeus)
Z grafu 1 je jasně patrný rozdíl v klíčivosti u ošetřených variant stejných odrůd v porovnání
s kontrolami, přičemž reakce odrůdy Orfeus je o něco větší, než u odrůdy Major. V obou případech
ošetření plazmatem byla klíčivost o 2,6 % vyšší, než jakou jsme zaznamenali u kontrolní
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
55
varianty 6 (Orfeus = 100 %). Teoreticky, do značné míry však spekulativně, bychom mohli spojovat
silnější reakci Orfea na ošetření plazmatem s vyšším obsahem oleje v semenech. Ve skutečnosti však
příčina zůstává neznámá a pokusy je vhodné opakovat.
Tab. 2: Parametry výnosu. Suchdol. 2010
Var. Odrůda
1
2
3
4
5
6
Ošetření
Major GLID ARC
Orfeus GLID ARC
Major VAKUUM
Orfeus VAKUUM
Major
Kontrola
Orfeus Kontrola
Výnos
Tobolek
Makovina
Semen
makoviny
-1
-1
-1
(ks . rostl. ) (g . rostl. ) (g . rostlinu )
(t . ha-1)
1,8
0,795
1,670
0,302
1,6
0,818
1,270
0,327
1,6
0,753
1,653
0,287
1,1
0,783
1,805
0,191
1,2
1,030
1,793
0,536
1,1
1,115
1,943
0,471
Výnos
semen
(t . ha-1)
*0,635 / B
*0,513 / AB
*0,628 / B
**0,441 / A
**0,932 / C
**0,816 / C
Výnos
HTS
% V/K
(g)
68,1
62,8
67,4
54,1
100,0
100,0
0,549
0,424
0,550
0,424
0,550
0,425
* Statisticky významný rozdíl.
Pozn. Výnos odrůd: vyznačena homogenita mezi skupinami (LSD, hladina významnosti =0,05)
Rozdíly v dalších termínech nejsou jednoznačné a nevykazují ani podobné trendy, které by bylo
možné jednoduše propojit se způsobem ošetření. Takže, zatímco odrůda Major ve sklizni vykazuje
v procentickém vyjádření stejný počet rostlin (vztaženo ke 100 % kontroly – Major, varianta 5),
u odrůdy Orfeus je ve sklizni rozdíl mimořádný.
Graf 2: Míra napadení makovic škůdci a chorobami
Vzhledem k nízkému počtu rostlin by se, ve vztahu k výnosu, mohl zdát udivujícím nízký
vytvořený počet větví (tobolek) na rostlinu, uvědomíme-li si však, že šlo o ruční vyklepávání, tato
skutečnost již není tak udivující. Rostliny byly mimořádně slabé v důsledku nedostatečné výživy a ve
sklizni dosáhly maximálně poloviny standardní výšky odrůd. Pro závěry z dat získaných v průběhu
pokusu je ovšem podstatné, že rostly na stejné parcele ve srovnatelných podmínkách, a i proto se
zajímavým jeví rozdíl mezi variantami ošetřenými a neošetřenými kontrolami. Vyšší počet větví
56
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
u ošetřených variant může být reakcí na ošetření, které v raných fázích růstu ošetřených plodin působí
stimulačně. Zjevný je pokles výnosu u všech ošetřených variant, který vynikne, porovnáme-li výnos
s příslušnou kontrolou (tab. 2). Řádově jde o desítky procent (32 - 46 %). Odrůda Orfeus reagovala
mnohem citlivěji než odrůda Major (nejen v případě výnosu).
Mezi hodnotami HTS odrůdy Orfeus a Major, stanovenými po sklizni, je statisticky významný
rozdíl. Jde o dvě rozdílné skupiny. Hmotnost tisíce semen je konzervativním znakem, který není přímo
ovlivněn podmínkami prostředí. O reakci na ošetření netermálním plazmatem se hovořit nedá.
Jen s obtížemi lze hledat souvislosti mezi mírou napadení a způsobem ošetření. Totéž platí o
vztahu mezi napadením makovic škůdci a mírou napadení tobolek helmintosporiózou. Tento vztah se
zdá být jasný pouze u první varianty, u ostatních již souvislost zřejmá není. Může jít o subjektivní
osobní chybu analyzanda, s větší pravděpodobností se však jedná o náhodu - parcela hraničila s pásem
křovin, které mohly být útočištěm zdrojem náletu škůdce.
Graf 3: Klíčivost semen z jednotlivých variant pokusu
Ve srovnání s kontrolou byla ve 3 případech ze 4 klíčivost semen sklizených v pokusu ošetřených
variant nižší, než u příslušných kontrolních variant (graf 3). Větší rozdíl byl zaznamenán u odrůdy
Orfeus.
Závěr
Na základě výsledků pokusu lze konstatovat, že ošetření semen máku plazmatem v pokusu:
 zvýšilo klíčivost osiva
 neovlivnilo výskyt chorob zjištěný v průběhu zkoušky klíčivosti
 negativně ovlivnilo počet rostlin a výnos semen na jednotku plochy
 pozitivně ovlivnilo počet sklizených tobolek na rostlinu
 zdánlivě negativně ovlivnilo HTS a klíčivost ošetřených variant
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
57
Vyhodnocení pokusu přináší kromě pozitivních i kontroverzní zjištění a nejasné výsledky. Pro
nalezení souvislostí, charakteru a působení změn během růstu a vývoje rostlin včetně tvorby výnosu
následkem ošetření osiv studeným plazmatem je nezbytné opakování pokusů, včetně zkoušení a
nalézání šetrných metod fyzikálního ošetření osiva.
Poděkování
Příspěvek vznikl díky podpoře grantu NAZV QH 92106 – Pěstitelské systémy u máku se
zaměřením na kvalitu a bezpečnost ekologické a integrované produkce.
Literatura
BECHYNĚ M. (1993). Základy pěstování máku, Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky,
Praha, 36 s. 7.
FILATOVA I., AZHARONOK V., KADYROV M., BELJAVSKY V., GVOZDOV A., SHIK A., ANTONUK A. (2011).
The effect of plasma treatment of seeds of some grain and legumes on their eowing quality and productivity.
Romanian Journal of Physics, 56: 139-143.
GAVRIL B., GAJDOVÁ I., ŠERÁ B., KUCHTOVÁ P., ŠERÝ M., ŠPATENKA P., HNATIUC E. (2012). Různá reakce
semen kultivarů máku setého po ošetření netermálním plazmatem. Sborník konference Vliv abiotických a
biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2012. ČZU a VÚRV, Praha, 1. - 2. 2. 2012, 12. ročník, 231-235.
HENSELOVA M., SLOVAKOVA L., MARTINKA M., ZAHORANOVA A. (2012). Growth, anatomy and enzyme activity
changes in maize roots induced by treatment of seeds with low-temperature plasma. Biologia, 67(3): 490-497.
KLOUČEK P. (2012). Osobní sdělení.
NOVOTNÝ D. (2011). Osobní sdělení.
PŠENIČKA P., HOSNEDL V. (2007). Nechemické ošetření osiva jarního máku jako možnost ochrany v alternativním
zemědělství. Sborník z konference „Ekologické zemědělství 2007“, Česká zemědělská univerzita v Praze, Praha,
s. 166 – 168.
ŠERÁ B., GAJDOVÁ I., ČERNÁK M., GAVRIL B., HNATIUC E., KOVÁČIK D., KŘÍHA V., SLÁMA J., ŠERÝ M.,
ŠPATENKA P. (2012b). How various plasma sources may affect seed germination and growth. Proceedings of the
International Conference on Optimalisation of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM, art.no. 6231880,
1365-1370.
ŠERÁ B., GAJDOVÁ I., GAVRIL B., HNATIUC E., ŠERÝ M., ŠPATENKA P. (2012a). Hemp (Cannabis sativa L.) seeds
after plasma treatment. Proceedings of the International Conference on Optimalisation of Electrical and Electronic
Equipment, OPTIM, art.no. 6231981, 1371-1374.
ŠERÁ B., ŠPATENKA P., ŠERÝ M., VRCHOTOVÁ N., HRUŠKOVÁ I. (2010). Influence of plasma treatment on corn
germination and early growth. IEEE Transactions on Plasma Science, 38(10): 2963-2968.
ŠERÝ M., ŠPATENKA P., PAVLIK J., MESSELHAUSER J. (2000) Chromatic monitoring of downstream microwave
plasma source, Czechoslovak Journal of Physics 50: 481-486
VAŠÁK, J. (ed.). (2010). Mák, powerprint, Praha, 352 s. 1.
VRBOVSKÝ, V. (2009). Poppy Variety Orfeus, Czech J. Genet. Plant Breed., 45, 2009 (1): 35–38 Dostupné z:
http://journals.uzpi.cz/publicFiles/05296.pdf
MAJDANOVÁ, J. 2008. Výsledky odrůdových pokusů UKSUP 2008. ÚKSÚP Beluša. Dostupné z:
http://www.labris.cz/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=43&Itemid=62
Contact address: Perla Kuchtová, Ph.D., Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957, 165 21
Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
58
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
CERTIFIKOVANÁ A FARMÁŘSKÁ SADBA V EKOLOGICKÉM
SYSTÉMU PĚSTOVÁNÍ BRAMBOR
Certified and Farmer Safe Potato Tuber Seed in Organic Growing System
Jiří Diviš
Zemědělská fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Abstrakt
Experiment with certified seed, farmer seed and farmer overgrowth seed potato was founded in
2012 at the organic farm. Tuber yield, tuber weight and the proportion of more than 40 mm and the
starch content were evaluated for varieties Magda (VR), Adéla (R), Laura (PR), Satina (PR) a Bionta
(P) Tuber yield was higher for all varieties in use certified seed. The decrease in the yield and tuber
weight was at the farmer's seed and farm seed overgrowth. The starch content was influenced by variety
and not on effect of seed origin.
Keywords: organic growing potato, seed, yield
Souhrn
Na biofarmě byl v roce 2012 založen pokus s uznanou, farmářskou a přemnoženou farmářskou
sadbou. U vybraných odrůd brambor Magda (VR), Adéla (R), Laura (PR), Satina (PR) a Bionta (P) byl
hodnocen výnos hlíz, podíl hlíz nad 40 mm, hmotnost hlíz nad 40 mm a obsah škrobu. Vyšší výnos hlíz
byl dosažen u všech sledovaných odrůd při použití certifikované sadby. Pokles výtěžnosti a průměrné
hmotnosti hlíz nad 40 mm byl zaznamenán při použití přemnožené sadby. Obsah škrobu by ovlivněn
odrůdou a neprojevil se vliv původu sadby.
Klíčová slova: ekologické brambory, sadby, výnos
Úvod
Volba vhodné odrůdy má v ekologickém zemědělství pro úspěšné pěstování brambor mimořádný
význam. Testování odrůd v podmínkách ekologického zemědělství se v ČR neprovádí. Přednost by
měly mít kvalitní odrůdy s kratší vegetační dobou, rychlým nasazováním hlíz, nižší náročností na
výživu dusíkem a vyšší odolností vůči chorobám (Diviš, 2011; Urban, Šarapatka et al., 2003).
Neuerburg a Padel (1994) uvádějí, že pro pěstování brambor v ekologickém zemědělství a využití
výnosového potenciálu odrůd má mimořádný význam kvalitní sadba. Kováč (2001) a Vokál (2004)
doporučují využívat certifikovanou sadbu, která prošla v polních přehlídkách a posklizňových
zkouškách. Kölsch a Stöppler (1990) zdůrazňují, že použití nekvalitní sadby přináší v ekologickém
pěstování znatelné snížení výnosu. Pro množení sadby v ekologickém zemědělství platí stejné normy
jako pro množení v konvenčním pěstování (Houba a Hosnedl, 2002).
Problémem pěstování brambor v EZ je absence nabídky certifikované sadby z ekologického
množení (Diviš, 2011). Aktuální dostupnost uznané sadby z ekologického množení lze ověřit na www
stránkách ÚKZÚZ. Poslední nabídka uznané sadby brambor z ekologického množení byla v roce 2005 4,925 t sadby u odrůdy Bionta (Diviš, 2007). Dne 31. 7. 2008 skončila všeobecná výjimka na používání
konvenčních osiv a sadby brambor v ekologickém pěstování plodin. Žádost o povolení výjimky na
použití uznané konvenční sadby v EZ od 1. 1. 2010 podává žadatel na ÚKZÚZ, odbor osiv a sadby
(Praha 5 – Motol). Kvalitní a zdravá sadba je v ekologickém pěstování brambor zárukou výnosu hlíz a
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
59
jeho stability (Kováč, 2001, Anonym, 2007). Pěstitelé brambor v EZ certifikovanou sadbu
z konvenčního množení často vícekrát přemnoží, a tak není využit výnosový potenciál použitých odrůd
s negativním dopadem na výnos hlíz a podíl tržních hlíz. V pokusech, které prováděl Diviš (2007)
v letech 2003 až 2005, se prokázalo snížení podílu, a tím i výnosu hlíz konzumní velikosti při použití
přemnožené sadby.
Materiál a metody
Pokus s certifikovanou, farmářskou a přemnoženou farmářskou sadbou byl v roce 2012 založen na
uznané ekologické farmě v nadmořské výšce 620 m, zabývající se pěstováním brambor. Do pokusů
byly zvoleny odrůdy s rozdílnou vegetační dobou Magda (VR), Adéla (R), Laura (PR), Satina (PR),
Bionta (P). Farmářská sadba a přemnožená farmářská sadba byla získána na ekologické farmě. Pokusy
byly založeny s hustotou porostu 45 000 trsů.ha-1. Provedeny byly 2 proorávky na slepo a 2 po vzejití
rostlin. Cílem pokusu bylo zhodnotit projev certifikované sadby a její přemnožování na výnos hlíz,
podíl hlíz nad 40 mm, průměrnou hmotnost hlíz nad 40 mm a obsah škrobu.
Výsledky a diskuse
Poslední nabídka uznané sadby brambor z ekologického množení byla v roce 2005 (4,925 t sadby
odrůdy Bionta, www stránky KEZ Chrudim). Chybějící sadba z ekologického množení dává pěstiteli
brambor v EZ možnost využít na základě žádosti o povolení výjimky sadbu z konvenčního množení. Na
druhé straně však dochází k vyššímu využívání vlastní sadby z běžného pěstování brambor získané
z uznané nebo i z farmářské sadby.
Cílem experimentu bylo porovnání uznané konvenční sadby, farmářské sadby (sadba z uznané
sadby) a sadby získané z farmářské sadby. Experiment na biofarmě začal v roce 2010 a všechny
varianty sadby u zvolených odrůd byly založeny v roce 2012.
Při hodnocení výnosu hlíz byly zaznamenány rozdíly mezi odrůdami. Vyššího výnosu bylo
dosaženo u odrůdy Magda (VR) a Bionta (P). Výnos pod 20 t.ha-1 byl zaznamenán u odrůdy Laura (R).
U všech odrůd byl zaznamenán pokles výnosu hlíz u farmářské sadby v porovnání s uznanou sadbou a
pokles výnosu hlíz u sadby, která byla získána přemnožením farmářské sadby. Nejvýraznější rozdíl 7,6 t
ve výnosu hlíz byl dosažen u odrůdy Bionta. U odrůdy Adéla je zaznamenán nejnižší pokles výnosu hlíz
při porovnání použitých variant sadby. Výsledky pokusu uvedené v tab. 1 potvrdily, že použití kvalitní
a zdravé sadby, jak uvádí Kováč (2001) a Anonym (2007), je zárukou dosažení předpokládaného a
očekávaného výnosu hlíz.
Tab. 1: Výnos hlíz t.ha-1
Odrůda
Certifikovaná sadba Farmářská sadba
Magda
Adéla
Laura
Satina
Bionta
27,4
23,3
18,7
24,0
31,6
26,7
23,3
17,2
21,1
28,5
Přemnožená
farmářská sadba
22,8
22,8
14,7
19,5
23,8
Při použití certifikované sadby byl u všech odrůd v pokusu zaznamenán vyšší podíl hlíz nad 40 mm
při srovnání s přemnoženou sadbou. Podíl tržních hlíz nad 90 % byl při použití certifikované sadby u
odrůdy Bionta a Adéla. Nejnižší podíl 80,9 % u certifikované sadby byl zaznamenán u odrůdy Laura.
Při porovnání farmářské sadby a přemnožené farmářské sadby byl vyšší podíl hlíz nad 40 mm u
farmářské sadby. Pouze u odrůdy Satina byl zjištěn vyšší podíl hlíz nad 40 mm u přemnožené farmářské
sadby – rozdíl 1,5 %. Výsledky uvedené v tab. 2 potvrzují údaj Diviše (2007), že při použití
přemnožené sadby dochází ke snížení podílu hlíz konzumní velikosti.
60
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 2: Podíl hlíz nad 40 mm (%)
Odrůda
Certifikovaná sadba Farmářská sadba
Magda
Adéla
Laura
Satina
Bionta
84,3
90,5
80,9
88,6
90,8
84,0
89,0
80,7
93,6
88,9
Tab. 3: Průměrná hmotnost tržních hlíz nad 40 mm v g
Odrůda
Certifikovaná sadba Farmářská sadba
Magda
Adéla
Laura
Satina
Bionta
91,4
97,3
100,8
103,2
88,6
91,0
106,7
87,0
99,5
103,9
Přemnožená
farmářská sadba
82,9
80,3
75,2
91,1
85,4
Přemnožená
farmářská sadba
86,3
90,3
80,3
82,6
82,9
Použití přemnožené farmářské sadby znamenalo u všech odrůd snížení průměrné hmotnosti hlíz
nad 40 mm. Ve srovnání s certifikovanou sadbou je nejvyšší pokles zaznamenán u odrůd Laura a
Satina. Nejvyšší průměrná hmotnost hlíz nad 40 mm byla zaznamenaná při použití farmářské sadby u
odrůdy Adéla (106,7 g) a Bionta (103,9 g). U certifikované sadby hmotnost hlíz nad 100 g byla zjištěna
u odrůd Laura a Satina. Použití přemnožené farmářské sadby znamenalo u všech odrůd snížení
průměrné hmotnosti hlíz až na 80 g u odrůdy Laura. Výsledky uvedené v tab. 3 jsou shodné s údaji
Diviše (2011), že použití kvalitní a zdravé sadby se pozitivně projeví na průměrné hmotnosti hlíz
konzumní velikosti.
Tab. 4: Obsah škrobu (%)
Odrůda
Certifikovaná sadba Farmářská sadba
Magda
Adéla
Laura
Satina
Bionta
13,3
11,6
12,0
11,0
12,5
13,5
11,2
12,2
11,0
12,3
Přemnožená
farmářská sadba
13,0
11,6
11,9
11,2
12,3
Obsah škrobu v hlízách byl ovlivněn odrůdou. Vyšší obsah škrobu byl zaznamenán u odrůdy
Magda (VR) a Bionta (P). U ostatních odrůd byl zjištěn obsah škrobu mezi 11 a 12 %. Výsledky
neprokázaly vztah mezi obsahem škrobu v hlízách a původem sadby.
Závěr
Při hodnocení dosažených výsledků byl potvrzen význam použití kvalitní sadby při pěstování
brambor v EZ. Absence certifikované sadby z ekologického množení dává pěstiteli brambor též
možnost vybrat si vhodnou odrůdu ze široké nabídky sadby z konvenčního množení. Výsledky
experimentu potvrdily, že při výběru vhodné odrůdy a použití kvalitní sadby, je možné v EZ dosahovat
výnos hlíz nad 20 t.ha-1. Rovněž se potvrdil význam použití kvalitní sadby na vyšší podíl hlíz konzumní
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
61
velikosti. U všech sledovaných odrůd byly nejlepší výsledky u sledovaných parametrů dosaženy u
certifikované sadby. Použití farmářské sadby přineslo snížení výnosu hlíz a podílu konzumních hlíz nad
40 mm. Výraznější snížení bylo zaznamenáno při použití přemnožené farmářské sadby.
Poděkování
Výsledky byly získány za podpory projektu NAZV QI 101A184.
Literatura
ANONYM (2007). Biobrambory – jak ekologicky vypěstovat kvalitní brambor. Praktická příručka, vydal Bioinstitut, o.p.s.
Olomouc ve spolupráci s PRO-BIO Šumperk, 24 s.
DIVIŠ J. (2007). Projev uznané a farmářské sadby a její biologické přípravy v ekologickém pěstování brambor.VIII.odborný
a vědecký seminář OSIVO A SADBA, ČZU Praha, s. 58-62.
DIVIŠ J. a kol. (2011). Pěstování brambor v podmínkách ekologického zemědělství, Metodika, Jihočeská univerzita
v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, 43 s.
HOUBA M. (2003). Sadba brambor. Europlant, Praha, 102 s.
HOUBA M.; HOSNEDL V. (2002). Osiva a sadba. M. Sedláček, Praha, 186 s.
KÖLSCH E.; STÖPPLER H. (1990). Kartoffeln in ökologischen Landbau. , Darmstadt, 110 s.
KOVÁČ K. a kol. (2001). Ekologické pestovanie zemiakov. Agroservis, Nitra, 102 s.
NEUERBUG W., PADEL S. (1994). Ekologické zemědělství v praxi. Agrospoj Praha, 476 s.
URBAN, J., ŠARAPATKA, B. a kol. (2003). Ekologické zemědělství. MŽP Praha, PRO-BIO Sraz ekologických zemědělců,
280 s.
VOKÁL B. a kol. (2004). Pěstování brambor, Agrospoj, Praha, 261 s.
Contact address: Doc. Ing. Jiří Diviš, CSc., Katedra rostlinné výroby a agroekologie,
ZF JU České Budějovice, Studentská 13, 370 05 České Budějovice: E-mail: divis @ zf.jcu.cz
62
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
ZLEPŠENÍ PĚSTOVÁNÍ SADBY BRAMBOR V EKOLOGICKÉM
ZEMĚDĚLSTVÍ
Improvement of Potato Tuber Seed Production in Organic Growing System
Jaroslav Tomášek, Petr Dvořák, Jiří Cimr
KRV, ČZU v Praze
Abstract
The selection and quality of planting material is a very important element in organic potato
growing system. PRP-SOL, lignohumat B, vermi-tea and new ways in potato organic growing
(protective net, mulch textile) were used in two-year trials to improve quality of tuber seed. The
PRP-SOL preparation increased tuber seed yield and together with mulch textile increased rate of tuber
seed with diameter 40 - 55 and 56 - 60 mm. PRP-SOL significantly reduced the potato blight infestation
on the plant leaves too. Vermi-tea treatment showed significantly higher chlorophyll content in the
leaves.
Keywords: tuber-seed, PRP-SOL, potato, yield, potato blight
Souhrn
Výběr a kvalita sadby je velmi významným prvkem při pěstování brambor ekologickým způsobem.
Pro zlepšení produkce sadby brambor byly využity v dvouletém pokusu přípravky PRP-SOL,
Lignohumát B, vermičaj a nové způsoby pěstování bio-brambor (využití ochranné sítě, mulčovací
textilie). Přípravek PRP-SOL zvyšoval výnos sadbových hlíz. Stejný přípravek na mulčovací textilii pak
zvyšoval i podíl sadby o velikosti 40 - 55 a 56 - 60 mm. PRP-SOL průkazně snižoval napadení listové
plochy plísní bramboru. Moření hlíz vermičajem prokázalo vyšší obsah chlorofylu v listech.
Klíčová slova: sadba, PRP-SOL, brambory, výnos, plíseň bramboru
Úvod
Plocha brambor pěstovaných v kontrolovaném systému ekologického zemědělství roste, ale i
přesto dosahuje jen 280 ha (MZe, 2012). Při současné možnosti pěstovat brambory v biokvalitě se
otevírá otázka potřeby kvalitní a zdravé sadby. V současné době je minimální nabídka certifikované
sadby. Osivo a sadba představují biologický materiál, který je základem kvality a nositelem vlastností
budoucího porostu. Zásadním požadavkem na sadbu je její vysoká biologická a semenářská hodnota
(Dvořák et al., 2007).
V systému ekologického zemědělství je nutné vysazovat narašenou sadbu, lépe je však používat
sadbu předklíčenou. Porost z předklíčené sadby vzchází rychleji a lépe konkuruje plevelům.
Předkličování sadby zvyšuje fyziologické stáří hlíz, které vede k menší tvorbě klíčků a stonků, snižuje
citlivost k virovým chorobám (tzv. rezistence stářím). Dostupnost certifikované sadby je možné zjistit
na stránkách http://www.ukzuz.cz/Folders/2295-1-Ekologicke+osivo.aspx, včetně výjimky na použití
konvenční sadby v případě nedostupnosti sadby.
Pěstitel (množitel) musí používat pouze certifikovanou sadbu brambor či biobrambor, odpovídající
pro příslušný stupeň množení. Pro pěstování sadbových brambor se nejčastěji používá meziřádková
vzdálenost 750 mm a větší počet jedinců na hektar. Doba sázení se řídí povětrnostními podmínkami,
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
63
probíhá nejčastěji v druhé polovině dubna. Pro sázení je vlhkost půdy důležitější než její teplota (Vokál,
2004).
Pro biobramboráře jsou největším problémem při pěstování brambor plíseň bramboru (Phytophtora
infestans) a výživa porostů (Finckh et al., 2006). Pro ochranu, podporu růstu a zvýšení
obranyschopnosti rostlin, je možné v systému EZ použít podpůrné bio-přípravky. Například vermičaj
z kalifornských žížal použitelný pro moření osiva a sadby. Složení jejich výměšku má pozitivní vliv na
vývoj rostlin a klíčení, neboť dle Stumpfa (2006), vermičaj obsahuje huminové kyseliny, růstové
hormony, enzymy, mikroorganismy a aminokyseliny. Pro zajištění vyšší klíčivosti je vhodný přípravek
Lignohumát B, který se používá k moření semen a cibulí před výsadbou (Tugarinov et al., 2008).
Výživa porostů brambor v ekologickém zemědělství by měla být realizována pokud možno alespoň
25 % podílem leguminóz a zbývající část dodáním statkových hnojiv (Haase et al., 2005).
Metodika
Přesný polní pokus byl založen v letech 2010 - 2011 na Výzkumné stanici katedry rostlinné výroby
ČZU v Praze Uhříněvsi. Byla použita biologicky připravená sadba tří odrůd (Monika, Red Anna a
Jelly). Pokus byl založen v následujících variantách ošetření sadby (vždy min. ve třech opakováních):
1. Mořeni Lig. (máčení hlíz 5 minut v 0,02% roztoku Lignohumátu B před předkličováním,
Lignohumát B – podstatou jsou huminové látky a fulvokyseliny).
2. Lig. při výsadbě (0,02 % roztok Lignohumátu B aplikovaný na hlízy při výsadbě)
3. Moření vermi (máčení hlíz 5 minut v 2,5% roztoku vermi-tea – podstatou jsou výměšky
kalifornských žížal žijících ve vermikompostu)
4. PRP-SOL - na klasických hrůbcích (v dávce 300 kg.ha-1, PRP-SOL je granulát vápenatých a
hořečnatých uhličitanů a rostlinného pojiva )
5. PRP-SOL MT – na hrůbcích s mulčovací textilií (v dávce 300 kg.ha-1)
6. Ochranná síť (tvořena jemným polyesterovým úpletem s velikostí ok 2 mm) - proti kladení a
náletu mandelinky bramborové (Leptinotarsa decemlineata)
7. Kontrola – hrůbky s mechanickou kultivací (bez mulče)
8. Kontrola MT - s mulčovací textilií (MT) - vodě a vzduchupropustná textilie s hustotou 50 g.m-2.
Výsadba hlíz proběhla vždy podle podmínek ve druhé dekádě dubna. Hlízy byly ručně vysázeny
(ve sponu 800 x 300 mm), u MT do předem vytvořených otvorů. Toto opatření bylo použito kvůli
snížení tlaku plevelů. Během vegetace byl sledován obsah chlorofylu v horních listech (30 měření na
jednu variantu) jednou týdně chlorofylmetrem Minolta. Hodnocení plísně na listech bylo hodnoceno jen
v roce 2011 procentickým podílem napadených listů plísní bramboru. Pokus byl veden v souladu
s předpisy o Ekologickém zemědělství (EZ). Sklizeň probíhala začátkem září ručním sběrem hlíz. Při
hodnocení výnosu byly hlízy roztříděny do velikostních tříd: hlízy podsadbové, hlízy 25 - 40 mm,
41 - 55 mm, 56 - 60 mm a nadsadba nad 60 mm. Byly zjišťovány počty hlíz u jednotlivých velikostních
frakcí (hodnoceno na pokusnou variantu 45 ks rostlin).
Pokusné varianty byly srovnány s neošetřenou kontrolou. Pro statistické vyhodnocení byla použita
ANOVA (programu Statistica v. 9.1.) a pro podrobnější porovnání rozdílů mezi průměry HSD Tukey
test. Písmeny a, b, c nebo znakem * jsou u tabulek a grafů označeny statisticky významné rozdíly mezi
průměry.
Výsledky a diskuse
Pokusné varianty a ošetření vykazovaly rozdílné výsledky ve výnosu (tab. 1). Varianta s půdním
přípravkem PRP-SOL docílila nejvyššího celkového výnosu, moření vermi se ukázalo jako opatření
s nejnižším výnosem. Mezi jednotlivými frakcemi byla statisticky průkazně menší hmotnost hlíz
56 - 60 mm jen v případě moření Lignohumátem ve srovnání s moření vermi a PRP-SOL MT. Průměry
ostatních pokusných variant nebyly mezi sebou statisticky průkazné, byly zde nalezeny trendy. Moření
64
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Lignohumátem snižovalo velikost nadsadby, naopak varianty s PRP-SOL vykazovaly nejvyšší hmotnost
frakce nad 60 mm. Pro střední sadbu 40 - 55 mm se jevil v pokusných letech nejlépe přípravek
PRP-SOL na mulčovací textilii.
Tab. 1: Výnos jednotlivých frakcí a celkový výnos pokusných variant
Varianta
Moření vermi
Moření Lig
Lignohumát při
výsadbě
Kontrola
PRP-SOL MT
Ochranná síť
Kontrola MT
PRP-SOL
Hmotnost hlíz (kg). pokusná parcelka-1
do 40 mm*
41 - 55 mm*
56 - 60 mm
nad 60 mm*
1,18
4,36
3,06 a
3,38
1,54
4,04
0,40 b
0,36
Celkový výnos*
t.ha-1
17,59
17,68
19,28
19,49
20,85
21,37
21,59
22,39
1,16
1,18
1,14
0,95
1,37
0,89
4,46
4,62
5,15
4,70
4,45
4,58
2,64 ab
1,54 ab
3,04 a
2,82 ab
2,51 ab
2,38 ab
4,00
2,22
4,02
4,33
5,10
5,34
Tab. 2: Průměrný počet sadbových hlíz na pokusnou parcelku
Varianta
PRP-SOL
Ochranná síť
PRP-SOL MT
Moření Lig
Lignohumát při
výsadbě
Moření vermi
Kontrola MT
Kontrola
do 40 mm*
31,7
38,2
43,3
58,0
Počet hlíz . pokusná parcelka-1
41 - 55 mm*
56 - 60 mm
54,3
15,3 ab
56,2
18,7 ab
62,3
33,5 a
51,3
2,7 b
41,2
46,5
51,2
44,1
52,5
51,5
52,5
57,3
16,8 ab
20,5 ab
16,5 ab
10,7 b
nad 60 mm*
18,8
18,3
16,8
1,7
17,0
13,8
19,5
9,5
Statisticky průkazně většího počtu hlíz sadbové velikosti 56 - 60 mm bylo dosaženo u přípravku
PRP-SOL MT oproti variantám kontrola a moření Lignohumátem (tab. 3). Nežádoucí nadsadba byla
zjištěna nejnižší u ošetření moření Lignohumátem, naopak PRP-SOL a ochranná síť vykazovaly
největší počet hlíz nadsadbové velikosti. Moření lignohumátem mělo vliv na vyšší počet hlíz <40 mm
(tab. 2).
Tab. 3: Vliv ošetření na sadbové ztráty, průměrnou hmotnost hlíz a obsah chlorofylu v listech
Varianta
PRP-SOL
Ochranná síť
PRP-SOL MT
Kontrola
Lignohumát při
výsadbě
Moření vermi
Kontrola MT
Moření Lig
ztráty (kg).parc.-1
*
2,47
2,63
3,26
3,31
prům.hm.hlíz
(g)
119,20 a
98,30 ab
83,37 ab
78,47 b
chlorofyl
(SPAD)
37,42 cd
40,40 ab
36,46 cd
40,81 a
3,32
3,38
3,79
4,28
95,51 ab
85,00 ab
98,07 ab
55,04 b
38,40 c
42,36 a
x
36,65 b
Při hodnocení ztrát (sadba <25 mm, hlízy s plísní, strupovité hlízy a poškozené, tab. 3) nebyl
zjištěn průkazný rozdíl u pokusných variant. Nejvyšších ztrát bylo dosaženo u varianty ošetřené
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
65
Lignohumátem (moření Lig), což bylo způsobeno obecně menší sadbovou velikostí hlíz u této varianty.
PRP-SOL a rostliny nakryté ochrannou sítí měly nejnižší ztráty. S těmito výsledky korespondovala
průměrná hmotnost hlíz, kde statisticky průkazně nejnižší hmotnosti sadbových hlíz docílila varianta
mořená Lignohumátem (55,04 g) oproti PRP-SOL se 119,2 g průměrné velikosti jedné hlízy. Během
vegetace byl hodnocen obsah chlorofylu na listech, mezi variantami byly zjištěny rozdíly: Lignohumát
aplikovaný při výsadbě měl průkazný rozdíl na zvýšení obsahu chlorofylu v listech oproti kontrole,
ochranné síti a moření Lig.
Plíseň bramboru způsobuje ztráty na výnosech konzumních brambor a její výskyt zvyšuje riziko
splavení spór do hlíz. Statisticky průkazně nejnižší napadení listové plochy bylo zjištěno u varianty
PRP-SOL, a to ve všech třech sledovaných termínech (graf 1). Moření Lignohumátem a vermičajem a
varianta PRP-SOL MT vykazovalo shodné napadení plísní. Průkazně větší napadení plísní bylo
pozorováno u neošetřené kontroly.
Graf 1: Výskyt plísně bramboru na listech během vegetace podle varianty
50
a
45
40
a
35
30
25
bc
15
10
b
a
20
bc
bc
%
napadení
plsíní
bc
bc
bc
c
c
c
5
b
b
Lig.
vysadba
Moreni
Vermi
PRP-SOL
PRP-SOL
MT
kontrola
Lig.
vysadba
Moreni
Vermi
PRP-SOL
PRP-SOL
MT
kontrola
Lig.
vysadba
Moreni
Vermi
PRP-SOL
PRP-SOL
MT
kontrola
0
18.7.
18.7.
18.7.
18.7.
18.7.
22.7.
22.7.
22.7.
22.7.
22.7.
28.7.
28.7.
28.7.
28.7.
28.7.
Závěr
Zemědělci, pěstující brambory v systému EZ, by měli pěstovat jen zdravou a certifikovanou sadbu.
Vzhledem k tomu, že někdy nebývá dostatek certifikované sadby, je možné využít sadbu farmářskou či
sadbu konveční. Při pěstování farmářské sadby je možné využít pomocného půdního přípravku
PRP-SOL s nejvyšším celkovým nárůstem výnosu a nejnižšími ztrátami. Je zde ovšem riziko většího
objemu nadsadbových hlíz. Stejný přípravek aplikovaný na mulčovací textilii ovlivnil dosažení
nejvyššího počtu hlíz velikosti 40 - 55 a 56 - 60 mm. Pro zajištění drobnější sadby je možné využít
moření Lignohumátem, který zvyšoval počet (hmotnost) hlíz do 40 mm a byl u této varianty zjištěn i
nejnižší podíl větších hlíz (nad 60 mm).
Výskyt plísně na listech byl průkazně eliminován použitím přípravku PRP-SOL (na klasických
hrůbcích), což omezuje nebezpečí splavení spór plísně ke hlízám a následném znehodnocení sadby.
Varianta moření vermičajem vykázala významně vyšší obsah chlorofylu v listech během vegetace.
Poděkování
Tato publikace vznikla za podpory MŠMT výzkumného záměru MSM 6046070901 a
projektu MZe NAZV QH 82149.
66
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Literatura
DVOŘÁK, P., HAMOUZ, K. (2007). Vliv velikosti sadby na výnos raných brambor. In: Sborník Osivo a sadba: VIII.
odborný a vědecký seminář, ČZU. s. 100-104.
FINCKH, M. R. (2006). Schulte-Geldermann, E.; Bruns, C. Challenges to Organic Potato Farming: Disease and Nutrient
Management. Potato Research, 49: 27–42.
HAASE, T.; SCHÜLER, C.; KÖLSCH, E.; HAASE, N.,U. (2005). Einfluss von Dungung und Sorte auf Ertrags- und
Qualitätsparameter von Verarbeitungskartoffeln im Ökologischen Landbau. In: Heß J, Rahmann G (eds) Ende der
Nische. Beiträge zur 8. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau, 1–4 March 2005, Kassel. Kassel
University Press, s. 51–54.
MZE. (2012). Ročenka 2011 Ekologického zemědělství v České republice. Ministerstvo Zemědělství Praha.
STUMPF, W. (2006). Biologisches Pflanzenstärkungsmittel BIQ punktet mit hervorragenden Untersuchungsergebnissen im
Vergleich zu anderen Düngern. Pressinformation
TUGARINOV, L.V., ALEXEJOVA, S.V., SKRENŽEVSKÝ S.S. (2008). Lignohumát v zemědělství. Rozsah použití. Státní
zemědělská univerzita Petrohrad. s. 1–6.
VAN DELDEN, A. (2001). Yield and growth of potato and wheat under organic N-Management. Agronomy J,
93:1370-1385.
VOKÁL, B. (2004). Technologie pěstování brambor; 1. vyd. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací. 91 s.
Contact address: Ing. Jaroslav Tomášek, Ph.D., Katedra rostlinné výroby FAPPZ, Česká zemědělská
univerzita v Praze, 165 21 Praha - Suchdol, e-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
67
VLIV PŘEDSEŤOVÉ STIMULACE OSIVA A LISTOVÉ APLIKACE
BÓRU NA PRODUKTIVITU CUKROVKY
The Influence of Pre-sowing Seed Stimulation and Foliar Fertilization with Boron on a
Productivity of Sugar Beet
Prośba-Białczyk Urszula1, Szajsner Hanna2, Lewandowska Sylwia2,
Spyrka Bartłomiej1
1
Department of Crop Production
2
Department of Genetics, Plant Breeding and Seeds Production
Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Poland
Abstract
Productivity of sugar beet under the influence of pre-sowing seed stimulation (priming) and boron
foliar fertilization was analyzed in field and laboratory studies. Changes of dry matter content and
mineral macrocomponents were determined during the period of intensive root mass growth and sugar
gathering. Additionally the root yield during harvest as well as saccharose content was determined. Presowing seed stimulation in priming technology and boron fertilization positively affected the dry matter
content in plants and modified the mineral concentration of macronutrients in roots and leaves.
Stimulation of seeds caused an increase of potassium content in roots during their intensive
development, as well as potassium, phosphorus, magnesium and sodium in leaves. Seed preparation in
priming technology positively affected the sugar content and its productivity.
Keywords: sugar beet, priming, boron, yield, sacchorose
Souhrn
Productivity of sugar beet under the influence of pre-sowing seed stimulation (priming) and boron
foliar fertilization was analyzed in field and laboratory studies. Changes of dry matter content and
mineral macrocomponents were determined during the period of intensive root mass growth and sugar
gathering. Additionally the root yield during harvest as well as saccharose content was determined. Presowing seed stimulation in priming technology and boron fertilization positively affected the dry matter
content in plants and modified the mineral concentration of macronutrients in roots and leaves.
Stimulation of seeds caused an increase of potassium content in roots during their intensive
development, as well as potassium, phosphorus, magnesium and sodium in leaves. Seed preparation in
priming technology positively affected the sugar content and its productivity.
Klíčová slova: řepa cukrová, stimulace osiva, bór, výnos, cukr
Introduction
Pre-sowing seed stimulation has a positive effect on seedlings vigor and their metabolism as well
as modifies the plant yield and yield quality (Aladjadjiyan, 2007; Marinković et al., 2008, Pietruszewski
and Wójcik, 2000; Prośba-Białczyk et al., 2011; Prośba-Białczyk et al., 2012).The effects of pre-sowing
seed stimulation of cultivated crops are conditioned by genotype, fertilization and particularly by
vegetation conditions. Scientists highlight the varied response of species and varieties depending on
seeds refining (Marinković et al., 2008, Prośba-Białczyk, 2012). They also show that stimulation effect
68
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
is depended on vegetation of plant conditions (Wróbel, 1997). Larger yield increases due to seeds
improvement obtained in stress conditions and unfavorable for plant vegetation.
For several years a widely used method of sugar beet seed stimulation is conditioning (priming).
The studies show clearly that this method of stimulation hurries emergence and have a beneficial effect
on the course of the early development phases (Vasilevski, 2003; Wójcik et al., 2004). Cotyledons and
embryonic roots of seedlings developed from seeds stimulation (priming) are longer and the cotyledons
contain more plant pigments (Prośba-Białczyk et al., 2011; Pulkrabek et al., 2001; Rochalska, 2005;
Sacała et al., 2012; Siddiqui et al., 2006). Emerging seedlings developed from seeds stimulation appear
a few days earlier than the non-stimulated beet-seed balls. In the study the authors observed also speed
forming of the first leaves. For this reason studies were undertaken to analyze the effect of foliar
fertilization with boron in an interaction with the pre-sowing seeds stimulation.
Methods
Field and laboratory studies were conducted in the years 2010 – 2012 in soil and climate conditions
of the Silesian Lowland in a split-plot design. Factors of the experiment were beet-seed balls stimulated
in priming technology (S), standard non-stimulated (NS) and foliar (double) with boron fertilization (at
a total dose of 2 kg. ha-1) during the forming of rosette 6 - 8 and 12 - 14 leaves (BBCH 16 and 24). The
effect of tested factors was determined by analyzing changes of mineral macrocomponents content in a
period of intensive growth of root mass, whereas during harvest - the root and leaves yield, the
saccharose and molasses outgrowth content - α-aminoacid nitrogen, potassium and sodium cations.
Nitrogen content and mineral microelements were determined in leaves and roots in the early days of
July, August, September and October in material mineralized on dry by spectrophotometer 210 VGP
(Atomic Absorptcion Spektropfotometr), whereas the saccharose and molasses content - α-aminoacid
nitrogen, potassium and sodium in riped roots on the automatic Venema line.
The statistical evaluation of the analyzed traits was made according to the method of field
experiments with two variable factors. In the synthesis of results the split-plot method was used modified taking into account research years as the dependent variable. Analysis of variance was used in
statistical elaboration. In addition the least significant difference was specified, confidence level α=0.05,
using Duncan's test.
Results and Discussion
Pre-sowing seed stimulation modified the dry matter content in roots and leaves (Fig. 1). The roots
of plants developed from stimulated seeds since July until harvest were characterized by higher of
0.7 - 0.9 % the dry matter content than roots developed from non-stimulated seeds. Boron fertilization
influenced positively on dry matter concentration in roots but a significant effect of the treatment was
only found in plants developed from stimulated seeds. A similar dependence was found in leaves but
only in July. Plant leaves developed from stimulated seeds contained more dry matter than nonstimulated seeds, whereas boron fertilization significantly affected on only stimulated plants.
Fig. 1: Dry matter content in roots (left side) and leaves (right side), (%)
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
69
Fig. 2: Content of macroelements in roots (left side) and leaves (right side), (g.kg-1 of dry matter)
70
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
The content of nitrogen and mineral macrocomponents in roots and leaves was modified by the
influence of pre-sowing seed stimulation and boron fertilization (Fig. 2). Stimulation of seeds had no
effect on the concentration of nitrogen neither roots nor leaves However, an increase of the nitrogen
content in leaves under the influence of applied boron was found in July and August. The roots and
leaves developed from stimulated seeds were distinguished by a higher content of potassium in July.
Seed stimulation also positively affected the content of phosphorus and magnesium in roots. The
chemical composition of plants was also modified by boron fertilization. The influence of boron
fertilization resulted in higher concentration of nitrogen, phosphorus, potassium and magnesium in
leaves, whereas phosphorus, potassium, magnesium and sodium in roots. Under the influence of boron
the growth of these elements was found in plant leaves developed from the stimulated seeds.
Tab. 1: Yield of roots, sugar and technological sugar (t.ha-1), sucrose content (%)
Yield of
Yield of
Yield of
Sucrose
Foliar
technological
Seeds
roots
sugar
content
(%)
fertilization
sugar
(t.ha-1)
(t.ha-1)
-1
(t.ha )
B
84,3
15,1
13,4
17,8
S
WB
79,2
13,6
11,9
17,2
mean
81,7
14,3
12,6
17,5
B
80,5
13,9
12,4
17,4
NS
WB
76,0
12,8
11,0
16,8
mean
78,2
13,3
11,7
17,0
LSD α=0,05
i.d.A 4,2B
0,8A i.d.B
0,9A i.d.B
0,4A 0,5B
A – LSD of seeds stimulation
B – LSD of foliar fertilization
Pre-sowing seed stimulation and foliar fertilization with boron modified the height of root yield
and sugar productivity (Tab. 1). The plants roots produced from stimulated seeds contained (about 1 %)
more sugar than plants roots developed from non-stimulated seeds and gave higher biological and
technological sugar yield. Studies have confirmed, also ascertained by other authors (Wróbel, 1996), the
positive effect of boron fertilization on yield and content as well as productivity of sacchrose. Boron
fertilization resulted in higher yields of 4.8 t.ha-1 and roots contained about 0.5 % more sucrose.
Conclusions
1. Pre-sowing seed stimulation in priming technology and boron fertilization causes an increase of
dry matter content in roots.
2. Seed stimulation and boron fertilization modify the concentration of mineral macrocomponents
in roots and leaves. Roots developed from stimulated seeds during the period of their intensive growth
contain more potassium, whereas leaves - potassium, phosphorus, magnesium, sodium than in plants
developed from non-stimulated seeds.
3. Preparing seeds in priming technology has a positive effect on sugar content and its productivity.
References
ALADJADJIYAN A. (2007). The use of physical methods for plant growing stimulation in Bulgaria. Journal Central
European Agriculture, vol. 8, No 3, 369-380.
Marinković B., Grujić M., Marinković D., Crnobarac J., Marinković J., Jaćimović G., Mircov D.V. (2008). Use of
biophysical methods to improve yields and quality of agricultural products. Journal of Agricultural Sciences, vol.
53, No. 3, 235-241.
PIETRUSZEWSKI S., WÓJCIK S. (2000). Effect of magnetic field on yield and chemical composition of sugar beet roots.
Int. Agrophysics. 14: 89-92.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
71
PROŚBA-BIAŁCZYK U. (2012). Laserem w nasiona. Poradnik Plantatora Buraka Cukrowego. 2(56), 25-28.
PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., GRZYŚ E., DEMCZUK A., SACAŁA E. (2011). Vliv stimulace osiva na
produktivitu cukrowe repy. Listy Cukrovarnicke a Reparsske 127, 344 347.
PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., SPYRKA B., BĄK K. (2012). The influence of presoving stimulation on seeds
on changes in mineral composition and sucrose content in sugar beet. Journal of Elementology.
PULKRABEK J., JOZEFYOVA L., FAMERA O., STEPANEK P. (2001). Differences in chlorophyll content in leaves of
sugar beet. Rostlinna vyroba, 47(6), 241-246.
ROCHALSKA M. (2005). Influence of frequent magnetic field on chlorophyll content in leaves of sugar beet plants.
Nukleonika 50 (Supplement 2), 25-28.
SACAŁA E., DEMCZUK A., GRZYŚ E., PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H. (2012). Impact of presowing laser
irradiation of seeds on sugar beet propetries. International Agrophysics, vol.26 No 3.295-300.
SIDDIQUI M.H., KHAN M.M.A., KHAN M.N., MOHAMMAD F., NAEEM M. (2006). Hill reaction, photosynthesis and
chlorophyll content in non-sugar-producing (Turnip, Brassica rapa L.) and sugar-producing (Sugar beet, Beta
vulgaris L.) root crop plants. Turkish Journal of Biology, 30, 153-155.
VASILEVSKI G. (2003). Perspectives of the application of biophysical methods in sustainable agriculture. Bulgarian
Journal of Plant Physiology, Special Issue, 179-186.
WÓJCIK S., DZIAMBA M., PIETRUSZEWSKI S. (2004). Effect of microwave radiation on the field and technological
quality of sugar beet roots. Acta Agrophysica, 3/3, 623-630.
WRÓBEL S. (1997). Wpływ nawożenia mikroelementami na plonowanie i skład chemiczny buraka cukrowego. Biuletyn
IHAR. 202: 193-196.
Contact Address: Urszula Prośba-Białczyk, Ph.D., Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Uniwersytet
Przyrodniczy we Wrocławiu, pl. Grunwaldzki 24a, 50 – 363 Wrocław.
E – mai: [email protected]
72
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
METODIKA TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ SEMEN A KLÍČNÍCH
ROSTLIN NA ODOLNOST VŮČI FYZIKÁLNÍM STRESORŮM PRO
SELEKCI GENETICKÝCH ZDROJŮ ŘEPKY OZIMÉ
Method of Testing of the Seed Traits and Seedling Development under Abiotic Stress
Conditions for Selection of Oilseed Rape Genetic Resources
Ladislav Bláha, Miroslava Vyvadilová
VÚRV, v.v.i., Praha-Ruzyně
Abstract
The method is based on laboratory tests of seed germination speed, emergence and seedling growth
under different stress conditions simulated by subnormal water level, extreme high and low
temperatures. It allows to eliminate already at the seed level the plant materials (initial breeding
materials and cultivars) which do not tolerate extreme temperatures and temperature changes during
germination, have a low water use efficiency and are intolerant to abiotic stresors. It was confirmed that
these genotypes have also poor field emergence and initial growth of roots with implications for further
vegetation period, mainly for over wintering and spring regeneration what has significant influence on
the yield. The method represents the tool for screening of genetic resources with the resistance to the
abiotic stresors and this technology process is acceptable also for other crops.
Keywords: winter oilseed rape, seed traits, drought, resistance prediction
Souhrn
Metodika je souhrnem laboratorních postupů pro testování rychlosti klíčení semen a vývoje
klíčních rostlin za působení fyzikálních stresů. Umožňuje již na úrovni semen vyloučit rostlinné
materiály (šlechtitelské materiály a odrůdy), které nesnášejí extrémní teploty a střídání teplot při klíčení
a mají malou efektivnost využití vody. Bylo potvrzeno, že tyto genotypy mají nižší polní vzcházivost a
pomalejší rozvoj kořenového systému s následky pro další průběh vegetace, zvláště pro úspěšné
přezimování a jarní regeneraci. To vše jsou vlastnosti, které mají významný vliv na výnos. Metodiku lze
využít pro selekci genetických zdrojů s tolerancí/odolností k abiotickým stresorům i u ostatních
drobnosemenných plodin.
Klíčová slova: řepka ozimá, vlastnosti semen, sucho, predikce odolnosti
Úvod
V posledních letech, kdy dochází k výraznému kolísání teplot vzduchu a nerovnoměrnému
rozdělení srážek během vegetace, nabývá na významu problematika účinku vodního stresu, vysokých
teplot a UV záření na zemědělské plodiny (Viner et al., 2006).
Pro odolnost ozimé řepky vůči suchu má mimořádný význam kvalitní kořenový systém, protože
kořeny jsou nejcitlivějším orgánem, který svými morfologickými a fyziologickými vlastnostmi výrazně
reaguje na stav vnějšího prostředí. Dalším prvkem, který hraje významnou roli a ovlivňuje průběh celé
vegetace je osivo, které má vliv i na efektivní využití vody a počáteční růst kořenů (Deno, 1993, 1996).
V naší zemi je podle evropských a celosvětových dlouhodobých předpokladů, vycházejících
z měření na 5000 meteorologických stanicích na Zemi, očekáván další postupný vzrůst průměrné denní
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
73
teploty v době vegetace a postupný pokles srážek a zejména střídání delších období sucha a období se
silnými srážkami, tedy situace podobná, jako je dnes například v celé jižní Evropě. Větší význam než
suchovzdornost bude mít plasticita odrůdy v proměnlivých podmínkách.
Voda patří z globálního hlediska mezi nejdůležitější zdroje v zemědělství. Největší konzument
vody je i v zemích EU zemědělství. Dlouhá období sucha a střídavé povětrnostní podmínky mají
negativní vliv na celou zemědělskou produkci (Morison a Morecroft, 2006). Z těchto důvodů jsme se
pokusili posoudit možnosti výběru odolnějších genotypů v laboratorních podmínkách pomocí
hodnocení klíčení semen v omezeném suboptimálním množství vody s variabilními teplotními
podmínkami. Jedná se tedy o simulaci vnějšího prostředí za účelem možné selekce (Bláha et al., 2012).
U ozimé řepky byla z fyziologického hlediska identifikována tři důležitá růstová a vývojová stádia,
která mohou výrazně ovlivnit její budoucí výnos - vzcházení po setí, přezimování a období od počátku
jarní regenerace, kdy průběh počasí může, vzhledem k rozdílné reakci rostlin v jednotlivých růstových
fázích, silně ovlivnit jak výnos, tak kvalitu sklizených semen. V naší práci se potvrdilo, že velký vliv na
vývoj a růst kořenové soustavy má kromě přípravy půdy, její kvality, výběru odrůdy a průběhu počasí
též odolnost vůči abiotickým stresorům na počátku klíčení (Bláha et al., 2009). Výsledky potvrdily, že
genotypy, které jsou odolnější vůči stresorům již při klíčení (nedostatek vody, sucho, vysoká teplota),
mají i kvalitnější kořenový systém a uvedený jev je znatelný i po zimním období (Bláha et al., 2009).
U sledovaných genotypů byl také zjištěn vztah mezi vybranými parametry osiva, odolností vůči
stresům při klíčení a následným výnosem (Bláha et al., 2012), byl tak potvrzen význam provenience
osiva a potřeba preferovat kvalitní osivo. Vitální osivo dobré provenience zaručuje nejen lepší
vzcházivost, růst a vývoj kořenové soustavy a celkovou odolnost vůči nejvýznamnějším stresorům, ale
zároveň má významný vliv i na konečný efekt pěstitelského úsilí, tj. na výnos semene (Copeland a
McDonald, 2001).
Využití předkládané metodiky, vycházející z výsledků čtyřletých laboratorních a polních pokusů,
může přispět k predikci odolnosti odrůd a šlechtitelských materiálů řepky ozimé k nejvýznamnějším
abiotickým stresorům.
Metodika
Principem metodiky je predikce reakce odrůd a šlechtitelských materiálů řepky ozimé na různou
úroveň sucha, extrémních a střídavých teplot během klíčení a vzcházení v polních podmínkách na
základě laboratorních testů. Postup je uplatnitelný i u jiných drobnosemenných plodin.
Cílem metodiky jsou postupy pro testování semen a klíčních rostlin. Metodika umožní zhodnotit
klíčivost a vitalitu semen odrůd a šlechtitelských materiálů v teplotních a vlhkostních podmínkách,
které se mohou vyskytnout po vysetí řepky na povrchu půdy za běžných i extrémních povětrnostních
vlivů. Metodika byla vyvinuta pro kultivaci semen řepky, ale je použitelná i pro ostatní drobnosemenné
plodiny s tím, že se zvolí jiné podmínky prostředí pro testy (zejména teplota).
Hlavním důvodem pro vypracování metodiky byla skutečnost, že vzrůstá frekvence extrémních
výkyvů počasí a škody po vysetí tím způsobené nelze kompenzovat jen vyšším výsevkem. Proto volba
vhodné odrůdy může být dalším účinným opatřením. Přínosem metodiky je, že pomocí výsledků
hodnocení na úrovni semene je možno selektovat rostlinné materiály se zvýšenou odolností
k abiotickým stresorům.
Postupné cíle
Hodnocení klíčivosti a vitality
Podmínkou je, aby homogenní vzorek osiva použitý pro testy na odolnost k fyzikálním stresorům
pocházel z lokality vhodné pro produkci semen. Osivo nesmí být poškozené, kontaminované sporami
hub, napadené posklizňovými patogeny a ošetřené chemickými přípravky.
74
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
První část metody je zaměřena na hodnocení průběhu klíčení semen v omezeném (suboptimálním)
množství vody s variabilními teplotními podmínkami, které navozují simulaci možných variant průběhu
počasí - teplot a zásobenosti půdy vodou po zasetí, za účelem selekce.
Technické vybavení
- standardní semenářská laboratoř
- klimabox
- zařízení na deionizovanou vodu
- stacionární lupa s osvětlením
- počítačka semen
- přesné váhy
- klimatizační komůrka
- lednice
Materiál a pomůcky
- váženky (optimální velikost 40 cm3)
- pipety
- pinzety
- deionizovaná voda
- desinfekční prostředky na semena
- etylalkohol čistý
- silikonová pasta na utěsnění váženek
Vstupní test semen
U odebrané části vzorků semen pokusného materiálu se provádí:
1. Zjištění hmotnosti tisíce semen a stanovení procentického obsahu vody v semenech vysušením
do konstantní hmotnosti při teplotě nižší než 60 ºC (vyšší teplota není vhodná kvůli chemickým
změnám v semeni). Tento vzorek se pak již nepoužívá. Testy klíčivosti a vitality se provádějí podle
standardních metodik ISTA v Petriho miskách o průměru 18 cm, případně na klíčidlech umístěných
v klimaboxu.
2. Stanovení příjmu vody semeny v Petriho miskách s deionizovanou vodou ve dvouhodinových
intervalech, až do maximálního obsahu vody. To je stav, kdy semena již nepřibírají vodu. Obsah vody
se zjišťuje vážením osušených semen. Získají se tak údaje o zvyšujících se obsazích vody v semeni,
které umožní zjistit v následujících testech množství vody nutné pro počátek klíčení a pro hodnocení
odolnosti semen vůči testovaným vlivům prostředí u jednotlivých obsahů vody. Semena při příjmu vody
musí být ponořená do vody na Petriho miskách, proto jsou na počátku plovoucí semena vždy překrytá
filtračním papírem.
Ve všech testech se musí připočítat počáteční obsah vody zjištěný v semeni.
Vlastní testování
Vlastní postup testování začíná odpočítáním semen, jako nejvhodnější se jeví počty 250 semen pro
pět opakování po 50 semenech do váženky. Povrch osiva se sterilizuje standardními postupy (oplach
v jodovém roztoku nebo 0,1 - 0,2 % hypermanganu; máčení v 0,5 - 5 % chlornanu sodném 6 minut
nebo v 10% chlornanu vápenatém 5 až 10 min. či v 70% etylalkoholu 2 min.). Následuje dokonalé
oprání vodou a osušení v co nejkratší době z důvodu zamezení případnému příjmu sterilizační látky do
semene. K tomu se používá gáza, proudící vzduch nebo teplota nepřekračující 40 ºC. Váženky uzavřené
víčkem se zábrusem se utěsní silikonovou pastou kvůli úniku vody ve formě vzdušných par a umístí do
termostatu s požadovaným režimem denní a noční teploty.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
75
Odpočty vyklíčených semen se provádějí každý den až do konečného stavu v jednotlivých
režimech kultivace nebo celkem sedm dní.
Po týdnu klíčení nelze určit celkovou maximální klíčivost u některých dalších plodin, ale tento test
se osvědčil pro rozdělení genotypů podle požadovaných kritérií. Semena jednotlivých materiálů, která
při klíčení potřebují méně vody, produkují i odolnější rostliny v suchých podmínkách. Platí to pro
většinu druhů, jak vyplývá z našich testů.
Problémem však může být též nerovnoměrné rozdělení vody na dně váženky u malého množství
semen při použití méně přesného postupu s pipetováním vody, proto je třeba v tomto případě použít u
malého množství semen jemný písek nebo filtrační papír kvůli rovnoměrnému rozložení obalové vody
na povrchu semen. Další možností je větší počet opakování. Predikční schopnost takto provedeného
testu je stejně efektivní.
Testování probíhá v termostatu při třech různých teplotních režimech:
- ve standardních podmínkách (20 ºC den a 10 ºC noc)
- při nízkých teplotách, tj. při 0 až -1 ºC noc a 20 ºC den
- při vysokých teplotách 20 ºC noc a 42 ºC den
Obě poslední varianty vycházejí z extrémních teplot, které se mohou v klimatických podmínkách ČR
vyskytnout v době setí. Je vhodné testovat také škálu vyšších teplot od 40 ºC do 45 ºC u odrůd
pocházejících z jihu Evropy.
Na základě měřených znaků v testech s různými teplotami a stupněm zásobenosti vodou se určuje:
- klíčivost
- vitalita (rychlost klíčení při prvém a druhém odečtu)
- efektivita využití vody (vyjádřená naměřenými hodnotami klíčivosti a vitality pro testovanou
hladinu vody, tj. jednak pro maximální obsah vody v semeni a jednak pro hladinu o 20 % nižší).
Pro kontrolu se provádí hodnocení i pro další hladiny vody snižované po 10 % až k hladině
vody, kdy ještě jsou semena schopna daných materiálů klíčit.
- velikost klíčních rostlin, zejména jejich kořenové části.
Na závěr se provádí porovnání všech těchto naměřených hodnot s parametry naměřenými při klíčení ve
standardním prostředí.
Uvedený postup je možno použít i pro další testování ve stresových podmínkách:
a/ Varianta simulující zamokření
Osivo se máčí jeden až pět dní v deionizované vodě, pak je vždy po každém časovém úseku
máčení nutné semena důkladně osušit na filtračním papíře a pomocí gázy. Důležité je odstranění
obalové vody na povrchu semen tak, aby se nezvýšil obsah vody uvnitř váženek. Od každého
hodnoceného genotypu je poté 50 semen přemístěno do váženek o objemu 40 cm3 se silikonovým
těsněním a udržováno při teplotě 20 °C den/10 °C noc. Klíčivost se stanovuje průběžně během pěti dnů.
Všechny tyto pokusy mají pět opakování.
b/ Varianta simulující sucho
Při testování suchovzdornosti nejdříve zjistíme u semen jednotlivých genotypů optimální množství
vody, které je nutné pro maximální stanovenou klíčivost a projev vitality s odstupňovaným přesně
odměřeným objemem vody v uzavřených skleněných váženkách, zamezujících odpar vody. Klíčivost
semen se pak testuje při hladině vody, snížené pod tuto hranici přibližně o 20 % (každá plodina má jiné
hodnoty). Hodnotí se pak opět počet vyklíčených semen, rychlost klíčení, velikost klíčních rostlin a
délka kořínků ve dvou variantách množství vody – při snížené dávce vody a při optimální dávce vody.
Kromě počtu vyklíčených semen se stanoví diference mezi standardním prostředím a prostředím se
sníženou dávkou vody jako možný predikční ukazatel odolnosti k suchu při klíčení. Pokusy probíhají
v pěti opakováních u každé varianty. Nejvhodnější počet semen pro dané nádobky je 50 ks z hlediska
76
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
přesnosti měření a doporučený objem váženek je do 40 cm3 z důvodu eliminace zatížení chybou danou
odpařením vody ze semen. Množství spotřebovaného kyslíku a vyloučeného oxidu uhličitého zde
nehraje roli vzhledem k objemu plynu ve váženkách. Počátek klíčení navíc představuje pouze anaerobní
fázi, následně se u rostoucí klíční rostliny minimum vyloučeného plynu spotřebovává při fotosyntéze u
rostoucí klíční rostliny.
Zjištěné přesné množství vody pro daný typ experimentu (množství vody na danou hmotnost
testovaných semen) je možno dávkovat přesnou pipetou na suchá semena ve vážence. Zde je však
potřeba provést více opakování, minimálně pět, protože i když se po dodání vody semena protřepají,
není příjem vody vždy u všech semen rovnoměrný a zvyšuje se variabilita mezi jednotlivými
opakováními. Přesnost predikce na základě průměrných hodnot ukazatele ze všech opakování pak však
zůstává vysoká.
Hodnocení laboratorní a polní vzcházivosti
Případná laboratorní a polní vzcházivost slouží jako kontrola přesnosti laboratorních testů ve
váženkách. Laboratorní vzcházivost semen se testuje v plastových kontejnerech o rozměrech
40 x 60 x 15 cm naplněných homogenizovanou ornicí s konstantním obsahem živin a vody
v regulovaných podmínkách ve skleníku. Obsah vody je během pokusu kontrolován elektronickým
čidlem. Do každého kontejneru je od jednoho genotypu naseto 100 semen do řádků asi 5 mm hluboko.
Pro udržení konstantní vlhkosti jsou kontejnery zakryty skleněnými deskami a zastíněny gázovinou
proti přehřátí povrchu. Výsev je udržován při teplotě 25 ºC den/15 ºC noc. Třetí den po vzejití prvních
rostlin se kryt sejme a výsev je průběžně dle potřeby zvlhčován postřikem deionizovanou vodou.
Vzcházivost se vyhodnocuje ihned po sejmutí krytu a dále ve 24 hodinových intervalech až do ukončení
vzcházení u všech odrůd a šlechtitelských materiálů. Pokus je vhodné opakovat pětkrát vzhledem
k variabilitě půdního prostředí, kterou nelze přesně podchytit.
Technické vybavení
- skleník
- zařízení na deionizovanou vodu
- elektronické čidlo
Materiál a pomůcky
- pěstební kontejnery 40 x 60 x 15 cm
- pinzety
- skleněné kryty na kontejnery
- homogenizovaná ornice
- živný roztok Polní vzcházivost byla testována v řepařské a bramborářské výrobní oblasti s odlišnou půdou a
zásobou vody v půdě. Víceúčelové pokusy jsou zakládány jako znáhodněné bloky na dvou lokalitách,
výsevek a hodnocení polní vzcházivosti a přezimování se provádí podle metodiky ÚKZÚZ. Výsledky
získané v průběhu čtyř let potvrdily možnost selekce rostlinných materiálů z hlediska sledovaných
vlastností.
Závěr
Laboratorní testy odolnosti semen vůči teplotnímu stresu při klíčení jsou založeny na vyhodnocení
rychlosti klíčení semen a vývoje klíčních rostlin, zejména jejich kořenové části, v daném teplotním a
vodním režimu. Společně s hodnocením laboratorní vzcházivosti přinášejí většinou statisticky průkazné
výsledky pro predikci polní vzcházivosti a založení porostu jednotlivých odrůd a šlechtitelských
materiálů ve zhoršených půdních a klimatických podmínkách. Klíčivost či vitalita testovaná standardní
metodou ISTA ve standardních podmínkách nemá takovéto predikční vlastnosti.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
77
Poděkování
Tato práce vznikla za finanční podpory MZe ČR při řešení projektů MZe ČR QH82285 a
0002700604.
Literatura
MORISON I.L, MORECROFT M.E. (2006). Plant growth and climate change, Blackwell publishing Ltd., 213 s.
VINER D, JAMESI L,WALALCE M.,WALALCE C. (2006). Recent and future climate change and thein implications for
plant growth. In.: Plant growth and climate change, Blackwell publishing Ltd.: 1-17.
COPELAND, L.O., MC DONALD, M.B. (2001). Principles of seed science and technology. Kluwer Academic Publisher.
DENO N.C. (1993). Seed germination theory and practice. Published by Norman C. Deno, 139 Lenor Drive, State College
PA 16801, USA, second edition, 242 s.
DENO N.C. (1996). Seed germination theory and practice - first supplement. Published by Norman C. Deno, 139 Lenor
Drive, State College PA 16801, USA, 107 s.
Contact adress: Ladislav Bláha, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha-Ruzyně, 161 06,
Drnovská 507, E-mail: [email protected]
78
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
KLÍČIVOST A VITALITA OSIVA VYBRANÝCH DRUHŮ A ODRŮD
JARNÍCH OBILNIN
Seed Germination and Vigor of Spring Cereal Species and Varieties
Radovan Chaloupský1, Hana Honsová1, Ivana Capouchová1, Petr Konvalina3,
Zdeněk Stehno2
1
Česká zemědělská univerzita v Praze
2
Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha
3
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Abstract
In laboratory experiments with five species of spring cereals seed (technical) and biological value
(germination energy, germination, emergence energy, emergence, weight of thousand seeds) was tested.
The seed certified organic, conventional, farm from better growing conditions and farm from poorer
growing conditions were compared. The seed came from the harvest of 2011. In experiments the
differences between tested seed categories were found. In laboratory experiments confirmed that more
informative about the seed quality is the emergence than the standard laboratory germination. In
comparison of the seed categories showed that farm seed from better growing conditions can be as good
as the certified one.
Keywords: spring cereals, ecological and conventional seed, provenance, germination, laboratory
emergence, weight of thousand seed
Souhrn
V laboratorních pokusech s pěti druhy jarních obilnin byla testována semenářská a biologická
hodnota osiva (energie klíčení, klíčivost, energie vzcházení, vzcházivost, hmotnost tisíce semen).
Porovnávalo se osivo ekologické certifikované, konvenční, farmářské pocházející z lepších
pěstitelských podmínek a farmářské z horších pěstitelských podmínek. Osivo pocházelo ze sklizně roku
2011. V pokusech byly zjištěny rozdíly mezi jednotlivými kategoriemi osiva. V laboratorních pokusech
se potvrdilo, že větší vypovídací schopnost o kvalitě osiva má laboratorní vzcházivost než standardní
laboratorní klíčivost. Při porovnávání kategorií osiva se ukázalo, že se farmářské osivo získané z lepších
pěstitelských podmínek může vyrovnat certifikovanému.
Klíčová slova: jarní obilniny, ekologické a konvenční osivo, provenience, klíčivost, laboratorní
vzcházivost, hmotnost tisíce semen
Úvod
Kvalita osiva má rozhodující podíl na dosažené polní vzcházivosti a následně se může odrazit i
v konečném výnosu. Při jejím stanovení se standardně vyhodnocuje čistota, hmotnost tisíce semen a
laboratorní klíčivost.
Větší vypovídací schopnost o kvalitě osiva má vitalita, která se zjišťuje různými nestandardními
metodami. K nim patří Hiltnerův test, kdy semena vzcházejí z určité hloubky v cihlové drti nebo v písku
(Houba, Hosnedl, 2002). Tímto testem se stanoví laboratorní vzcházivost. Vzorky se stejnou klíčivostí
mohou vykazovat rozdílnou vitalitu, jak dokazuje řada autorů.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
79
Vitalita osiva nejvíce ovlivňuje výnos u plodin s malou autoregulační schopností setých na přesnou
vzdálenost. V případě obilnin, které disponují velkou kompenzací výnosových prvků, se podíl vitality
osiva na výnosu odráží méně.
Metodika
V laboratorních pokusech s pěti druhy jarních obilnin se zjišťovaly vybrané parametry osiva hmotnost tisíce semen, energie klíčení, laboratorní klíčivost, energie vzcházení a laboratorní
vzcházivost. V pokusech bylo hodnoceno osivo pšenice seté, ječmene setého, ovsa setého, ovsa nahého
a pšenice dvouzrnky, sklizené v roce 2011.
U pšenice seté se posuzovaly odrůdy SW Kadrilj a Vinjett, u ječmene setého Pribina a Xanadu,
u ovsa setého Vok a Neklan, u ovsa nahého Izák a Saul a u pšenice dvouzrnky odrůda Rudico.
Pro hodnocení kvality bylo použito osivo ekologické certifikované (C), ekologické farmářské
z lepších půdně-klimatických podmínek (FL), ekologické farmářské z horších půdně-klimatických
podmínek (FH) a pro srovnání i nemořené osivo konvenční (K).
Biologické laboratorní testy byly zakládány ve čtyřech opakováních. Laboratorní test klíčivosti
probíhal v navlhčeném skládaném filtračním papíru při teplotě 20 °C. Energie klíčení byla stanovena po
čtyřech dnech a klíčivost po osmi dnech.
U laboratorní vzcházivosti, která probíhala v navlhčeném křemičitém písku při teplotě 15 oC, se po
sedmi dnech vyhodnotila energie vzcházení a po čtrnácti dnech laboratorní vzcházivost.
Hmotnost tisíce semen (HTS) byla stanovena podle metodiky ISTA.
Výsledky a diskuse
V pokusech s pěti druhy jarních obilnin několika odrůd a různého původu byly zjištěny rozdílné
parametry kvality osiva (tab. 1, 2, 3, 4, 5). Porovnávané osivo vykazovalo rozdíly mezi rostlinnými
druhy, mezi odrůdami i mezi kategoriemi osiva.
Tab. 1: Laboratorní rozbory osiva pšenice
Odrůda
Osivo HTS (g) EK20 (%) K20 (%) ELVZ15 (%) LVZ15 (%)
SW Kadrilj C
43,6
99,3
99,8
86,5
89,5
SW Kadrilj K
44,5
98,8
99,3
85,8
89,5
SW Kadrilj FL
43,5
99,5
99,8
86,8
90,8
SW Kadrilj FH
42,9
99,5
99,5
85,3
89,5
SW Kadrilj průměr 43,6
99,3
99,6
86,1
89,8
Vinjett
C
43,7
98,8
99,5
85,5
89,0
Vinjett
K
43,9
99,5
99,8
82,5
86,5
Vinjett
FL
44,4
99,3
99,5
85,3
88,8
Vinjett
průměr 44,0
99,2
99,6
84,4
88,1
pšenice
průměr 43,8
99,2
99,6
85,4
89,1
Tab. 2: Laboratorní rozbory osiva ječmene
Orůda Osivo HTS (g) EK20 (%) K20 (%) ELVZ15 (%) LVZ15 (%)
Pribina C
46,5
53,0
83,0
74,5
79,5
Pribina FL
47,5
79,3
87,8
77,8
82,5
Pribina průměr 47,0
66,1
85,4
76,1
81,0
Xanadu C
47,6
50,3
85,3
73,8
80,0
Xanadu FL
46,2
52,8
85,5
72,5
78,8
Xanadu K
48,9
53,8
87,0
74,3
81,0
Xanadu průměr 47,6
52,3
85,9
73,5
79,9
ječmen průměr 47,3
57,8
85,7
74,6
80,4
80
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 3: Laboratorní rozbory osiva ovsa
Odrůda Osivo HTS (g) EK20 (%) K20 (%) ELVZ15 (%) LVZ15 (%)
Vok
C
34,9
59,0
90,5
80,5
85,5
Vok
K
33,3
56,0
85,8
80,0
84,3
Vok
FH
32,4
58,3
87,3
76,8
86,0
Vok
FL
33,5
54,0
90,0
78,3
88,3
Vok
průměr 33,5
56,8
88,4
78,9
86,0
Neklan C
36,9
68,5
93,5
77,5
87,5
Neklan K
36,4
69,3
90,3
77,3
86,3
Neklan FL
36,1
61,8
87,8
77,5
85,0
Neklan FH
34,2
71,5
87,5
75,8
84,5
Neklan průměr 35,9
67,8
89,8
77,0
85,8
oves
průměr 34,7
62,3
89,1
77,9
85,9
Tab. 4: Laboratorní rozbory osiva nahého ovsa
Odrůda Osivo HTS (g) EK20 (%) K20 (%) ELVZ15 (%) LVZ15 (%)
Izák
C
30,2
95,3
96,5
86,8
91,5
Izák
K
32,2
95,5
96,5
87,0
90,5
Izák
FL
31,5
97,0
97,3
86,8
91,5
Izák
FH
26,6
94,8
95,3
85,0
91,0
Izák
průměr 30,1
95,6
96,4
86,4
91,1
Saul
C
29,4
91,8
93,5
83,5
90,3
Saul
K
28,5
91,5
93,0
83,3
91,0
Saul
FL
30,3
92,0
92,5
82,5
89,0
Saul
FH
25,8
94,3
94,8
85,3
90,8
Saul
průměr 28,5
92,4
93,4
83,6
90,3
nahý oves průměr 29,3
94,0
94,9
85,0
90,7
Tab. 5: Laboratorní rozbory osiva pšenice dvouzrnky
Odrůda Osivo HTS (g) EK20 (%) K20 (%) ELVZ15 (%) LVZ15 (%)
Rudico K
37,9
97,3
98,3
95,3
96,3
Rudico FL
38,3
96,3
97,5
95,8
96,8
Rudico FH
37,1
97,3
97,5
95,5
97,0
Rudico C
35,5
95,8
96,8
94,0
95,3
Rudico průměr 37,2
96,6
97,5
95,1
96,3
Použité zkratky:
K - konvenční
FL – farmářské lepší ekologické
FH – farmářské horší ekologické
C – certifikované ekologické
CZ – čisté zrno
EK 20 – energie klíčení při 20 °C
K 20 - klíčivost při 20 °C
ELVZ 15 - energie vzcházení při 15 °C
LVZ 15 – laboratorní vzcházivost při 15 °C
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
81
Při porovnání rostlinných druhů v průměru nejlépe klíčila pšenice setá (99,6 %) a pšenice
dvouzrnka (97,5 %). Výbornou klíčivost vykázalo také osivo nahého ovsa. Hůře klíčil oves a ječmen,
což mohlo být způsobeno sekundární dormancí osiva vzniklou při skladování.
Při porovnání odrůd nebyly u pšenice zjištěny rozdíly v klíčivosti. U ostatních druhů obilnin byly
rozdíly mezi odrůdami jen malé. V případě nahého ovsa byly zjištěny rozdíly v klíčivosti větší ve
prospěch odrůdy Izák.
Jednotlivé kategorie osiva poskytly u porovnávaných druhů a odrůd obilnin různé výsledky.
U pšenice nebyly zjištěny rozdíly v klíčivosti mezi porovnávanými kategoriemi osiva. Sníženou
laboratorní vzcházivost vykázalo konvenční osivo odrůdy Vinjett. Nejvyšší HTS mělo u odrůdy
SW Kadrilj konvenční osivo, u odrůdy Vinjett farmářské z lepších podmínek pěstování.
V případě ječmene u odrůdy Pribina dosáhlo vyšší laboratorní klíčivosti i vzcházivosti farmářské
osivo z lepších pěstitelských podmínek než certifikované. U odrůdy Xanadu mělo nejlepší parametry
klíčivosti i vzcházivosti konvenční osivo, které ale u odrůdy Pribina nebylo zařazeno do pokusů.
Certifikované osivo odrůdy Xanadu lépe vzcházelo než farmářské z lepších podmínek. Vyšší HTS
u odrůdy Pribina vykázalo farmářské osivo z lepších pěstitelských podmínek než certifikované.
U odrůdy Xanadu mělo nejvyšší HTS konvenční osivo.
U ovsa u obou odrůd nejlépe klíčilo osivo certifikované. Co se týče laboratorní vzcházivosti,
u odrůdy Vok vykázalo nejlepší výsledek vzcházivosti farmářské osivo z lepších podmínek, u odrůdy
Neklan osivo certifikované. Nejvyšší HTS mělo u obou odrůd ovsa osivo certifikované.
Při porovnání kategorií osiva nahého ovsa u odrůdy Izák nejlépe klíčilo farmářské osivo
pocházející z lepších podmínek pěstování, u odrůdy Saul ale nejvyšší klíčivosti dosáhlo farmářské osivo
z horších pěstitelských podmínek. Laboratorní vzcházivost osiva nahého ovsa byla vysoká s malými
rozdíly mezi porovnávanými kategoriemi osiva. Větší rozdíly byly zjištěny při stanovení HTS, přičemž
nejnižší hodnoty vykázalo farmářské osivo z horších podmínek u obou odrůd.
Všechny kategorie osiva pšenice dvouzrnky vykázaly vysokou klíčivost. Rozdíly byly zjištěny
v laboratorní vzcházivosti, kdy bylo lepších výsledků docíleno u certifikovaného a konvenčního osiva.
Nejvyšší HTS mělo farmářské osivo z lepších podmínek pěstování, nejnižší certifikované.
Závěr
V laboratorních pokusech s vybranými odrůdami pěti druhů jarních obilnin byla testována kvalita
osiva. V pokusech byly zjištěny rozdíly mezi porovnávanými kategoriemi osiva – certifikovaným
ekologickým, farmářským ekologickým z lepších půdně-klimatických podmínek, farmářským
ekologickým z horších půdně-klimatických podmínek a konvenčním.
Při porovnávání kategorií osiva se ukázalo, že se farmářské osivo získané z lepších pěstitelských
podmínek může z hlediska kvality vyrovnat osivu certifikovanému. I farmářské osivo z horších
pěstitelských podmínek nezřídka dosahovalo srovnatelné kvality.
Poděkování
Podpořeno projektem NAZV MZe ČR QI91C123.
Literatura
HOUBA, M., HOSNEDL, V. (2002). Osivo a sadba. Nakladatelství Martin Sedláček, 186 s.
Contact address: Ing. Radovan Chaloupský, Ph.D. Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká
957, 165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
82
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
IDENTIFIKÁCIA A DIFERENCIÁCIA DIHAPLOIDNÝCH LÍNIÍ
PŠENICE LETNEJ NA ÚROVNI POLYMORFIZMU ZÁSOBNÝCH
BIELKOVÍN
Identification and Differentiation of Double Haploid Bread Wheat Lines by the Storage
Protein Polymorphism
Darina Muchová1, Mária Lichvárová1, Edita Gregová1, János Pauk2, Csaba Lantos2,
Stanislava Veličková1, Svetlana Šliková1
1
Plant Production Research Center Piešťany, Slovak Republic
2
Cereal Research Non-profit Company, Szeged, Hungary
Abstract
This work was focused on the detection of the storage protein composition of 298 doubled haploid
(DH) lines of bread wheat in order to identify carrying promising alleles for the improvement of bread
making quality. Ten combinations of the candidate winter wheat genotypes (Azzuro/Bohemia,
Bazilika/Isidor, Haldor/Isidor, Hamac/Bohemia, Richmond/ Bazilika, Richmond/Bohemia,
Richmond/Mv Panna, Richmond/Mv Suba, Simila/Bohemia, Smuggler/Evelina) were used for doubled
haploid plant production via anther culture. Having enough seeds, regenerated DH lines were selected
to test their high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) using SDS-PAGE. Considering
HMW-GS composition, the most frequent subunits in our generated set of DH lines were Glu-A1 1, at
Glu-B1 7+9 and at Glu-D1 5+10. In the following step DH lines with the best composition of alleles
coding the seed storage proteins were selected for the seed propagation and testing in the breeding
nurseries for other desired agronomic characteristics. The result of this work is a newly bread winter
wheat genotypes MS RA34 (Richmond/Bazilika) originated in the short breeding cycle. This genotype
has been applied for registration in Slovakia in 2012.
Keywords: wheat breeding, double haploid lines, bread-making quality, glutenins
Súhrn
Práca bola zameraná na detekciu kompozície zásobných bielkovín 298 dihaploidných (DH) línií
pšenice letnej f. ozimnej za účelom identifikácie tých línií, ktoré vlastnia alely predikujúce dobrú
pekársku akosť. Pre tvorbu DH línií technikou indukcie androgenézy prostredníctvom peľnicových
kultúr bolo vybratých 10 hybridných kombinácií pšenice letnej. Regenerované DH línie, ktoré vytvorili
dostatočné množstvo zrna, boli analyzované na zastúpenie vysokomolekulárnych glutenínových
podjednotiek (HMW-GS) pomocou SDS-PAGE. Najviac frekventované podjednotky v hodnotenom
súbore dihaploidov boli Glu-A1 1, Glu-1B 7+9 a Glu-D1 5+10. Na základe výsledkov analýz boli
vyselektované DH línie s najlepšou kompozíciou alel kódujúcich zásobné bielkoviny a tie boli následne
premnožené a testované v šľachtiteľských škôlkach z hľadiska dôležitých agronomických znakov
a vlastností. Výsledkom práce je nový genotyp pšenice letnej s označením MS RA34
(Richmond/Bazilika), ktorý vznikol v skrátenom šľachtiteľskom cykle a v roku 2012 bol prihlásený do
štátnych odrodových skúšok za účelom registrácie v SR.
Kľúčové slová: šľachtenie pšenice, dihaploidné línie, technologická kvalita, gluteníny
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
83
Úvod
Poznanie vedeckých základov dedičnosti viedlo v priebehu minulého storočia k intenzívnemu
rozvoju šľachtiteľskej činnosti. S nástupom klasického šľachtenia boli pri pšenici letnej f. ozimnej
vytvorené stovky nových genotypov a registrovaných odrôd. V súčasnej dobe zavádzaním inovačných
technológií (produkcia dihaploidov, markerovo asistovaná selekcia atď.) do procesu šľachtenia je
možné vytvoriť úrodné a vysoko kvalitné odrody pšenice v časovom horizonte minimálne o 3 - 4 roky
kratšom v porovnaní s klasickým šľachtením využívajúcim len konvenčné postupy.
In vitro androgenéza v peľnicových kultúrach predstavuje vysoko efektívny systém získania
homozygotných línií v priebehu jednej generácie. Napriek tomu, že pri pšenici boli vyvinuté už aj iné
metódy produkcie dihaploidov, a to pomocou medzirodovej hybridizácie s kukuricou alebo indukciou
androgenézy v mikrospórových kultúrach (Basu, et al., 2011), zostáva technika peľnicových kultúr aj
naďalej využívaná v šľachtiteľských programoch. Nakoľko mnohé agronomicky významné odrody
pšenice majú nízku alebo žiadnu odozvu na androgénnu indukciu, je nevyhnutné túto metódu tvorby
dihaploidov stále zdokonaľovať (Soriano et al., 2008; Redha a Talaat, 2008).
Zásobné bielkoviny zrna pšenice (gliadíny a gluteníny) môžu slúžiť ako genetické bielkovinové
markery pre identifikáciu genotypov aj pre stanovenie ich homogenity, keďže sú geneticky
determinované určitými lokusmi a vyznačujú sa polymorfizmom. Pri pozitívnom výbere genotypov,
zameranom na pekársku akosť, sa vychádza z poznatkov viacerých autorov (Payne, 1987; Gianibelli et
al., 2001), ktorí uvádzajú, že podjednotky 1 a 2* lokusu Glu-A1 majú signifikantne väčší vplyv na
všetky parametre kvality než nulová podjednotka. Pozitívny vplyv na pekársku kvalitu majú aj alely
lokusu Glu-1B 7+8, 17+18, 13+16 a o niečo nižší alely 7+9. Kľúčovú úlohu spomedzi glutenínov
s vysokou molekulovou hmotnosťou (HMW-GS) zohrávajú tie, ktoré sú kódované alelami lokusu Glu1D 5+10. Pekársku akosť zrna predikuje bodové hodnotenie - Glu-skóre, ktorého najvyššia hodnota
môže byť 10.
Cieľom práce bolo vytvoriť nové genotypy pšenice letnej f. ozimnej s potravinárskou kvalitou v
skrátenom šľachtiteľskom cykle využitím techniky peľnicových kultúr a selekciou dihaploidných línií
na základe profilu HMW-GS.
Materiál a metódy
Donorové rastliny pre tvorbu dihaploidných línií boli dopestované z osiva 10 hybridných
kombinácií F1 generácie, pochádzajúcich z VŠS Malý Šariš z r. 2007 (Azzuro/Bohemia,
Bazilika/Isidor,
Haldor/Isidor,
Hamac/Bohemia,
Richmond/Bazilika,
Richmond/Bohemia,
Richmond/Mv Panna, Richmond/Mv Suba, Simila/Bohemia, Smuggler/Evelina). DH línie boli
vytvorené indukciou androgenézy cez peľnicové kultúry podľa Pauk et al. (2003) v GK Szeged.
Regenerované DH línie sme analyzovali na zastúpenie HMW-GS pomocou polyakrylamidovej
gélovej elektroforézy v prítomnosti dodecylsulfátu sodného (SDS-PAGE) vo VÚRV Piešťany. Z každej
DH línie bolo analyzovaných 5 zŕn. Bodová hodnota alel pre HMW-GS (Glu-skóre) bola stanovená
podľa publikovaných výsledkov (Payne a Lawrence, 1983). Na základe analýz profilov HMW-GS boli
DH línie následne selektované, s dôrazom na výber tých línií, ktoré vlastnia alely predikujúce dobrú
pekársku akosť.
Vybraté DH línie boli v r. 2010 - 2012 premnožené a zároveň testované v šľachtiteľských škôlkach
z hľadiska ďalších agronomicky dôležitých znakov a vlastností ako aj dosiahnutých parametrov
pekárskej akosti.
Výsledky a diskusia
Pre tvorbu DH línií bolo vybratých 10 hybridných kombinácií, v ktorých aspoň jeden z rodičov bol
nositeľom priaznivých génov z hľadiska potravinárskej kvality, pričom druhý rodič bol spravidla
donorom iných agronomicky cenných vlastností. Celkom bolo vytvorených 298 DH línií, pričom
najvyššia efektivita produkcie dihaploidov bola dosiahnutá v kombinácii Richmond/Mv Panna, kde
84
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
bolo získaných až 143 dihaploidov. Naopak, menej ako 10 DH línií bolo získaných v kombináciách
Richmond/Mv Suba a Simila/Bohemia. Rozdielnu mieru efektívnosti pri produkcii dihaploidov vo
východiskových donorových populáciách môžeme v zhode s autormi Pauk et al. (2003) pripísať hlavne
genotypovým diferenciám v responzibilite na techniku peľnicových kultúr.
1 Azzuro
B ohe mia
AB
AB
AB
AB
AB
AB
AB
2 B azilika
Is idor
BI
BI
BI
BI
BI
3 Haldor
Is idor
HI
HI
4 Hamac
B ohe mia
HB
HB
HB
HB
HB
5 Richmond
M V Suba
RS
RS
RS
RS
RS
1
7+9 2+12 7
0 17+18 5+10 8
0
7+9
5+10 7
0 17+18 2+12 6
0 17+18 5+10 8
1
7+9
5+10 9
1 17+18 2+12 8
1 17+18 5+10 10
12 linií - 6 kate górií
1
7+9 5+10 9
2* 17+18 5+10 10
1
7+9
5+10 9
1 17+18 5+10 10
2*
7+9
5+10 9
2* 17+18 5+10 10
18 línií - 4 kate górie
0 17+18 5+10 8
2* 17+18 5+10 10
0 17+18 5+10 8
16 línií - 1 kate gória
0
6+8 2+12 4
0 17+18 5+10 8
0
6+8
2+12 4
0
6+8
5+10 6
0 17+18 2+12 6
0 17+18 5+10 8
25 línií - 4 kate górie
1
7+9 2+12 7
2* 7+9 5+10 9
1
7+9
2+12 7
1
7+9
5+10 9
2*
7+9
2+12 7
2*
7+9
5+10 9
8 línií - 4 kate górie
2
1
3
2
3
1
6
4
7
2
5
4
16
2
3
6
8
8
4
2
1
1
4
4
6 Richmond 1
7+9 2+12 7
B azilika
1
7+9 5+10 9
RA
1
7+9
2+12 7
RA
1
7+9
5+10 9
RA
37 línií - 2 kate górie
7 Richmond 1
7+9 2+12 7
B ohe mia
0 17+18 5+10 8
RB
0
7+9
2+12 5
RB
0 17+18 2+12 6
RB
0 17+18 5+10 8
RB
1
7+9
2+12 7
RB
1
7+9
5+10 9
RB
1 17+18 5+10 10
RB
13 línií - 6 kate górií
8 Richmond 1
7+9 2+12 7
M V Panna 2* 7+8 5+10 10
RN
1
7+8
2+12 8
RN
1
7+8
5+10 10
RN
1
7+9
2+12 7
RN
1
7+9
5+10 9
RN
2*
7+8
2+12 8
RN
2*
7+8
5+10 10
RN
2*
7+9
2+12 7
RN
2*
7+9
5+10 9
RN
143 línií - 8 kate górií
9 Simila
0
7+8 5+10 8
B ohe mia
0 17+18 5+10 8
SB
0
7+8
5+10 8
SB
0 17+18 5+10 8
SB
5 línií - 2 kate górie
10 Smuggle r 1 17+18 5+10 10
Eve lina
1
7+9 5+10 9
SE
1
7+9
5+10 9
SE
1 17+18 5+10 10
SE
21 línií - 2 kate górie
1)
alely
Počet DH
línií
Odlišné
Glu-skóre
Glu-1D
Glu-1B
Glu-1A
Rodičia /
DH línie
DH č.
1)
alely
Počet DH
línií
Odlišné
Glu-skóre
Glu-1D
Glu-1B
Glu-1A
Rodičia /
DH línie
DH č.
Tab. 1: Kompozícia HMW glutenínových podjednotiek a Glu-skóre rodičovských odrôd a z nich
odvodených DH línií pšenice letnej f. ozimnej
14
23
2
3
3
3
1
1
2
6
19
20
21
16
13
25
17
12
6
1
4
2
14
7
2
1) Počet alel kódujúcich HMW-GS, v ktorých sa líšia rodičovské odrody
Identifikácia genotypov na základe prítomnosti špecifických bielkovín umožnila klasifikáciu DH
línií v rámci jednotlivých kombinácií do 1 - 8 rozdielnych kategórií v závislosti na tom, ako veľmi boli
v glutenínovom zložení diverzifikované ich rodičovské komponenty. Prehľad HMW-GS rodičovských
odrôd a z nich odvodených DH línií je uvedený v tab. 1.
DH línie boli tvorené priamo z F1 generácie, nakoľko tento postup je z časového hľadiska
najúspornejší. Jeho nedostatkom je, že rekombinácia prebieha iba počas jednej generácie a mnoho
génov je vo väzbovej nerovnováhe, v dôsledku čoho populácia nemusí dosahovať maximálne množstvo
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
85
realizovanej genetickej variability (Žofajová, 2012). To potvrdili aj nami získané výsledky týkajúce sa
alelickej premenlivosti HMW-GS na lokuse Glu 1. Na základe vyhodnotenia elektroforetických
profilov zásobných bielkovín sme zistili, že v prípade troch kombinácií (Azzuro/Bohemia,
Haldor/Isidor, Richmond/Bohemia) sa v súbore vyprodukovaných DH línií nevyskytovali všetky možné
kompozície HMW-GS.
Graf 1: Frekvencia výskytu HMW-GS na lokusoch Glu-1A, Glu-1B a Glu-1D
Glu‐1A %
Glu‐1B
Glu‐1D
70
60
50
40
30
20
10
0
0
1
2*
6+8
7+8
7+9
17+18
2+12
5+10
Celkový prehľad o výskyte jednotlivých HMW-GS na lokusoch Glu-1 v analyzovanom súbore DH
línií poskytuje graf 1. Na lokuse Glu-1A bola nulová alela zistená v 20 %. Podľa Witkowski et al.
(2008), táto alela, aj keď má negatívny vplyv na pekársku akosť pšenice, prevláda nad kódujúcimi
alelami lokusu Glu-1A v odrodách pšenice letnej f. ozimnej vyšľachtených v oblasti strednej a západnej
Európy s chladnejšími klimatickými podmienkami, pretože je markerom dobrej zimovzdornosti.
V súvislosti s otepľovaním a miernejšími zimami je možné predpokladať aj v odrodách stredoeurópskej
proveniencie väčšie uplatnenie alel kódujúcich podjednotky 1 a 2*, ktoré sú zase markermi dobrej
pekárskej akosti. V hodnotenom súbore DH línií boli alely kódujúce podjednotky 1 a 2* zaznamenané
až v 80 %, a to v dôsledku ich vyššieho zastúpenia vo východiskových materiáloch. Donormi alel boli
prevažne odrody vyšľachtené v oblastiach s miernou klímou (Azzuro, Isidor – Francúzsko, Richmond,
Smuggler – Anglicko, Mv Panna, Mv Suba – Maďarsko).
Na lokuse Glu-1B bol len v 9 DH líniách (3 %), pochádzajúcich z kombinácie Hamac/Bohemia,
zistený alelický pár 6+8, ktorý je horší vo vzťahu k technologickej kvalite zrna pšenice ako alely
kódujúce podjednotky 7+8, 7+9 a 17+18, prítomné v ostatných DH líniách. Približne v rovnakom
percentuálnom zastúpení bol na lokuse Glu-1B detegovaný výskyt HMW-GS 7+8 a 17+18 (24 a 26 %),
pričom s najväčšou frekvenciou (47 %) sa na uvedenom lokuse vyskytoval alelický pár 7+9. Výrazné
rozdiely vo frekvencii HMW-GS na lokuse Glu-1B úzko súvisia so zastúpením jednotlivých alel
v rodičovských odrodách.
Na lokuse Glu-1D boli alely kódujúce HMW-GS 5+10 zaznamenané v 189 DH líniách (63 %).
Kolster et al. (1991) práve tento pár považujú za kľúčový z hľadiska pekárskej akosti pšeničného zrna.
Iba za jeho prítomnosti majú podjednotky 1 a 2*, resp. 7+8, 7+9 a 17+18 pozitívnejší vplyv na kvalitu
v porovnaní s ostatnými HMW-GS lokusov Glu-1A, resp. Glu-1B.
V hodnotenom súbore DH línií malo priaznivú kombináciu alel kódujúcich HMW-GS
s pozitívnym vplyvom na pekársku kvalitu zaznamenanú súčasne na všetkých 3 lokusoch, t.j Glu-1A 1 a
2*, Glu-1B 17+18, 7+8, 7+9 a Glu-1D 5+10, až 146 dihaploidných línií (49 %). Hybridné kombinácie
86
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Azzuro/Bohemia a Richmond/Bohemia obsahovali po 3 línie, ktoré mali vyššie hodnoty Glu-skóre a
teda priaznivejšiu kombináciu glutenínových podjednotiek ako ich rodičovské komponenty.
Záver
Tvorba dihaploidných línií pšenice letnej spolu s využitím metód identifikácie ich genetického
pozadia na základe profilu zásobných bielkovín môže významne prispieť k zvýšeniu homozygotnosti
línií ako aj k skráteniu samotného procesu vyšľachtenia nových odrôd. To dokumentuje aj DH odroda
s potravinárskou kvalitou, MS RA34, prihlásená v roku 2012 do štátnych odrodových skúšok za účelom
registrácie v SR. Táto DH línia vznikla z hybridnej kombinácie Richmond/Bazilika a dobrú pekársku
akosť u nej predikovala prítomnosť glutenínových podjednotiek Glu-A1 1, Glu-1B 7+9, Glu-1D 5+10.
Vďaka implementácii vyššie uvedených moderných postupov proces jej vyšľachtenia trval celkovo len
6 rokov.
Poďakovanie
Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č.
APVV-0197-10“ a vďaka podpore v rámci OP Výskum a vývoj pre projekt: Vývoj nových typov
rastlín s geneticky upravenými znakmi hospodárskeho významu ITMS: 26220220027,
spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
Literatúra
BASU, S. K., DATTA, M., SHARMA, M., KUMAR, A. (2011). Haploid production technology in wheat and some selected
higher plants. Australian Journal of Crop Science, vol. 5, 2011, pp. 1087-1093.
GIANIBELLI, M. C., LARROQUE, O. R., MacRITCHIE, F., WRIGLEY, C. W. (2001). Biochemical, genetic and
molecular characterization of wheat glutenin and its component subunits. In Cereal Chem., vol. 78, 2001, pp. 635–
646.
REDHA, A., TALAAT, A. (2008). Improvement of green plant regeneration by manipulation of anther culture induction
medium of hexaploid wheat. In Plant cell, tissue and organ culture, 92, 2008, pp. 141-146.
KOLSTER P., VAN EEUWIJK, F. A., VAN GELDER, W. M. J. (1991). Additive and epistatic effects of allelic variation at
the high molecular weight glutenin subunit loci in determining the bread-making quality of breeding lines of wheat.
In Euphytica, vol. 55, 1991, pp. 227-285.
PAUK, J., MIHÁLY, R., PUOLIMATKA, H. (2003). Protocol for wheat (Triticum aestivum L.) anther culture. In Double
haploid production in crop plants. Maluszynski et al.(Ed.) Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2003, pp. 5964.
PAYNE, P. I., LAWRENCE, G. A. (1983). Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1,
which code for high-molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat. In: Cereal Res. Commun., vol. 11,
1983, pp. 29-34.
PAYNE, P. I., (1987). Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. In Ann.
Rev. Plant Physiol., vol. 38, 1987, pp. 141-153.
SORIANO, M., CASTILLO, A. M., CISTUÉ, L. (2008). Enhanced induction of microspore embryogenesis after n-butanol
treatment in wheat (Triticum aestivum L.) anther culture. In Plant Cell Reports, vol. 27, 2008, pp. 805-811.
WITKOWSKI, E., WAGA, J., WITKOWSKA, K., RAPACZ, M., GUT, M., BIELAWSKA, A., LUBER, H.,
LUKASZEWSKI, A. J. (2008). Association between frost tolerance and alleles of high molecular weight glutenin
subunits present in Polish winter wheats. In Euphytica, vol. 159, 2008, pp. 377-384.
ŽOFAJOVÁ, A. (2012). Využitie dihaploidných línií v šľachtení obilnín. In Nové poznatky z genetiky a šľachtenia
poľnohospodárskych rastlín: Zborník z 19. medzinárodnej vedeckej konferencie 6. novembra 2012. Piešťany :
VÚRV, 2012, s. 43-45.
Contact adress: Darina Muchová, Ph.D., Plant Production Research Center
Bratislavská cesta 122, 921 68, Piešťany, Slovak Republic E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Piešťany,
87
ELEKTROFORETICKÉ ANALÝZY ZÁSOBNÝCH BIELKOVÍN ZRNA
Z HYBRIDNÝCH LÍNIÍ KUKURICE SIATEJ (ZEA MAYS L.)
Electrophoretic Characterization of Total Protein of Maize (Zea mays L.) Lines
Edita Gregová1, Szilárd Kása2, Rastislav Bušo1, Eva Šliková3, Valéria Šudyová1
1
Plant Production Research Center Piešťany, Slovak Republic
2
Zelseed, Slovak Republic
3
Faculty of Natural Sciences of Comenius University Bratislava, Slovak Republic
Abstract
The main objectives of this study were to estimate the level of polymorphism among 40 maize
inbreed lines. Sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis was used to analyze the
extracted seed proteins. Jaccard's similarity coefficient was calculated from the data generated by
2-state scoring of the band patterns obtained in SDS-PAGE system. A dendogram constructed on the
basis of a genetic distance matrix and by unweighted paired group method with arithmetic averages
(UPGMA) resolved the inbreed lines into 2 clusters. Estimates of percentage genetic distance between
all possible combinations ranged from 88, 6 to 0.
Keywords: Zea mays L., breeding, electrophoresis, storage protein
Súhrn
Cieľom práce bolo určiť genetickú variabilitu 40 hybridných línií kukurice siatej (Zea mays L.). Na
stanovenie genetickej variability bola použitá separácia semenných proteínov pomocou gélovej
elektroforézy v prítomnosti sodium dodecylsulfátu. V proteínových profiloch sme hodnotili polymorfné
reprodukovateľné markery a získané údaje boli použité na výpočet Jaccardovho koeficientu genetickej
podobnosti pre všetky párové kombinácie. Zhlukovou analýzou UPGMA boli geneticky rozdielne línie
rozdelené do dvoch hlavných hierarchických klastrov. Genetická vzdialenosť medzi jednotlivými
hybridmi sa pohybovala od 88,6 do 0.
Klíčová slova: Zea mays, šľachtenie, elektroforéza, zásobné bielkoviny
Úvod
Kukurica je prastará kultúrna plodina Ameriky. 4000 rokov pred naším letopočtom ju už poznali
všetky veľké indiánske kmene. V dobe objavenia Ameriky bola kukurica základom terajšieho
amerického poľnohospodárstva od La Plata až po dnešné územie USA. Do Európy sa dostala v roku
1492 alebo 1493, z prvej alebo druhej cesty Kolumba.
V španielskych kronikách koncom 16. a na začiatku 17. storočia nazývali kukuricu „maiz“ podľa
karibského indiánskeho názvu. Behom niekoľko rokov sa rozšírila do severnej Afriky, Itálie a vďaka
benátskym kupcom na východ do Malej Ázie.
Vo Východnej Európe ju rozšírili Turci. Vďaka veľkej variabilite, prispôsobivosti a veľkej
výnosnosti sa kukurica šírila neuveriteľne rýchlo a na veľké vzdialenosti (Hruška et al., 1962).
Kukurica je cudzopelivá rastlina. Pri ich tvorbe šľachtitelia využili rôzne šľachtiteľské metódy. Pri
kukurici sa pestujú F1 hybridy pre využitie heterózneho efektu, ktorý dosahuje až o 25 - 30 % vyššiu
úrodu oproti najvýkonejšiemu rodičovskému partnerovi. Je známe, že takto získané hybridy sa
88
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
vyznačujú vyššou úrodou, lepšou technologickou a nutričnou kvalitou. V semenárskych podnikoch sa
pestujú medziodrodové, medzilíniové a odrodolíniové hybridy. Východiskový materiál kukurice siatej
tvoria všetky jej druhy a poddruhy, krajové odrody, šľachtené odrody, populácie, hybridy línie a
mutanty (Boháč, 1990).
Kukurica sa stala i modelovou plodinou pre heterozné šľachtenie. Hlavnú genetickú bázu kukurice
tvoria komponenty, línie najviac pestovaných hybridov v súčasnej praxi, napriek tomu, že je oveľa širší
sortiment kmeňov a línií, ktoré sú k dispozícií.
Vyšľachtené genetické materiály by mali byť udržiavané, ale súčasne musia podliehať ďalšiemu
vývoju. Kombinačným šľachtením je možné v jednotlivých genotypoch koncentrovanie komplexných
už existujúcich vlastností a súčasne zavedenie nových znakov, ktoré sú k dispozícií. Lepšie hybridy je
možné vyšľachtiť vylepšovaním línií. K tomu je potrebné poznanie dostupných genetických rezerv.
Pri tvorbe genetického materiálu kukurice siatej môže byť efekt šľachtenia výrazný pri zachovaní
genetickej čistoty a pozitívnym, cieleným riedením sa môže zlepšovať aj kombinačná schopnosť.
Genetická variabilita šľachtiteľských programov v značnej miere závisí od možností a kreativity
šľachtiteľov minulosti, súčasnosti a budúcnosti.
Usporiadanie šľachtiteľských materiálov podľa príbuznosti a vykazovanie rozdielov medzi nimi
predstavuje dôležitú úlohu pri šľachtení kukurice a pomieňuje efekívnosť šľachtiteľského procesu.
Úspech šľachtenia je podmienený zachovaním a obohatením genetickej variability.
Cieľom práce bolo určiť genetickú podobnosť medzi líniami a vybrať línie pre heterózne šľachtenie
kukurice. Zásobné bielkoviny zrna kukurice môžu slúžiť ako genetické bielkovinové markery pre
identifikáciu genotypov aj pre stanovenie ich homogenity, keďže sú geneticky determinované určitými
lokusmi a sú polymorfné.
V rastlinnom organizme sa bielkoviny vyskytujú v každej bunke a sú zastúpené molekulami rôznej
veľkosti, vlastností a funkcie. Bielkoviny v bunke plnia funkciu štrukturálnu a regulačnú. Rastlina
obsahuje desiatky tisícok rôznych typov molekúl bielkovín. Tento bielkovinový polymorfizmus je
použiteľným pre najrôznejšie účely, je tiež vhodným prostriedkom pre stanovenie identity indivídua a
jeho odlíšenie od ostatných.
Medzi základné typy bielkovín v rastline, okrem bielkovín s enzymatickou aktivitou a funkciou
(enzýmov) patria bielkoviny zásobné. Sú evolučne mladším typom bielkovín a sú vhodné pre genetické
markerovanie rastlín. Sú uložené v špecializovaných orgánoch a pletivách.
Materiál a metódy
Hodnotenie a charakterizovanie 40 línií kukurice siatej (Zea Mays L.) ktoré boli vytvorené na
šľachtiteľskej stanici Zelseed s.r.o Horná Potôň. Pomocou polyakrylamidovej gélovej elektroforézy
v prítomnosti dodecylsulfátu sodného (SDS-PAGE) boli hodnotené prítomné fragmenty bielkovín
glutelínového typu. Deliacim systémom bola diskontinuálna SDS-PAGE podľa ISTA (Wrigley, 1992).
Extrakciu zásobných bielkovín sme uskutočnili podľa Pastorelliho (2009). V proteínových
profiloch sme hodnotili polymorfné reprodukovateľné markery ako prítomné (1) alebo neprítomné (0).
Získané údaje sme použili na výpočet Jaccardovho koeficientu genetickej podobnosti pre všetky párové
kombinácie. Takto získanú matricu genetickej podobnosti sme použili na konštrukciu dendrogramu.
Výsledný dendrogram sme konštruovali hierarchickou klastrovou analýzou metódou UPGMA
(Unweighted Pair Group Method using arithmetic Averages) použitím modulu SPSS Professional
Statistics v. 8.0.1.
Výsledky a diskusia
Zásobné bielkoviny zrna kukurice môžu slúžiť ako genetické bielkovinové markery pre
identifikáciu genotypov aj pre stanovenie ich homogenity, keďže sú geneticky determinované určitými
lokusmi a sú polymorfné.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
89
Jedným z prvých produktov expresie génov sú bielkoviny, a preto z ich zloženia možno
predpokladať skladbu génov, a tým získavať informácie o genotype. Identifikácia jednotlivých línií na
základe prítomnosti špecifických bielkovín umožnila klasifikáciu v rámci jednotlivých kombinácií do
jednotlivých podskupín s rôznymi genetickými vzdialenosťami.
Obr. 1: Dendrogram zobrazujúci klastrovanie 40 línií kukurice siatej na základe ich genetickej
vzdialenosti
Cieľom šľachtiteľa je vyšľachtiť odrody a hybridy prispôsobené potrebám poľnohospodárov. Ich
šľachtiteľská práca spočíva vo fenotypickom a agronomickom šľachtení (Brunner et. al., 2005;
Lu et. al., 2001). Analyzované línie kukurice siatej neboli v rámci tejto práce charakterizované v iných
90
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
ako bielkovinových markeroch (napr. v rodokmeňoch, znakoch a vlastnostiach morfologických,
agronomických, fytopatologických, technologických a pod.).
Na základe získaných bielkovinových profiloch sme zostrojili dendrogram, ktorý vyjadruje
vzájomné genetické vzťahy (vzdialenosť príbuznosti) medzi sledovanými líniami (obr. 1). Zhlukovou
analýzou UPGMA boli geneticky rozdielne línie rozdelené do dvoch hlavných hierarchických klastrov,
pričom v jednom klastri bolo zoskupených 16 línií a v druhom 24 línií.
Nedali sa rozlíšiť línie (napr. 799, 802, 772 a 792). Rovnaký bielkovinový profil niektorých línií
(napr. 527, 546, 441, 503, a 520) spôsobený pravdepodobne spoločným genetickým základom
separovaných proteínov boli dôvodom, prečo sa v zostrojenom dendrograme nepodarilo diferencovať.
V dendrograme sa vyskytlo ešte sedem dvojíc (43 a 77, 575 a 749, 468 a 472, 459 a 669, 6 a 29,
140 a 165, 111 a 332, 179 a 203, 387 a 421). Tieto línie kukurice siatej sa nedali odlíšiť a vykazovali tie
isté fragmenty, to znamená, že sa nedajú využiť v rámci skupiny na kríženie na heterozný efekt.
Spektrum glutelínov obsahovalo bielkoviny s relatívnou molekulovou hmotnosťou od 97 kDa do
9 kDa a najväčšia variabilita bola v proteínoch s molekulovou hmotnosťou 20 až 30 kDa a 9 kDa.
Vysoký stupeň polymorfizmu v tých oblastiach detekovali pomocou bielkovinových markerov autori
Pastorello et al. (2009).
Dokumentované klastrovanie analyzovaných hybridoch by malo súvisieť s rozdielmi v znakoch
kódovaných lokusmi, z ktorých analyzované bielkovinové fragmenty pochádzajú.
Záver
Táto fenotypická analýza nevylučuje prácu šľachtiteľov na poli, ale umožňuje im získať genetický
popis resp. genetický odtlačok jednotlivých línií a identifikovať genetické rozdiely materiálu. Avšak
táto informácia poskytuje iba doplnkové informácie, ktoré môžu pomôcť šľachtiteľom na začiatku ale i
počas celého šľachtiteľského procesu kukurice.
Poďakovanie
Táto práca vznikla vďaka podpore v rámci OP Výskum a vývoj pre projekt: Prenos
efektívnych postupov selekcie a identifikácie rastlín do šľachtenia ITMS: 26220220142,
spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
Literatúra
BOHÁČ, J., ANDONOV, J., ČERMÍN, Ľ., VLK, J. (1990). Šľachtenie rastlín. 1. vydanie Bratislava: Príroda, 535 s.
BRUNNER, S., FENGLER, K., MORGANTE, M., TINGEY, S., RAFALSKI, A. (2005). Evolution of DNA sequence
nonhomologies among maize inbreds. Plant Cell 17:343–360.
LU, H., BERNARDO, R. (2001). Molecular marker diversity among current and historical maize inbreds. Theor Appl Genet
103:613–617.
PASTORELLI, E. A., FARIOLI, L., PRAVETTONI, V., SCIBILIA, J., CONTI, A., FORTUNATO, D., BORGONOVO, L.,
BONOMI, S., PRIMAVESI, L., BALLMER-WEBER, B. (2009). Maize food allergy: lipid-transfer protein,
endochitinases and alpha-zein precurzor are revelant maize allergens in double-blind placebo-controlled maizechallenge-pozitiv patients. Anal. Bioanal. Chem., 359, 93-102.
WRIGLEY, C. W. (1992). Identification of cereal varieties by gel electrophoresis of the grain proteins. Heidelberg,
Springer-Verlag, 17-41.
Contact address: Edita Gregová, Ph.D., Plant Production Research Center
Bratislavská cesta 122, 921 68, Piešťany, Slovak Republic E-mail: gregova @vurv.sk
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Piešťany,
91
BIOLOGICKÉ OŠETŘENÍ OSIVA JARNÍ PŠENICE
Biological Treatment of Spring Wheat Seeds
Evženie Prokinová1, Ivana Capouchová2, Eliška Ondráčková3, Michal Ondřej3,
Jaroslava Vospělová1, Libor Mičák2, František Šmíd1,
1
KOR ČZU v Praze
2
KRV ČZU v Praze
3
Agritec, s. r. o., Šumperk
Abstract
Small plot and greenhouse experiments were conducted in 2012 to verify the effect of biological
seed treatment on spring wheat plants. Variety SW Kadrilj was used in greenhouse experiment, in the
field trialwas included variety Vinjet to. We have sown certified organic seed. In both experiments were
included variants: control, seed treatment with Polyversum (as active ingredient manufacturer claims
oospores of Pythium oligandrum), Gliorex (active ingredient are the spores of fungi Trichoderma
harzianum and Clonostachys rosea), Cerall (the active ingredient is Pseudomonas chlororaphis)
Ferbiflor (liquid preparation based on extract of vermicompost) and Azoter (biological fertilizer
containing bacteria Azotobacter croococum, Azospirillum brasiliense and Bacillus megatherium). In the
greenhouse experiment was also variant fungicidal treatment with Celest Extra (active substance
difenoconazole and fludioxonil).
Keywords: seed, spring wheat, biological treatment
Souhrn
V roce 2012 proběhly polní maloparcelkové a skleníkové nádobové pokusy zaměřené na ověření
účinku biologického ošetření osiva jarní pšenice na rostliny. Pro pokusy byla používána odrůda jarní
pšenice SW Kadrilj, v polním pokusu byla zařazena i odrůda Vinjet. Vysévali jsme certifikované
ekologické osivo. V obou pokusech byly zařazeny varianty: kontrola, ošetření přípravky Polyversum
(jako účinnou složku výrobce deklaruje oospory Pythium oligandrum), Gliorex (účinnou složkou jsou
spory hub Trichoderma harzianum a Clonostachys rosea), Cerall (účinná složka je Pseudomonas
chlororaphis), Ferbiflor (pomocný přípravek pro rostliny na bázi výluhu z vermikompostu) a Azoter
(biologické hnojivo obsahující bakterie Azotobacter croococcum, Azospirillum brasiliense a Bacillus
megatherium). Ve skleníkovém pokusu byla navíc varianta ošetření fungicidním přípravkem Celest
Extra (účinné látky difenoconazole a fludioxonil).
Biologické ošetření osiva ovlivňuje další generaci rostlin po celou dobu vegetace. Průměrné rozdíly
(hodnoty klíčivosti, vzcházivosti, počtu klasů na m2, délka a hmotnost rostlin, osídlení sklizených zrn
mikroskopickými houbami) byly mezi variantami menší než rozdíly mezi odrůdami v rámci dané
varianty.
Klíčová slova: osivo, jarní pšenice, biologické ošetření
Úvod
Biologická ochrana rostlin je definována jako podpora přirozených nepřátel škodlivých organizmů
rostlin či jejich introdukce do daného prostředí, popř. indukce rezistence, resp. její celkové vitality
s využitím mikroorganismů. Možnostem využití biologické ochrany proti fytopatogenním organismům
92
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
je věnována celá řada publikací (Hokkanen et al., 2003; Chincholkar a Mukerji, 2007). Při pěstování
kulturních rostlin je jedním ze základních předpokladů úspěchu zdravé, kvalitní osivo. Problematice
osiva a ošetření osiva je celosvětově věnována velká pozornost a k tématu byly publikovány i souborné
práce (Maude, 1996). Samostatnou část pak představuje studium možností biologického ošetření osiva
(Callan a Mathre, 1995; Callan et al., 1997; Jensen et al., 2000). V celosvětovém měřítku je k dispozici
řada biologických přípravků pro ošetření osiva, obvykle na bázi bakterií zlepšujících růst rostlin. Často
se nejedná o přípravky na ochranu rostlin, ale o pomocné přípravky řazené mezi hnojiva. Biologické
přípravky na ochranu rostlin proti patogenům nejčastěji obsahují antagonistické mikroorganismy,
většinou houby (Ondřej et al., 2012; Mastouri et al., 2010).
V naší práci jsme ověřovali účinek ošetření osiva jarní pšenice několika biologickými přípravky.
Vycházeli jsme z předpokladu, že biologické přípravky, jejichž účinné složky (mikroorganismy)
kolonizují prostředí a přetrvávají v něm, působí na rostliny dlouhodobě, pravděpodobně po celou
vegetační dobu.
Metodika
V roce 2012 proběhly polní maloparcelkové a skleníkové nádobové pokusy zaměřené na ověření
účinku biologického ošetření osiva jarní pšenice na rostliny. Polní pokus byl veden na Výzkumné
stanici katedry rostlinné výroby ČZU v Uhříněvsi u Prahy, v režimu ekologického pěstování, na
certifikované ekologické ploše. Lokalita se nachází v teplejší a mírně sušší oblasti, v nadmořské výšce
295 m n. m., půda je hlinitojílovitá hnědozem. Nádobový skleníkový pokus byl realizován ve skleníku
ČZU, používali jsme pěstební zahradnický substrát. Pro pokusy byla používána odrůda jarní pšenice
SW Kadrilj, v polním pokusu byla zařazena i odrůda Vinjet. Vysévali jsme certifikované ekologické
osivo. Do tohoto pokusu nebyla zařazena varianta ošetření osiva fungicidním přípravkem Celest Extra
(účinná látka difenoconazole a fludioxonil), aby nedošlo k porušení podmínek pro ekologickou plochu.
V obou pokusech byly zařazeny varianty: kontrola, ošetření přípravky Polyversum (jako účinnou složku
výrobce deklaruje oospory Pythium oligandrum), Gliorex (účinnou složkou jsou spory hub
Trichoderma harzianum a Clonostachys rosea), Cerall (účinná složka je Pseudomonas chlororaphis),
Ferbiflor (pomocný přípravek pro rostliny na bázi výluhu z vermikompostu) a Azoter (biologické
hnojivo obsahující bakterie Azotobacter croococum, Azospirillum brasiliense a Bacillus megatherium).
Přípravky byly aplikovány v doporučených dávkách. Ve skleníkovém pokusu jsme hodnotili klíčivost
ošetřeného osiva, vzcházivost, délku a hmotnost rostlin. V polním pokusu jsme sledovali počet vzešlých
rostlin, počet klasů a osídlení sklizených zrn fytopatogenními mikroskopickými houbami. Jejich izolaci
jsme prováděli na umělé živné půdě (potato dextrose agar – PDA, Hi Media). Determinace byla
provedena mikroskopicky podle morfologických determinačních znaků. V obou pokusech měla každá
varianta čtyři opakování, v polním pokusu jedno opakování bylo 10 m2, v nádobovém pokusu bylo
vyseto v každém opakování 10 zrn.
Výsledky a diskuse
Skleníkový nádobový pokus
Pokus byl ukončen ve stáří rostlin 5 týdnů. Ve všech variantách ošetření osiva jsme konstatovali
vyšší klíčivost ve srovnání s kontrolou (93 %), s výjimkou ošetření přípravkem Polyversum, kde došlo
k mírnému snížení klíčivosti na 90 %. Nejvyšší klíčivost mělo osivo ošetřené přípravkem Cerall (98 %).
Zcela opačné výsledky jsme získali při hodnocení počtu vzešlých rostlin (graf 1). Předpokládáme, že
tento rozdíl může být důsledkem ošetření osiva živými organismy, které mohou mít při zkoušce
klíčivosti jinou účinnost než při vzcházení v půdním prostředí. Mimo to jsme ve skleníkovém pokusu
pracovali pouze s odrůdou SW Kadrilj a z výsledků polních pokusů vyplývá velký rozdíl v reakci odrůd
na biologické ošetření.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
93
Graf 1: Vzcházivost v nádobovém skleníkovém pokusu
vzcházivost
90
88
86
84
% 82
80
78
76
74
kontrola
Celest Extra
Gliorex
Cerall
Polyversum
varianta
Ošetření mělo vliv na rychlost růstu rostlin. Ve variantách Celest Extra, Polyversum a Gliorex byly
rostliny kratší (350; 351,7; 373,3 mm) ve variantě Cerall vyšší (406,7 mm) ve srovnání s kontrolou
(390 mm). Ovlivněna byla i délka kořene, která byla nejmenší ve variantě Celest Extra (52,5 mm), ale
i ve všech ostatních ošetřených variantách došlo ke zkrácení kořenů o 11 – 14 mm ve srovnání
s kontrolou (80,8 mm). Hmotnost rostlin se podstatně nelišila (graf 2).
Graf 2:
výsledky skleníkového nádobového pokusu
sušina kořen (g/1 rostlinu)
sušina zelená hmota (g/1 rostlinu)
450
klíčivost (%)
400
vzcházivost %)
délka kořene (mm)
350
délka nadzemní části rostlin (mm)
300
250
200
150
100
0,28
0,03
sušina kořen (g/1 rostlinu)
Polyversum
0,27
0,04
Cerall
Gliorex
0,21 0,24
0,02 0,02
Celest Extra
0,15
0,04
kontrola
50
0
délka nadzemní části rostlin (mm)
délka kořene (mm)
vzcházivost %)
klíčivost (%)
sušina zelená hmota (g/1 rostlinu)
Polní maloparcelkový pokus
94
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
S výjimkou varianty ošetření osiva Gliorexem vzešlo ve všech ošetřených variantách v průměru
méně rostlin než ve variantě kontrolní. Byl ale poměrně velký rozdíl v reakci testovaných odrůd na
ošetření osiva. U odrůdy SW Kadrilj vzešlo v ošetřených variantách více rostlin ve srovnání
s kontrolou, tento efekt se neprojevil jen u přípravku Azoter. Naopak u odrůdy Vinjet došlo
k podstatnému zhoršení vzcházivosti ve všech ošetřených variantách, nejméně se nižší vzcházivost
projevila ve variantě Gliorex (graf 3).
Počet klasů na m2 před sklizní se v jednotlivých variantách podstatně nelišil, i když i v tomto
případě se projevil rozdíl mezi odrůdami v rámci testovaných variant. U odrůdy SW Kadrilj byl ve
srovnání s kontrolou menší počet klasů ve variantě Polyversum, naopak ve variantě Gliorex bylo klasů
nevýznamně více. U odrůdy Vinjet došlo ve všech ošetřených variantách s výjimkou varianty Cerall ke
snížení počtu klasů na m2 oproti kontrole (graf 4).
Výsledky hodnocení klíčivosti sklizených zrn potvrdily předpoklad vlivu biologického ošetření
osiva na kondici rostlin nové generace až do doby zralosti. V průměru došlo ke snížení klíčivosti ve
variantách Polyversum a Gliorex, ostatní varianty se nelišily od varianty kontrolní. Opět se projevil
rozdíl v reakci odrůd. Odrůda Vinjet měla ve variantě Polyversum klíčivost o 4 % nižší než odrůda
SW Kadrilj. Naopak ve variantě Azoter byla klíčivost odrůdy Vinjet vyšší a jak ve srovnání s odrůdou
SW Kadrilj, tak ve srovnání s kontrolou. Rozdílná byla v jednotlivých variantách i klíčivost odrůdy
SW Kadrilj (graf 5).
Graf 3: Počet vzešlých rostlin na m2
počet vzešlých rostlin
350
Kadrilj SW
Vinjet
300
průměr
250
200
počet rostlin/m2
150
100
50
0
Polyversum
Gliorex
Cerall
Ferbiflor
Azoter
kontrola
varianta
Graf 4: Počet klasů před sklizní na m2
počet klasů před sklizní
350
Kadrilj SW
Vinjet
300
průměr pšenice
250
počet klasů na 1 200
m2
150
100
50
0
Polyversum
Gliorex
Cerall
Ferbiflor
Azoter
kontrola
varianta
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
95
Graf 5: Klíčivost sklizených zrn
klíčivost
99
98
97
96
95
%
94
93
92
91
90
Kadrilj SW
Vinjet
průměr
Polyversum
Gliorex
Cerall
Ferbiflor
Azoter
kontrola
varianta
Ze sklizených zrn byly izolovány mikroskopické houby, celkový počet kolonií na 10 zrn a celkový
počet zjištěných rodů hub se mezi variantami ani mezi odrůdami významně nelišil. Mezi variantami
byly ale rozdíly v zastoupení fytopatogenních mikromycetů. Ve variantě Cerall bylo nejméně druhů
rodu Fusarium, nejvíce byl rod zastoupen v kontrole. Byl zaznamenán nárůst četnosti Penicillium sp. ve
všech variantách s výjimkou varianty Polyversum a dále značný nárůst četnosti Aspergillus niger ve
všech ošetřených variantách – nejvýraznější byl rozdíl oproti kontrole ve variantě Polyversum (graf 6).
Z dalších rodů byly izolovány Cladosporium, Ulocladium, Epicoccum, Botryosphaeria, bez rozdílu
v četnosti výskytu mezi odrůdami a variantami.
Graf 6: Četnost fytopatogenních mikromycetů na sklizeném zrnu
četnost fytopatogenních mikromycetů na sklizeném zrnu
4,5
4
3,5
3
počet kolonií na 10
zrn
2,5
2
1,5
1
Fusarium spp.
Alternaria spp.
Penicillium sp.
Bipolaris sorokiniana
Aspergillus niger
0,5
0
Polyversum
Gliorex
Cerall
Ferbiflor
Azoter
kontrola
varianta
V obou pokusech jsme sledovali i zdravotní stav rostlin, ale ani v jednom případě jsme
nezaznamenali výskyt původců chorob pat stébel nebo původců listových skvrnitostí přenosných
osivem či půdou.
Závěr
Výsledky jak nádobového skleníkového, tak polního maloparcelkového pokusu potvrdily, že
biologické ošetření osiva ovlivňuje další generaci rostlin po celou dobu vegetace. Protože jde o
jednoleté výsledky, není možné formulovat jednoznačný závěr o účinku jednotlivých testovaných
96
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
přípravků. Jednoznačně se ale potvrdilo, že různé odrůdy reagují na ošetření osiva rozdílně, a tyto
rozdíly mohou být velmi podstatné. Tento fakt bude nutno zohlednit v koncepci dalších testů tak, aby
bylo možné pěstitelům podat konkrétní ověřené informace k jednotlivým odrůdám. Současně je zřejmé,
že ne každý biologický přípravek bude vhodný pro každou odrůdu. K tomu bude třeba přihlížet při
výběru odrůd pro ekologické zemědělství.
Poděkování
Výsledky byly získány díky finanční podpoře projektů NAZV č. QI91C123 a QI111C039.
Literatura
CALLAN N. W., MATHRE D. E. (1995). Biological seed treatments. Hort. Science, 30(4):749.
CALLAN, N. W., MATHRE, D. E., MILLER, J. B., AND VAVRINA, C. S. (1997). Biological seed treatments: factors
affecting their efficacy. Hort. Science 32:179-183.
CHINCHOLKAR S. B., MUKERJI K. G. (2007). Biological control of plant diseases. Haworth Food and Agricultural
Products Press, USA and Canada, 426 pp.
HOKKANEN H. M. T., LYNCH J. M. (eds.) (1995). Biological control. Benefits and risks. Cambridge University Press,
304 pp.
JENSEN B., KNUDSEN I. M. B., JENSEN F., D. (2000). Biological seed treatment of cereals with fresh and long-term
stored formulations of Clonostachys rosea: Biocontrol efficacy against Fusarium culmorum. European Journal of
Plant Patology, 106: 233–242.
MAUDE R. B. (1996). Seedborne diseases and their control. Principles and practice. CAB International, 280 pp.
MASTOURI F., BJÖRKMAN T., HARMAN G. E. (2010). Seed Treatment with Trichoderma harzianum Alleviates Biotic,
Abiotic, and Physiological Stresses in Germinating Seeds and Seedlings Vol. 100, No. 11: 1213 – 1221.
ONDŘEJ M., CAGAŠ B., ONDRÁČKOVÁ E. (2012). Využití hub rodu Clonostachys proti půdním patogenům, Úroda, č.
3: 64-67.
Contact address: Evženie Prokinová, Katedra ochrany rostlin, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
97
MOŘENÍ OSIVA ZLEPŠUJE POLNÍ VZCHÁZIVOST A MŮŽE
ZVÝŠIT I VÝNOS
Seed Treatment Can Increase Field Emergence and Crop Yield
Hana Honsová
KRV, ČZU v Praze
Abstract
In experiments at the Research station in Prague – Uhříněves (2009 – 2011) influence of seed
treatment to field emergence and yield of spring barley were tested. In our experiments with five
varieties high influence of growing year proceeded. In three years, besides variant of chemical treatment
in 2011, was confirmed that so chemical as biological treatment can increase the field emergency. In
2010 and in 2011 the seed treatment by Maxim Star increased the yields. In 2011 biological treatment
by Lignohumát B increased the yield of more than 6 %. In our experiments the significant influence of
growing year to reached yields was evident.
Keywords: spring barley, seed treatment, field emergence, yield
Souhrn
Na Výzkumné stanici v Praze-Uhříněvsi (2009 - 2011) byl testován vliv moření osiva na polní
vzcházivost a výnos jarního ječmene. Ve třech letech, kromě varianty chemického ošetření v roce 2011,
se potvrdilo, že jak chemické moření ječmene, tak i moření přípravkem vyráběným z přírodní suroviny,
zlepšuje polní vzcházivost. Moření osiva přípravkem Maxim Star vedlo v letech 2010 a 2011 ke zvýšení
výnosu ječmene. V roce 2011 bylo zjištěno navýšení výnosu o více než šest procent u varianty mořené
Lignohumátem B. Ukázalo se, že samotné moření osiva výnosy zvyšovat nemusí. V pokusech se
projevil významný vliv ročníku pěstování na dosažené výnosy.
Klíčová slova: jarní ječmen, moření osiva, polní vzcházivost, výnos
Úvod
Základem dosažení vysokého výnosu jarního ječmene je kvalitně založený porost. Pro získání
dostatečného počtu vitálních rostlin se doporučuje vysévat mořené osivo. Namořené osivo umožňuje
rychlý růst a vývoj zdravých rostlin až do konce odnožování.
Účinné mořidlo, použité ve správné dávce a tak, aby skutečně zůstalo na povrchu obilky,
významným způsobem chrání mladé rostliny před širokým spektrem chorob (Váňová, 2009).
Metodika
V pokusech uskutečněných v letech 2009 až 2011 na Výzkumné stanici katedry rostlinné výroby
České zemědělské univerzity v Praze – Uhříněvsi se sledoval vliv moření osiva a odrůdy na produkční
schopnost porostu jarního ječmene. Pokusy byly založeny ve čtyřech opakováních na parcelkách o
sklizňové ploše deseti metrů čtverečních, přičemž se vysévalo čtyři sta klíčivých obilek na metr
čtvereční.
V pokusech se porovnávalo pět odrůd (Jersey, Malz, Sebastian, Tolar, Prestige) a čtyři varianty
osiva: 1. konvenční nemořené, 2. ekologické, 3. mořené přípravkem Maxim Star 025 FS a 4. mořené
Lignohumátem B.
98
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Za vegetace se porosty jednorázově pohnojily dávkou třicet kilogramů dusíku na hektar pevným
granulovaným hnojivem. Plevele se hubily jedním chemickým postřikem s kombinací herbicidů.
V pokusech se vyhodnocovala polní vzcházivost po vzejití rostlin, počet klasů na metru čtverečním
před sklizní, hektarový výnos zrna a hmotnost tisíce semen sklizeného zrna (HTS).
Polní vzcházivost se stanovila po vzejití rostlin dvakrát z plochy čtvrt metru čtverečního a počet
klasů před sklizní se zjišťoval ze stejné plochy. Sklizeň proběhla maloparcelní sklízecí mlátičkou v plné
zralosti. Výnos se stanovil zvážením vyčištěného osiva z každé parcelky a přepočten na
čtrnáctiprocentní vlhkost zrna. Hmotnost tisíce semen byla zjištěna odpočtem a zvážením dvakrát pěti
set obilek ječmene.
Výsledky a diskuse
V letech 2009 až 2011 se na pokusném poli v Praze – Uhříněvsi vysévalo pět odrůd jarního
ječmene. Porovnávaly se dvě nemořené varianty - osivo konvenční a ekologické a dvě mořené varianty,
a to chemickým mořidlem (Maxim Star 025 FS) a huminovým přípravkem vyráběným z přírodní
suroviny (Lignohumát B).
V tříletých pokusech s osivem jarního ječmene se projevil výrazný vliv podmínek ročníku
pěstování. Rozdílné výsledky byly zjištěny mezi odrůdami i mezi porovnávanými variantami osiva.
Polní vzcházivost byla v letech 2009 a 2010 poměrně vysoká, zatímco v roce 2011 porosty
ječmene vzešly hůře (tab. 1).
Tab. 1: Počet rostlin na 1 m2 po vzejití
Odrůda
Osivo
Počet rostlin po vzejití
2009
2010
2011 průměr
Jersey
konvenční
247
290
210
249
Malz
konvenční
272
287
227
262
Prestige konvenční
284
260
208
251
Sebastian konvenční
283
276
246
268
Tolar
konvenční
276
281
253
270
průměr konvenční
272
279
229
260
Jersey
ekologické
260
284
220
255
Malz
ekologické
261
262
256
260
Prestige ekologické
245
281
220
249
Sebastian ekologické
291
294
232
272
Tolar
ekologické
261
282
251
265
průměr ekologické
263
280
236
260
Jersey
Maxim Star
287
294
199
260
Malz
Maxim Star
283
316
215
271
Prestige Maxim Star
282
295
195
257
Sebastian Maxim Star
295
320
248
288
Tolar
Maxim Star
246
289
257
264
průměr Maxim Star
279
302
223
268
Jersey Lignohumát
258
291
200
250
Malz
Lignohumát
253
309
233
265
Prestige Lignohumát
291
283
215
263
Sebastian Lignohumát
250
301
257
269
Tolar
Lignohumát
267
299
256
274
průměr Lignohumát
264
297
232
264
celkový průměr
269
290
230
263
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
99
Ošetření osiva se ve třech letech, kromě varianty chemického moření v roce 2011, na polní
vzcházivosti projevilo kladně. V prvních dvou letech pokusů v průměru nejlépe vzešly varianty osiva
mořeného přípravkem Maxim Star těsně následované variantou mořenou Lignohumátem. V průměru tří
let měly obě varianty moření osiva kladný vliv na hustotu porostu.
Dosažený počet klasů ječmene nebyl příliš vysoký, přičemž nejvyšší hustoty porostu bylo docíleno
v roce 2009 (tab. 2). Největší množství klasů před sklizní vytvořila v letech 2010 a 2011 odrůda Tolar,
což se kladně odrazilo na dosažené výši výnosu. V roce 2009 měla největší množství klasů odrůda
Sebastian, ale na výnosu se toto neprojevilo. V porovnání variant osiva byly v jednotlivých letech
zjištěny jen velmi malé rozdíly v počtu klasů.
Tab. 2: Počet klasů na 1 m2 před sklizní
Odrůda
Osivo
Počet klasů před sklizní
2009
2010
2011 průměr
Jersey
konvenční
566
541
367
491
Malz
konvenční
553
510
368
477
Prestige konvenční
546
495
370
470
Sebastian konvenční
589
513
405
502
Tolar
konvenční
552
541
410
501
průměr konvenční
561
520
384
488
Jersey
ekologické
551
523
392
489
Malz
ekologické
561
536
364
487
Prestige ekologické
542
508
371
474
Sebastian ekologické
599
515
389
501
Tolar
ekologické
592
524
399
505
průměr ekologické
569
521
383
491
Jersey
Maxim Star
556
515
388
486
Malz
Maxim Star
605
519
392
505
Prestige Maxim Star
568
492
391
484
Sebastian Maxim Star
594
538
417
516
Tolar
Maxim Star
585
531
408
508
průměr Maxim Star
581
519
399
500
Jersey Lignohumát
592
507
377
492
Malz
Lignohumát
582
518
368
489
Prestige Lignohumát
573
525
344
481
Sebastian Lignohumát
566
523
407
499
Tolar
Lignohumát
575
550
426
517
průměr Lignohumát
577
524
384
495
celkový průměr
572
521
387
493
Výnosy zrna na konvenční ploše byly nejvyšší v roce 2011, kdy se v celkovém průměru docílilo
téměř sedmi tun na hektar (tab. 3). V roce 2010 byl v průměrný výnos jen nepatrně nižší, ale v roce
2009 se v průměru sklidilo pouze něco málo nad čtyřmi a půl tunami na hektar. Nejvýnosnější odrůdou
se ve všech třech letech stal Tolar, nejnižší výnos každoročně poskytla odrůda Jersey.
V porovnání čtyř variant docílilo v roce 2010 nejvyššího výnosu osivo namořené přípravkem
Maxim Star, zatímco ale v roce 2009 byl výnos u této varianty nejnižší. Jednotlivé varianty se v letech
2009 a 2010 od sebe z výnosového hlediska lišily velmi málo.
100
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
V roce 2011 dosáhla nejvyššího výnosu varianta namořená Lignohumátem B, a to o více než šest
procent proti nemořené kontrole. Varianta osiva namořeného přípravkem Maxim Star poskytla o zhruba
čtyři a půl procenta vyšší výnos než nenamořená kontrola. V tříletém průměru poskytly obě varianty
moření vyšší výnos než nemořená kontrola.
Tab. 3: Výnos zrna při 14% vlhkosti
Odrůda
Osivo
Výnos při 14% vlhkosti (t/ha)
2009
2010
2011 průměr
Jersey
konvenční
3,76
6,28
6,62
5,55
Malz
konvenční
5,11
6,96
6,21
6,09
Prestige konvenční
4,86
6,53
6,40
5,93
Sebastian konvenční
4,09
7,27
6,98
6,11
Tolar
konvenční
5,46
7,7
7,71
6,96
průměr konvenční
4,65
6,95
6,78
6,13
Jersey
ekologické
3,76
6,03
6,08
5,29
Malz
ekologické
5,12
7,07
6,87
6,35
Prestige ekologické
4,93
6,7
6,78
6,14
Sebastian ekologické
4,03
7,26
6,69
5,99
Tolar
ekologické
5,39
7,4
7,47
6,75
průměr ekologické
4,65
6,89
6,78
6,11
Jersey
Maxim Star
3,4
6,25
6,83
5,49
Malz
Maxim Star
4,98
7,12
7,00
6,37
Prestige Maxim Star
4,51
6,81
6,64
5,99
Sebastian Maxim Star
4,13
7,2
7,41
6,25
Tolar
Maxim Star
5,29
7,95
7,55
6,93
průměr Maxim Star 4,46
7,07
7,09
6,21
Jersey Lignohumát
4,06
5,98
6,65
5,56
Malz
Lignohumát
4,51
7,36
7,21
6,36
Prestige Lignohumát
4,92
6,51
6,48
5,97
Sebastian Lignohumát
4,4
7,22
7,81
6,48
Tolar
Lignohumát
5,13
7,29
7,85
6,76
průměr Lignohumát 4,61
6,87
7,20
6,23
celkový průměr
4,59
6,94
6,96
6,16
Hmotnost tisíce semen sklizeného zrna se výrazně lišila mezi ročníky pěstování (tab. 4). V roce
2009 byla HTS obecně nízká, v roce 2010 naopak vysoká. Rekordně vysoké HTS bylo docíleno v roce
2011.
V pokusech byly také zjištěny rozdíly mezi odrůdami. V průměru všech variant v letech 2009 a
2011 vykázala nejvyšší HTS odrůda Prestige, v roce 2010 Tolar. Při porovnání variant vysetého osiva
bylo v roce 2009 nejvyšší HTS docíleno u varianty mořené Lignohumátem B, v roce 2010 u varianty
osiva ekologického. V roce 2011 se HTS mezi porovnávanými variantami konvenčního osiva téměř
nelišila, pouze varianta osiva ekologického měla HTS mírně nižší.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
101
Tab. 4: Hmotnost tisíce semen sklizeného zrna
Odrůda
Osivo
HTS (g)
2009
2010
2011
Jersey
konvenční
34,9
42
54,0
Malz
konvenční
39,2
43,6
54,0
Prestige konvenční
40,2
42,5
58,0
Sebastian konvenční
37,9
43,6
52,8
Tolar
konvenční
39,8
47,2
52,6
průměr konvenční
38,4
43,8
54,3
Jersey
ekologické
34,2
44,1
53,2
Malz
ekologické
39,2
46
52,7
Prestige ekologické
41,7
45,1
57,8
Sebastian ekologické
37,4
44,1
51,2
Tolar
ekologické
38,8
45,2
53,0
průměr ekologické
38,3
44,9
53,6
Jersey
Maxim Star
33,6
41,3
53,4
Malz
Maxim Star
39,4
42,7
53,1
Prestige Maxim Star
42
43,3
57,8
Sebastian Maxim Star
37,1
43,3
53,4
Tolar
Maxim Star
39,9
44,7
53,3
průměr Maxim Star 38,4
43,1
54,2
Jersey Lignohumát
36,9
43,5
54,6
Malz
Lignohumát
38,8
43,4
53,8
Prestige Lignohumát
43,6
43,7
58,7
Sebastian Lignohumát
37,7
44
53,0
Tolar
Lignohumát
39,7
44,5
53,2
průměr Lignohumát 39,3
43,8
54,7
celkový průměr
38,6
43,9
54,2
průměr
43,6
45,6
46,9
44,8
46,5
45,5
43,8
46,0
48,2
44,2
45,7
45,6
42,8
45,1
47,7
44,6
46,0
45,2
45,0
45,3
48,7
44,9
45,8
45,9
45,6
Závěr
Vliv chemického a biologického moření se sledoval v maloparcelních pokusech založených
v letech 2009 až 2011 na Výzkumné stanici katedry rostlinné výroby FAPPZ České zemědělské
univerzity v Praze – Uhříněvsi. Dosažené výsledky potvrdily kladný vliv moření osiva, a to jak
chemického (Maxim Star), tak biologického (Lignohumát B), na polní vzcházivost. Pouze v roce 2011
chemické moření u tří z porovnávaných pěti odrůd k lepší polní vzcházivosti nepřispělo.
Na výši výnosu se moření osiva kladně odrazilo ve dvou posledních letech pokusů. V roce 2010
osivo namořené mořidlem Maxim Star poskytlo nejvyšší průměrný výnos z porovnávaných variant.
V roce 2011 nejvyššího výnosu docílilo osivo namořené huminovým přípravkem Lignohumát B a na
druhém místě skončila varianta chemického moření. V tříletém průměru poskytly obě varianty moření
osiva vyšší výnos v porovnání s nemořenou kontrolou.
V tříletých pokusech se potvrdilo, že moření osiva nejen zlepšuje polní vzcházivost, ale může vést i
ke zvýšení výnosu jarního ječmene. V některých letech však moření samo o sobě výnosy zvyšovat
nemusí, jak se ukázalo v prvním roce pokusů. Jistotu vyšších výnosů by zajistily další intenzifikační
zásahy v průběhu vegetace.
102
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Literatura
VÁŇOVÁ M. (2009). Použití mořidel v rámci integrované ochrany při produkci kvalitního osiva. Sborník z konference
Osivo a sadba, Česká zemědělská univerzita v Praze, 161 s.
Contact address: Ing. Hana Honsová, Ph.D., Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
103
TECHNIKA KULTIVACE ROSTLIN PŠENICE SETÉ Z POLOVINY
ZRNA A MOŽNOSTI JEJÍHO VYUŽITÍ
The Technique of Wheat Plant Cultivation from the Grain Halves
Jana Bradová, Ladislav Bláha
Výzkumný ústav rostlinné výroby,v.v.i.
Abstract
Trials were conducted to study the variants of the plant cultivation from the embryonal halves of
wheat grains on the bases the gliadin marker electrophoresis of the other grain halves. The best results
(the habit of the plants was the same as the plants grown from the whole grains) were obtained by
treatment of grain cutting surface with grafting wax diluted by 96% ethanol and the simultaneous
application of the commercial growth stimulant. The variant where the fertile humous soil (pH 7) was
covered by the fine sand layer (2 cm; particle size 0, 1 mm) was assessed as the best cultivation
substrate. Using required conditions the yield of grains from plants grown this way is comparable to the
yield of plants grown from whole seed. Method can determine the sample purity (and impurities), and
precisely define genetic sample for further work.
Keywords: wheat; halves of grain; electrophoresis; protein markers; cultivation
Souhrn
Na základě využití elektroforetické analýzy gliadinových a gluteninových markerů jsou
hodnoceny různé varianty kultivace rostlin z embryonální poloviny zrna pšenice. Nejlepší výsledky,
kdy habitus rostlin byl téměř shodný s rostlinami vypěstovanými z celých zrn, byly dosaženy zacelením
řezné plochy štěpařským voskem ředěným 96% etanolem při současném uplatnění jakéhokoliv
komerčně využívaného růstového stimulátoru. Pro kultivaci rostlin z poloviny zrna je vhodnější umělé
prostředí s kontrolovatelnou teplotou, světlem, zálivkou a možností účinnější ochrany proti půdním
chorobám. Jako nejvhodnější kultivační substrát se ukázala varianta, kde úrodnou humózní půdu (pH 7)
překrývala dvoucentimetrová vrstva jemného písku (velikost částic 0,1 mm), ve kterém byly ošetřené
poloviny zrn uloženy. Při dodržení všech zásad je výnos takto pěstovaných rostlin srovnatelný
s výnosem rostlin, které jsou pěstovány z celého semene.
Klíčová slova: pšenice; polovina zrna; elektroforéza; bílkovinné markery; kultivace
Úvod
Využití genetické diverzity pro zlepšování biologického potenciálu zemědělských plodin a aplikace
nových technologií je hlavním přínosem pro rozvoj rostlinné produkce. Inovace odrůd je jedním z
rozhodujících faktorů nejen pro zvyšování produktivity plodin, ale i pro zvyšování kvality a stability
produkce. Šlechtění pšenice má v ČR, vzhledem ke specifitě pěstitelského prostředí, stále velký význam
a poptávka po nových výchozích materiálech pro různé směry využití a kvalitu je stále aktuální. Pokrok
ve šlechtění je přitom výrazně stimulován rychlým rozvojem biotechnologií a jejich aplikací. Zavádění
biotechnologických metod umožňuje zvýšit efektivitu selekce a urychlit šlechtitelský proces; umožňuje
rozšíření genetické diverzity odrůd a dosažení nových šlechtitelských cílů.
Využití pšenice je velmi rozsáhlé a každé odvětví má rozdílné požadavky na její kvalitu. Pšenice
patří k nejvýznamnějším zdrojům bílkovin pro lidskou výživu a vedle potřeby zajistit dostatek kvalitní
104
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
produkce, se v posledních letech výrazně projevují specifické požadavky na nutriční a technologickou
kvalitu produkce, což vyvolává potřebu vyhledat a popsat vhodné genetické zdroje pro šlechtění.
Z tohoto pohledu je velmi žádoucí se zaměřit na krajové odrůdy, které sice nemohou konkurovat
moderním šlechtěným odrůdám ve výnosu, avšak mají řadu cenných znaků a vlastností, pro které si
zaslouží pozornost (ekostabilita, kvalitní kořenový systém, vysoký obsah bílkovin atd.) Vhodnost
pšenice pro specifické koncové využití je určována zejména vlastnostmi majoritních chemických
komponent pšeničného zrna, tedy škrobu a bílkovin. Speciálně zásobní bílkoviny endospermu zrna
rozhodujícím způsobem podmiňují kvalitativní parametry jeho jakosti, což má naprosto zásadní význam
pro řadu zpracovatelských technologií, ale i podstatný výzkumný a šlechtitelský význam spočívající v
možnosti predikce kvality zrna u hodnoceného šlechtitelského materiálu na základě znalosti
polymorfismu jednotlivých složek zásobních bílkovin (Černý a Šašek, 1996).
Účinnými a v současné době běžně využívanými postupy separace zásobních bílkovin pšeničného
zrna jsou elektroforetické metody, které představují nejjednodušší způsob charakterizace gliadinů a
gluteninů. Elektroforéza těchto bílkovin umožňuje charakterizovat s vysokou účinností genotypy
pšenice, určit jejich homogenitu či heterogenitu a identifikovat fenotypové projevy jednotlivých
gliadinových a gluteninových alel (Šašek a kol., 2000), což je klíčovým požadavkem pro tuto metodiku.
Cílem práce bylo podat ucelené informace o možnosti využití techniky kultivace rostlin pšenice z
embryonální poloviny zrna se známou skladbou bílkovinných genetických markerů, zjištěných
elektroforetickými technikami z druhé neembryonální poloviny poloviny zrna. Tímto postupem lze
docílit geneticky homogenního materiálu pro přesné fyziologické a semenářské pokusy.
Metodika
Elektroforetické metody jsou natolik citlivé, že umožňují provedení analýzy zásobních bílkovin z
pouhé poloviny zrna pšenice a cíleně tak vybrat jedince s určitou unikátní, resp. žádanou alelickou
skladbou gliadinů či gluteninů. Nežádoucí jedince s nevyhovující genetickou výbavou bílkovinných
genů lze z hodnoceného souboru eliminovat. U vybraných materiálů je pak možno dopěstovat kvalitní
rostlinu se známou skladbou bílkovin z druhé poloviny zrna s embryem, což lze velmi efektivně využít
ve šlechtění pšenice.
Při běžném pěstování rostlin z celého semene dochází po vložení do vlhkého prostředí k příjmu
vody, které je následováno anaerobní fází klíčení trvající většinou 26 - 36 hodin (podle teploty a
rychlosti příjmu vody). V této fázi pracují enzymy, které nepotřebují kyslík. Poté následuje aerobní fáze
(aerobní dýchání), kdy semeno klíčí. V této fázi jsou aktivní enzymy (lipázy, α–amyláza, proteázy a
peptidázy) a dochází k transportu enzymy rozštěpených zásobních látek (aminokyseliny, jednoduché
cukry) a minerálních látek ze zrna přes štítek do klíčícího embrya, zejména do kořínkové části. V době,
kdy začíná růst kořínek, je endosperm ve stádiu „vodnatého hustého roztoku“. S mírným zpožděním
pak začíná transport látek i do klíčku a na světle začíná probíhat fotosyntéza (Deno, 1998).
Pokud pěstujeme rostlinu z embryonální poloviny zrna, je nutno brát všechny výše zmíněné faktory
v úvahu (Bláha et al., 1987). Část látek potřebných k náležitému vývoji rostliny může unikat do
prostředí a rostlina je pak kvůli sníženému obsahu zásobních látek značně oslabena a je mnohem
náchylnější k napadení bakteriemi, houbami či jinými škůdci. A proto nezanedbatelnou roli zde hraje i
typ půdy, resp. složení půdní mikroflóry. Takto pěstované rostliny mají poměrně značný úhyn během
klíčení a vzcházení a jsou většinou i menšího, resp. slabšího vzrůstu, což se následně projeví i
v kvalitativních parametrech sklizeného zrna. Jakmile je však řezná plocha obilky uzavřena vhodným
způsobem tak, aby se zabránilo úniku zásobních látek ze semen a naopak průniku antagonistických
organizmů do semene, působí tato bariera jako ochrana před negativními vlivy a může i příznivě
stimulovat růst nové rostliny.
Tímto metodickým přístupem se docílí namnožení homogenního a přesně definovaného
pšeničného materiálu.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
105
Výběr pšeničného materiálu
Z osiva hodnoceného genotypu pšenice, který se bude využívat v další ať už šlechtitelské či
výzkumné práci pro svoje významné vlastnosti nebo unikátní sestavy gliadinových, resp. gluteninových
genů, se náhodně vybere minimálně 75 obilek (Černý a Šašek, 1998). Minimální počet obilek vychází
z genetických a statistických zákonitostí tak aby bylo možno detekovat možnou variabilitu ve
sledovaných znacích a případně zachytit heterozygotní materiál. Maximální výběr není omezen – záleží
na pracovní kapacitě a finančních možnostech pracoviště. Při plánování počtu zrn, které se budou
analyzovat, je možno přihlédnout k množství původního vzorku, ale lze vycházet i z daného
šlechtitelského cíle.
Příprava materiálu ke kultivaci rostlin z embryonálních polovin zrna pšenice
Povrchová sterilizace obilek. Provádí se za účelem zamezení kontaminace budoucích řezných
ploch jednotlivých polovin zrna bakteriemi a sporami hub. Sterilizaci lze provádět chemicky, kdy se
obilka ponoří (max. 5 min.) do roztoku dezinfekčního prostředku (při použití komerčního přípravku se
roztok připraví dle doporučeného návodu; pokud použijeme k dezinfekci látku obsahující chlór, je
nutno zrno opláchnout pod tekoucí vodou). Tepelná sterilizace zahrnuje přelití obilek horkou vodou
(min. 85 ºC) na přiměřeně velkém sítě a okamžitě nato přelití studenou vodou, aby se zabránilo průniku
tepelné energie do nitra semene, a nepoškodil se tak živý organismus (denaturace bílkovin, inaktivace
enzymů, poškození klíčivosti). Tento postup není vhodný pro drobná semena, u nichž je riziko
rychlejšího průniku tepelné energie do semene.
Po sterilizaci se obilky vysuší na savé podložce (filtrační papír) volně na vzduchu nebo v sušárně
při teplotě 30 ºC.
Půlení obilek. Suchá semena se půlí skalpelem či jiným ostrým nástrojem (perořízek) na tuhé
plastové podložce. Semena je nutno půlit napříč, jak zobrazuje přiložený obr. 1. Je žádoucí, aby část
obilky s embryem obsahovala alespoň třetinu celého endospermu. Menší část endospermu již obvykle
způsobuje velmi pomalý růst klíčence a retardace velikosti rostliny může být již značná. Po rozpůlení se
jednotlivé poloviny zrna (embryonální - s „klíčkem“; endospermální – bez „klíčku“) vloží do vhodných
sáčků či plastových mikrozkumavek a označí stejným číslem či jiným zvoleným kódem. Endospermální
poloviny zrn jsou již takto připravené k elektroforetickým analýzám. Pokud s materiálem hned
nepracujeme, je nutno poloviny zrn skladovat v chladicím boxu při teplotě maximálně +5 °C.
V této fázi již lze vyset embryonální poloviny zrn. Je však nutno vzít v úvahu, že úhyn klíčenců
bude pravděpodobně vyšší (většinou cca o 20 %) než v případě dalšího ošetření připraveného osiva.
Obrázek č. 1: Schématické znázornění vedení řezu obilky
Ošetření embryonálních polovin. Embryonální poloviny zrn se před výsevem dále ošetřují
mechanicko-chemicky, kdy se řezné rány embryonálních polovin jednotlivých zrn zacelí štěpařským
voskem, který je zředěný čistým lihem tak, aby se dal použít k natírání řezných ploch (potřebné
množství čistého lihu je individuální a dané konzistencí vosku). Štěpařský vosk má vzhledem ke svému
složení (kalafuna, směs pryskyřičných kyselin, včelí vosk, N-alkány, trietanolamin) stimulační a
106
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
dezinfekční účinky a zabrání tak napadení zrna bakteriemi či houbovými chorobami. Na zacelení je
možno použít i včelí vosk nebo propolis, které mají podobné vlastnosti jako štěpařský vosk. Druhý
méně účinný způsob je chemický, viz „Povrchová sterilizace obilek“. Jednotlivé způsoby lze použít
samostatně. Způsob chemický je finančně náročnější na rozdíl od způsobu mechanicko–chemického,
který naopak vyžaduje vyšší nároky na čas. Oba způsoby je možno kombinovat. Je vhodná (ne však
nutná) aplikace komerčně vyráběných růstových stimulátorů, které podporují zakořeňování rostlin, a tak
urychlí proces klíčení.
Elektroforetická analýza endospermálních polovin zrna pšenice
Připravené endospermální poloviny zrn se analyzují vybranou elektroforetickou metodou.
Elektroforetické metody vycházejí ze skutečnosti, že zásobní proteiny (gliadiny a gluteniny) zrna
pšenice jsou geneticky determinovány určitými lokusy - tzn. nejsou závislé na vnějších podmínkách ročníku, výživě, lokalitě, jsou polymorfní, a mohou tedy sloužit jako genetické bílkovinné markery pro
charakterizaci genotypů pšenice. Tyto metody umožňují zjistit poměrně přesně sestavu gliadinových,
resp. gluteninových alelických bloků jednotlivých genotypů - to znamená zjistit jejich rozdílnost a šíři
genetického vybavení. Jedná se zejména o elektroforetickou analýzu gliadinů ve sloupcích škrobového
gelu (ČSN 46 1085-1; Bradová a Šašek, 2007), jejíž výhodou je zdravotní nezávadnost a ekonomická
dostupnost. Další vhodnou metodou je elektroforetická analýza podjednotek gluteninů s vysokou
molekulovou hmotností (HMW-GS) v polyakrylamidovém gelu (SDS-PAGE), která je doporučena
mezinárodní organizací Union for The Protection of New Varieties of Plants (UPOV, 1996)) k testování
odlišnosti, homogenity a stálosti odrůd. Úskalím této metody je rizikovost z hlediska bezpečnosti práce
(akrylamid a bis-akrylamid jsou vysoce toxické a karcinogenní chemikálie). Předností obou metod je
možnost genetické interpretace získaných výsledků, tj. vyjádření elektroforetických spekter ve formě
gliadinového, resp. gluteninového alelického vzorce, což poskytuje relativní nezávislost výsledků na
případných metodických odchylkách v hodnotách relativní elektroforetické mobility na jednotlivých
gelech.
Doporučené metody elektroforetické analýzy zásobních bílkovin zrna pšenice jsou podrobně
popsány Bradovou a Šaškem (2007) a zveřejněny na webových stránkách VÚRV,v.v.i., Praha. Pro
zhodnocení pšeničných materiálů elektroforetickými metodami lze využít služeb specializovaných
laboratoří, kde jsou zmíněné metody prováděny standardním postupem a kvalifikovaný personál má
požadovanou erudici a odbornou způsobilost.
Na základě získaných výsledků a původního záměru, pro který byly poloviny zrn připraveny, se
provede eliminace embryonálních polovin zrn pšenice nevhodných k další kultivaci. K výsevu jsou
použity pouze ty poloviny, které vyhovují vytýčenému cíli.
Výsev a pěstování vybraných embryonálních polovin
Rostliny je možno pěstovat přímo v polních podmínkách na pozemku, který je připravený pro
pěstování pšenice. Velikost parcely je individuální a volí se dle množství osiva. Poloviny zrn se
vysévají do hloubky 2 - 3 cm ve sponu, který umožní vypěstování solitérní rostliny. Při tomto způsobu
pěstování je však riziko poškození pracně získaného materiálu vlivem nepříznivých klimatických
podmínek. Pro kultivaci rostlin z poloviny zrna je vhodnější umělé prostředí, kde je kontrolovatelná
teplota (24 °C), světlo, zálivka, možnost účinnější ochrany proti půdním chorobám (Bláha et al., 1987).
Těmto požadavkům nejlépe vyhovuje klimabox, lze použít i skleník či proti škůdcům vhodně upravený
pařník. Rostliny se pěstují v kultivačních nádobách alespoň 30 cm hlubokých, aby se mohl dobře
rozvinout kořenový systém. Jako kultivační substrát je nejvhodnější humózní, středně těžká půda
s pH 6,5 - 7. Osivo se může vysévat přímo do půdy (2 cm hluboko). Z hlediska fytopatologického je
však vhodnější výsev do písku (půdní substrát přesype vrstvou 2 cm jemného křemenného písku),
protože obilka v počáteční fázi růstu, kdy je nejcitlivější k negativním vlivům, nepřichází do kontaktu
s půdou. Písek je vhodné před setím vyprat (na sítě pod vodovodní vodou). Po zasetí se provede první
zálivka úplným živným roztokem, aby byla zvýšena dostupnost pohotových živin, které jsou v pozitivní
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
107
v interakci s ostatními aplikovanými látkami a podporují růst rostliny. V případě kvalitní půdy již
zálivku živným roztokem neopakujeme. Během vegetace zaléváme odstátou vodovodní vodou podle
potřeby. Sklizeň se provádí nejlépe ostříháním klasů nůžkami. Klasy z jednotlivých rostlin se uloží do
papírových sáčků a nechají se schnout v dobře větrané místnosti či prostoru k tomu určeném. Po
uschnutí se zrno z klasů ručně vydrolí a uskladní.
Při dodržení všech zásad je výnos obilek z jednoho klasu srovnatelný s výnosem rostlin, které jsou
pěstovány z celého semene.
Závěr
Schopnost bílkovinných genetických markerů, tj. gliadinů a gluteninů, markerovat důležité
hospodářské znaky a vlastnosti pšenice je základem tzv. MAS (marker assisted selection) a v kombinaci
s navrženým metodickým přístupem může být efektivně uplatněna ve šlechtitelských programech
k monitorování tvorby nových odrůd, a to jak k nepřímé identifikaci vázaných genů, tak k výběru
vhodných rodičovských kombinací a homozygotních potomstev, či k posouzení účinnosti jednotlivých
selekčních metod. Popsaná metodika umožňuje efektivní namnožení přesně definovaného rostlinného
materiálu na základě předběžné selekce pomocí elektroforetické analýzy zásobních bílkovin
extrahovaných z endospermální poloviny zrna pšenice.
Uvedený postup je úspěšně využíván ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby v.v.i. v Praze
k izolaci a výběru jednotlivých kvalitativně perspektivních bílkovinných linií (biotypů) z heterogenních
krajových či registrovaných odrůd pšenice, lišících se v alelické skladbě gliadinů, resp. gluteninů.
Metodika najde rovněž uplatnění na pracovištích zabývajících se genofondy pšenice zejména
v současné době, kdy stoupá v Evropě zájem o krajové odrůdy. Využití této analýzy by přispělo
k doplnění dosud nedostatečných znalostí o této pro šlechtění perspektivní skupině odrůd. Přínos
metodického přístupu spočívá zejména v tvorbě a charakterizaci genových zdrojů, což vytvoří
předpoklady pro rozšíření genetického základu moderních odrůd pšenice o novou genetickou diverzitu.
Poděkování
Tato práce byla podpořena řešením výzkumného záměru MZe ČR č. 0002700604 „Udržitelné
systémy pěstování zemědělských plodin pro produkci kvalitních a bezpečných potravin, krmiv a
surovin”.
Literatura
BLÁHA a kol. (1987). Technika kultivace rostlin pšenice obecné (Triticum aestivum L.) z poloviny zrn a možnosti jejího
využití. Rostlinná výroba. 33: 555-559,.
BRADOVÁ, J., ŠAŠEK A (2007). Optimalizace metod elektroforézy proteinů pro identifikaci odrůd pšenice (Triticum
aestivum L.), VÚRV,v.v.i., Praha. Dostupný na WWW: http://www.vurv.cz/index.php?key=article&id=846.
ČERNÝ, J., ŠAŠEK, A.(1998). Bílkovinné signální geny pšenice obecné. ÚZPI, Praha, 1996.
KOLEKTIV (1998). Stanovení odrůdové pravosti pšenice a ječmene elektroforézou bílkovinných genetických markerů.
ÚZPI, Praha.
KOLEKTIV (1998). ČSN 46 1081. Pšenice obecná a ječmen. Stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty, část 1:
Elektroforéza bílkovin ve škrobovém gelu (SGE). Český normalizační institut. Praha.
DENO, N.C. (1998). Seed germination theory and practice - second supplement. Published by Norman C. Deno, 139 Lenor
Drive, State College PA 16801, USA, 101 pp.
ŠAŠEK a kol. (2000). Inovované katalogy bílkovinných genetických markerů pšenice seté a ječmene. ÚZPI, Praha.
UPOV (1996). Guidelines for the conduct of tests for distinctness, uniformity and stability. Wheat. (Aditional usefull
explanation). TG/3/11, 96 -10-18.
Contact address: Jana Bradová, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha-Ruzyně, 16106,
Drnovská 507, E-mail: [email protected]
108
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
PREDSELEKCIA AVENA SPP. NA NÍZKU KUMULÁCIU
FUZÁRIOVÉHO MYKOTOXÍNU V ZRNÁCH
Pre-breeding of Avena spp. for Low Fusarium Mycotoxin Accumulation in Grains
Svetlana Šliková1, Valéria Šudyová1, Edita Gregová1, Peter Hozlár2
1
Plant Production Research Center Piešťany, Slovak Republic
2
Research and Breeding Station Vígľaš-Pstruša, Slovak Republic
Abstract
The objective of this study was to find out the level of grain contamination with fusarium
mycotoxin deoxynivalenol (DON) by species of genus Avena after artificial infection with Fusarium
culmorum (W. G. Smith) Sacc.. The fungi F. culmorum, which can cause contamination of grain by
mycotoxin DON after the attack of the plant, is among the main producers of mycotoxin. Different
species of relative oats (Avena strigosa, A. abyssinica, A. ludoviciana, A. byzantina, A. canariensis,
A. murphyi) and A. sativa (hulled and naked oat) were inoculated with conidial suspensions of
F. culmorum isolate in the field at flowering in 2009 - 2011. The grain samples were analysed for
DON content by a commercial ELISA kit for quantitative analysis of DON in cereals. The high toxin
level in grains was accumulated by genotypes of A. sativa and A. canariensis and low in A. ludoviciana,
A. murphy, A. byzantina.
Key words: Avena spp., Fusarium culmorum, deoxynivalenol
Súhrn
Cieľom práce bolo zistiť úroveň kontaminácie zrna fuzáriovým mykotoxínom deoxynivalenolom
(DON) rôznych druhov rodu Avena po umelej infekcii hubou Fusarium culmorum (W. G. Smith) Sacc.
Táto huba patrí medzi hlavných producentov mykotoxínu DON a po napadnutí rastliny môže spôsobiť
kontamináciu zrna. Príbuzné druhy ovsa siateho (Avena strigosa, A. abyssinica, A. ludoviciana, A.
byzantina, A. canariensis, A. murphyi) a ovos siaty Avena sativa (plevnatý, nahý) boli inokulované
počas kvitnutia suspenziou konídií huby F. culmorum v poľných podmienkach v rokoch 2009 - 2011.
Prítomnosť mykotoxínu bola stanovená metódou ELISA pomocou komerčného kitu. Vysoký obsah
mykotoxínu bol zistený v zrnách genotypov A. sativa a A. canariensis a na druhej strane nízky obsah
bol stanovený v A. ludoviciana, A. murphy a A. byzantina.
Klíčová slova: Avena spp., Fusarium culmorum, deoxynivalenol
Úvod
Ovos sa v súčasnosti čoraz častejšie využíva pri príprave produktov ľudskej stravy, čo je
podmienené predovšetkým nutrične významnou skladbou látok tvoriacich ovsené zrno. Zo strany
spotrebiteľov a spracovateľov ovsa je požiadavka, aby zrno bolo zdravotne nezávadné bez
kontaminatov, a to zvyšuje nároky na pestovateľov a šľachtiteľov ovsa.
Zrná kontaminované fuzáriovými mykotoxínmi sú nevhodné pre ľudskú výživu, pretože majú
škodlivý efekt na zdravie, ktorý bol dokázaný na zvieratách a tiež i na ľudských bunkových kultúrach
(Königs et al., 2008). Nebezpečenstvo týchto mykotoxínov spočíva hlavne v tom, že majú veľmi malú
molekulovú hmotnosť, ktorá neumožňuje ich detekciu imunitným systémom. Účinok na zvieratách sa
prejaví častejšie chronicky ako akútne. Prítomnosť rôznych typov mykotoxínov (DON, HT2 a T2) vo
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
109
výrobkoch alebo vo vzorkách získaných priamo od pestovateľov ovsa potvrdili mnohé štúdie (Langseth
and Rundberget et al., 1999; Tamburic-Ilincic et al., 2010). Údaje o kontaminácii ovsa a jeho produktov
vyrobených na Slovensku nie sú známe. Z niekoľkoročného monitoringu výskytu DON v zrnách
pšenice pestovanej na Slovensku vyplýva, že výskyt vzoriek s nadlimitným množstvom DON je menej
častý, ale sú ročníky a lokality, v ktorých bol zaznamenaný zvýšený nadlimitný výskyt mykotoxínu
(Šliková a kol., 2008).
V spolupráci so šľachtiteľmi ovsa z VŠS Vígľaš Pstruša boli testované i slovenské registrované
odrody ovsa na odolnosť voči F. culmorum a kumuláciu DON. Ukázalo sa, že reakcia týchto odrôd na
umelú infekciu bola podobná a preukazné rozdiely sa našli iba medzi plevnatými a nahými odrodami
ovsa (Šliková et al., 2010). Zo strany šľachtiteľov je požiadavka na genotypy ovsa, ktoré by prejavovali
zvýšenú odolnosť voči fuzáriam a kumulácii mykotoxínov v zrnách.
V uvedenom príspevku uvádzame výsledky, ktoré boli získané z trojročného testovania príbuzných
druhov ovsa siateho proti hube F. culmorum Sacc. v poľných podmienkach. Pomocou analýzy zrnových
vzoriek na obsah DON sa zisťovala úroveň náchylnosti príbuzných druhov ovsa ku kumulácii DON
a boli vybrané genotypy, ktoré kumulovali v zrnách z testovaného súboru nízky obsah DON. Genotyp
s nízkym obsahom DON v zrne po umelej infekcii fuzáriom môže predstavovať potenciálny zdroj
zvýšenej odolnosti voči kumulácii mykotoxínu DON a bude zaradený do procesu hybridizácie na VŠS
Vígľaš Pstruša.
Metodika
Výsledky boli získané analýzou zrnových vzoriek ovsa, ktorý bol vysiaty v rokoch 2009 - 2011 na
pokusných parcelkách CVRV v lokalite Piešťany, patriacej do kukuričnej výrobnej oblasti. Pokus
pozostával z kontrolnej varianty (bez umelej infekcie) a z varianty s umelou infekciou. Každý genotyp
bol vysiaty v dvoch opakovaniach v oboch variantoch. Parcelky boli tvorené z 5 riadkov s dĺžkou 1 m a
vzdialenosťou medzi riadkami 200 mm.
V období vytvorenia metlín (rok 2009 – 26.5. až 9. júla, 2010 – 24.5. až 15. júna., 2011 – 3.6. až
27. júna) boli metliny inokulované suspenziou konídií huby F. culmorum. Tento izolát bol získaný
z klasu pšenice pestovanej v lokalite Radošina. Infikované metliny boli prikryté na 24 hodín
polyetylénovými sáčkami. Inokulácia metlín ovsa sa vykonávala v každom roku pri rovnakej
koncentrácii konídii definovanou dávkou inokula. Zber 50 metlín sa urobil vo fáze plnej zrelosti a
výmlat zŕn z metlín bol urobený na klasovej mláťačke.
Tab. 1: Priemerná teplota a suma zrážok v rokoch 2009 - 2011 v lokalite Piešťany od výsevu až po
zber ovsa
Mesiac
2009
2010
2011
Teplota °C
Zrážky
Teplota °C
Zrážky
Teplota °C
Zrážky
v mm
v mm
v mm
Marec
5,03
60,2
5,30
14,60
5,95
32,2
Apríl
14,73
9,40
10,40
61,60
12,56
25,2
Máj
15,81
49,80
14,68
164,40
15,27
69,80
Jún
17,55
78,00
19,06
107,00
19,23
114,60
Júl
21,38
62,60
22,19
79,60
19,01
113,20
Priemer
14,90
14,30
14,40
Suma
259,80
427,20
355,00
Z infikovaného variantu v rokoch 2009 a 2011 boli získané zrnové vzorky na analýzu obsahu DON
z genotypov: 1. .A. strigosa, 2 .A. abyssinica, 3 .A. byzantina, 4 .A. murphyi, 5. .A. canariensis, 6. A.
ludoviciana, 7. A. sativa (plevnatý ovos - Dalyup, Pal, Mortlock, Echidna, Grane, Flamingskurz,
Vendelín, Zvolen) a 8. A. sativa (nahý ovos – Ábel, Jakub).
110
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
V roku 2010 sa nepodarilo získať vzorku z A. canariensis, z ostatných genotypov boli zrná analyzované
na obsah DON.
Stanovenie obsahu deoxynivalenolu (DON) vo vzorkách ovsa
Obsah mykotoxínu v zrnových vzorkách bol stanovený metódou ELISA pomocou komerčného kitu
(Ridascreen Fast DON, RBiopharm, Darmstadt, Germany). Vzorky boli homogenizované a 50 μl
filtrátu bolo použitých na analýzy. Absorbancie jednotlivých vzoriek boli odmerané spetrofotometrom
(MRX II, Dynex Technologies, Chantilly, Virginia, USA). Koncetrácie obsahu DON boli prepočítané
v mg.kg-1 pomocou programu Revelation Version 4.25 (Dynex Technologies).
Výsledky a diskusia
Hodnotenie napadnutia metlín po umelej infekcii a počas vegetácie na základe symptomatických
prejavov choroby na jednotlivých Avena spp. nepredstavovalo jednoznačný indikátor hodnotenia.
Preto po inokulácii metlín hubou F. culmorum sa venovala pozornosť stanoveniu obsahu DON
v zrnových vzorkách. Analýza ANOVA sledovaného znaku potvrdila štatisticky vysoko preukazné
rozdiely medzi ročníkmi, jednotlivými druhmi a tiež v interakcii ročníka s druhmi Avena spp. (tab. 2).
Tab. 2: Analýza variancie pre deoxynivalenol (DON) trojročného experimentu z lokality Piešťany
Zdroj variability
df
MS
F
P
Rok
2
261,859
7,155
0,001
Genotypy
7
409,705
11,194
0,000
(Avena spp.)
RxG
13
132,737
3,627
0,000
Chyba
71
30,56
MS – priemerné štvorce; df – stupne voľnosti; P<0,01
Štatisticky významné rozdiely v priemernej kontaminácii zŕn mykotoxínom DON medzi ročníkmi
boli medzi 2009 a 2010 a tiež medzi 2010 a 2011. V roku 2010 priemerný obsah DON bol vyšší až
o 44,6 % ako v roku 2009 a o 37,5 % vyšší ako v roku 2011. Medzi ročníkmi 2009 a 2011 neboli
zistené štatisticky významné rozdiely i keď v roku 2009 bol obsah DON vyšší (graf 1). Medzi faktory,
ktoré významne ovplyvňujú ročníkové rozdiely v kumulácii mykotoxínu v zrnách obilnín patria zrážky
a teploty počas vegetácie. Vo svojej publikácii Yan a kol. (2010) uviedli, že zrážky počas kvitnutia
významne determinovali úroveň obsahu DON v zrnách odrôd ovsa po umelej infekcii hubou F.
graminearum. Podobné výsledky boli zistené i z našich pokusov, keď v roku 2010, ktorý mal zo
sledovaných rokov najvyššie množstvo zrážok počas vegetácie (tab. 1) bol priemerný obsah DON
v zrnách testovaných genotypov najvyšší. Nižší obsah DON ako v roku 2010 bol zistený v roku 2011
(graf 1). V uvedenom roku bolo množstvo zrážok nižšie ako v roku 2010, ale vyššie ako v roku 2009
(tab. 1).
Yan a kol. (2010) vo svojich pokusoch nezistili priamy vplyv teploty počas vegetácie na množstvo
DON v zrnách. Priemerná teplota v rokoch 2009 - 2011 počas vegetácie v lokalite Piešťany dosiahla
podobné priemerné hodnoty od 14,30 °C do 14,90 °C, čo naznačuje, že tento faktor v uvedenom prípade
nemal vplyv na obsah DON v zrnách.
Celkový priemerný obsah DON v zrnách testovaných genotypov v rokoch 2009 až 2011
z 94 vzoriek bol 10,59 mg.kg-1. Najnižší priemerný obsah DON bol zistený pri druhu A. ludoviciana
1,48 mg.kg-1. Vysoký obsah DON sa našiel pri druhoch A. sativa – plevnatý ovos (12,96 mg.kg-1)
a A. canariensis (27,62 mg.kg-1). Pri porovnaní A. sativa s príbuznými druhmi ovsa sa ukázalo, že po
umelej infekcii najvyšší percentuálny rozdiel v obsahu DON v zrnách (88,6 %) bol medzi A. sativa
(plevnatý ovos) a A. ludoviciana. Vysoké rozdiely boli zistené i medzi A. sativa (plevnatý ovos) a
A. murphyi (85,3 %) a tiež medzi A. sativa (plevnatý ovos) a A. byzantina (51,6 %). Nízke rozdiely
medzi kontamináciami boli zistené pri A. sativa (plevnatý ovos) a A. strigosa (27,10 %).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
111
Graf 1: Priemerný obsah deoxynivalenolu (DON) v rokoch 2009 - 2011 po umelej infekcii Avena spp.
hubou F. culmorum
16
14
12
Mean DON mg/kg
10
8
6
2009
2010
2011
ROK
Porovnanie priemerného obsahu DON v zrnách A. sativa (nahý ovos) s príbuznými druhmi ovsa
ukázalo, že vyšší obsah DON bol prítomný v zrnách druhov A. canariensis, A. sativa (plevnatý ovos)
a A. strigosa. Niektoré genotypy ako A. strigosa a A. abyssinica mali rozdielne množstvo DON
v zrnách v rokoch 2009 a 2011 v porovnaní s rokom 2010. Pomerne nízky obsah DON počas troch
rokov experimentu bol zistený iba pri druhoch A. ludoviciana, A. murphyi a A. byzantina. Pri ostatných
druhoch bol zistený vysoký obsah DON v zrnách hlavne v roku infekcie 2010. Gagkaeva a kol. (2011)
umelo infikovali hubou F. sporotrichioides 105 genotypov ovsa (odrody nahého a plevnatého ovsa,
krajové odrody a genotypy druhu A. byzantina). Z testovaného súboru 14 odrôd (6 odrôd, 8 krajových
odrôd ) a 1 genotyp A. byzantina dosiahli vysokú úroveň odolnosti voči F. sporotrichioides, čo sa
prejavilo i v nízkej kumulácii mykotoxínov DON a T2 v zrnách.
Záver
Po umelej infekcii druhov Avena spp. hubou F. culmorum v poľných podmienkach sa ukázalo, že
všetky genotypy mali zrná viac alebo menej kontaminované mykotoxínom DON. Väčšina príbuzných
druhov ovsa siateho obsahovala v zrnách po umelej infekcii menej DON ako A. sativa (plevnatý ovos).
Medzi druhmi boli zistené rozdiely v kumulácii DON, ale rozdielna kumulácia bola ovplyvnená
i ročníkom. Najvýraznejšie rozdiely v obsahu DON bolo možné pozorovať medzi A. sativa – ovos
plevnatý a príbuznými druhmi (A. ludoviciana, A. murphyi, A. byzantina), kde príbuzné druhy
obsahovali v zrnách menej mykotoxínu. Z príbuzných druhov ovsa siateho iba druh A. canariensis
obsahoval v zrne priemerne viac mykotoxínu DON ako A. sativa (plevnatý ovos). Do šľachtiteľského
procesu na VŠS Vígľaš-Pstruša bol poskytnutý hexaploidný genotyp druhu A. byzantina, ktorý
z príbuzných druhov ovsa siateho sa zaradil do skupiny genotypov, ktoré mali v zrnách nízky obsah
DON po umelej infekcii hubou F. culmorum.
Poďakovanie
Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č.
APVV-0197-10“ a vďaka podpore v rámci OP Výskum a vývoj pre projekt: Vývoj nových typov
rastlín s geneticky upravenými znakmi hospodárskeho významu ITMS: 26220220027,
spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
112
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Literatúra
Gagkaeva T. a kol. (2011). Evaluation of oat germplasm for resistance to fusarium head blight. Plant breeding and Seed
science 64, 2011, 15-22 p.
Königs M. a kol. (2008). Effects of the mycotoxin deoxynivalenol on human primary hepatocytes. Molecular Nutrition and
Food Research, 52, 2008, 830–839 p.
LANGSETH W., RUNDBERGET T. (1999). The occurrence of HT-2 toxin and other Trichothecenes in Norwegian cereals.
Mycopathologia 147, 1999, 157–165 p.
ŠLIKOVÁ S. a kol. (2008). Accumulation of deoxynivalenol mycotoxin in kernels of oats after artificial infection with
Fusarium culmorum Sacc. Cereal research communications 36, Suppl. B, 2008, 389-391 p.
Šliková S. a kol. (2010). Response of oat cultivars to Fusarium infection with a view to their suitability for food use.
Biologia 65/4, 2010, 609-614 p.
TAMBURIC-ILINCIC L. a kol. (2010). Fusarium species and mycotoxins associated with oat in southwestern Ontario,
Canada. Canadian Journal of Plant Science 90, 2, 2010, 211-216 p.
Yan W. a kol. (2010). Response of Oat Genotypes to Fusarium Head Blight in Eastern Canada. Crop Science 50, Assessing
the Representativeness and Repeatability of Test Locations for Genotype Evaluation. Crop Science, 50/1, 2010,
134-142 p.
Contact address: Svetlana Šliková, Ph.D., Plant Production Research Center
Bratislavská cesta 122, 921 68, Piešťany, Slovak Republic, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Piešťany,
113
HODNOCENÍ ODRŮD JARNÍHO JEČMENE V RÁMCI
EXPERIMENTŮ PO REGISTRACI PŘI RŮZNÉ ÚROVNI
PĚSTITELSKÉ TECHNOLOGIE
Research of Spring Barley under Varietal Experimentation – Post-registration and
Agricultural Technology
Katarzyna Kozłowska, Marek Liszewski
Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Abstract
In the experiment 15 varieties of spring barley were studied in the field conditions in Pawłowice
near Wroclaw in the 2011 - 2012. The experiment was performed using a split-block method, on two
different levels of agricultural technology: the average (A1) and intensive (A2). Results show
considerable potential in use of own Polish spring barley.
Keywords: agricultural technology, variety, spring barley
Souhrn
Výzkum 15 odrůd jarního ječmene byl prováděn v Pawłowicích poblíž Wrocławi v letech 2011 –
2012. Pokusy byly založeny s použitím split-blok metody, na dvou různých úrovních zemědělské
techniky: průměr (A1) a intenzivní (A2). Výsledky ukazují na značný potenciál možnosti využívání
odrůd vlastního polského jarního ječmene.
Klíčová slova: zemědělské technologie, odrůdy, jarní ječmen
Úvod
Powierzchnia uprawy jęczmienia w Polsce ogółem w roku 2011 wynosiła 1 018 tys. ha i w
porównaniu z rokiem 2010 zwiększyła się o 43 tys. ha (4,2 %), z tego powierzchnia zasiewów
jęczmienia jarego o około 63 tys. ha (8,0 %). Zmniejszyła się natomiast powierzchnia zasiewów
jęczmienia ozimego o 20 tys. ha (8,7 %). Średni plon jęczmienia jarego w roku 2010 oceniono na
34,9 dt·ha-1. W strukturze zasiewów zbóż jęczmień charakteryzuje się 13 % udziałem. (rys. 1).
Obecnie w Polsce jęczmień wykorzystywany jest głównie na paszę i produkcję słodu
browarniczego, a w mniejszym stopniu jako surowiec w przemyśle kaszarskim (KlockiewiczKamiňska, 2005). W zależności od kierunku jego uprawy jęczmień charakteryzuje się różnymi
wymaganiami jakościowymi dla ziarna (Jassińska i Kotecki, 1999). Jęczmień przeznaczony na cele
browarne musi spełniać szereg wyznaczników technologicznych, aby można było uzyskać z niego
pełnowartościowy słód. Na wartość browarną słodu wpływają: cechy jakościowe ziarna (m.in. energia
kiełkowania, zawartość białka), słodu (ekstraktywność, siła diastatyczna, kruchość słodu) oraz brzeczki
(liczba Kolbacha, lepkość brzeczki, stopień ostatecznego odfermentowania, zawartość beta-glukanów),
(Klockiewicz-Kamińska, 2005). Niezwykle ważne jest również uzyskanie możliwie dużego plonu i
dobrze wykształconego ziarna.
114
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Rys. 1: Udział powierzchni uprawy jęczmienia w ogólnej powierzchni zbóż (%) (GUS, 2011).
Słód, oprócz przemysłu browarniczego może być również wykorzystywany w przemyśle
cukierniczym i farmaceutycznym. Jest jednym z podstawowych surowców przemysłu spożywczego.
Dla potrzeb browarnictwa do produkcji słodu najbardziej odpowiedni jest jęczmień jary dwurzędowy
(Pecio, 2002).
Produkcja piwa w Polsce od 2000 do 2010 roku wzrosła z 25,2 do 36,7 mln. hl., i przewiduje się
dalszy jej wzrost. Sytuacja ta wynika z ciągle wzrastającego spożycia piwa, co przyczynia się do
zwiększenia zużycia jęczmienia na cele browarne.
W Polsce przez szereg lat hodowcy jęczmienia pracowali głównie nad zwiększeniem produkcji
odmian pastewnych, które są bogate w białko. Doprowadziło to do tego, że zaczęto importować ziarno
jęczmienia browarnego i słód. Przyczyniła się do tego również niewystarczająca ilość i słabsza jakość
surowca krajowego (Gołębiewski, et al., 1997; Noworolnik, 2007). Nowoczesne technologie produkcji
piwa wymuszają stosowanie słodów o ściśle sprecyzowanych parametrach (Błażewicz i Liszewski,
2004). Browary zainteresowane są zakupem właśnie takich słodów, które nie tylko zapewniają
poprawny proces technologiczny piwa, ale i zmniejszenie kosztów ich otrzymania (Liszewski i
Błażewicz, 2001).
Wszystkie te czynniki sprawiają, że niezwykle ważnym elementem w produkcji słodu i piwa staje
się postęp biologiczny jaki niosą ze sobą nowe odmiany jęczmienia browarnego. W Polsce od 1998
roku rozpoczęto badania w ramach Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego i Rolniczego
(PDOiR). Badania te mają na celu sprawdzenie odmian z uwzględnieniem ich reakcji na warunki
siedliskowe i elementy agrotechniki. System Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego i
Rolniczego pozwala na wybór odmian najwartościowszych do uprawy nie tylko w całym kraju, ale
również w poszczególnych regionach (Kocierz – Liszewski i Kozłowska, 2012).
W ostatnim dziesięcioleciu obserwuje się wyraźny wzrost liczby odmian jęczmienia
zarejestrowanych w Krajowym Rejestrze w tym również jęczmienia browarnego.
Materiál a metody
W ramach Porejstrowego Doświadczalnictwa Odmianowego i Rolniczego zostały przeprowadzone
w latach 2011-2012 badania na polach Katedry Szczegółowej Uprawy Roślin w Pawłowicach koło
Wrocławia. Ścisłe doświadczenie polowe założono metodą pasów prostopadłych (split-block). Badania
PDOiR prowadzone są przy uprawie na dwóch zróżnicowanych poziomach agrotechniki: przeciętnym
(A1) i intensywnym (A2), (tab. 1). Warunki polowe doświadczenia przedstawia tab. 2.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
115
Tab. 1: Metodyka doświadczenia
Rodzaj zabiegu
1.
2.
3.
4.
Nawożenie azotowe (kg N·ha-1)
Stosowanie fungicydu
a) pierwszy zabieg (ochrona podstawy źdźbła i
liści)
b) drugi zabieg (ochrona liści i kłosa)
Stosowanie regulatora wzrostu
Nawożenie dolistne preparatem
wieloskładnikowym
Tab. 2: Charakteristika experimentu
III b
Klasa bonitacyjna gleby
18,7
Zasobność gleby w P2O5
41,3
Zasobność gleby K2O
15,6
Zasobność gleby Mg
pH gleby w KCl
Przedplon
Nawożenie N na A1 (kg N.ha-1)
Nawożenie N na A2 (kg N.ha-1)
Nawożenie P2O5 (kg·ha-1)
6,2
Poziom agrotechniki
przeciętny A1
wysoki A2
A1+ 40
+
Nawożenie K2O (kg·ha-1)
Data siewu
Obsada nasion na 1m2
Zaprawa nasienna
Fungicyd A2 (pierwszy
zabieg)
rzepak
Herbicyd/herbicide
ozimy
50
Fungicyd A2 (drugi zabieg)
90
Regulator wzrostu na A2
40
Nawóz dolistny na A2
+
+
+
+
70
4.04.
300
Raxil 02DS
Amistar 0,8l
Chwastox Extra
3l
Syrus 250 1,25l
Cerone 1l
Ekolist
Standard 3l
Výsledky
W okresie wegetacyjnym wykonywano obserwacje wzrostu i rozwoju roślin (tab. 3).
Monitorowano stan porażenia roślin przez choroby i szkodniki oraz przeprowadzono ocenę wylegania.
Tab. 3: Cechy rolniczo-użytkowe jęczmienia jarego (2012)
Pawłowice
Cecha
A1
A2
11.05.
termin krzewienia
5.06.
termin kłoszenia
25.07.
termin dojrzałości woskowej
8.08.
zbiór
81
82
wysokość roślin (cm)
o
7,8
7,0
wyleganie przed zbiorem (9 )
8,6
9,0
mączniak prawdziwy (9o)
o
8,9
9,0
rynchosporioza (9 )
7,5
8,0
plamistość siatkowa (9o)
48,1
48,3
masa 1000 ziaren (g)
Spośród 53 odmian jęczmienia jarego browarnego zarejestrowanych w Krajowym Rejestrze do
badań wybrano 15: 5 odmian browarnych i 10 pastewnych (tab. 4). W roku 2012 do Krajowego
Rejestru Odmian została wpisana naga odmiana jęczmienia jarego Gawrosz. Odmiana Gawrosz
plonowała najniżej spośród wszystkich badanych odmian. Odmiany pastewne KWS Olof i Suweren
oraz odmiana Signora charakteryzowały się najwyższymi plonami na poziomie A1 i A2.
116
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 4: Plon ziarna jęczmienia jarego
Poziom A1
2011 2012 2011-2012
64,6 65,1
64,9
Wzorzec =100%, dt·ha-1
97 98
98
1
Blask br. (2001)
96 102
99
2
Conchita br. (2009)
102 100
101
3
Stratus br. (1999)
104 100
102
4
Signora br. (2008)
98
5 KWS Aliciana br. (2010) 100 96
102 106
104
6
Suweren (2010)
101
103
102
7
Iron (2011)
101 101
101
8
Tocada (2006)
99 104
101
9
Mercada (2007)
100 97
99
10
Skarb (2008)
104 104
104
11
KWS Olof (2010)
100 99
100
12
Basic (2011)
- 102
13
Ella (2012)
- 104
14
Fariba (2012)
85
15
Gawrosz nagi (2012)
* br. - odmiana typu browarnego/ a brewing barley
L.p.
Odmiana
2011
70,9
96
101
101
103
99
104
103
101
100
96
104
103
-
Poziom A2
2012 2011-2012
71,8
71,2
99
98
98
100
97
99
96
100
102
100
104
104
103
103
104
103
106
103
96
96
103
104
100
102
106
99
87
-
Závěr
Wyniki uzyskane przy przeciętnym poziomie agrotechniki (A1) świadczą o dużych możliwościach
zwiększenia produkcji jęczmienia w Polsce, w oparciu o potencjał plonotwórczy zarejestrowanych
odmian. Wiele z tych odmian zapewnia dalszy wyraźny wzrost plonów przy wysokim poziomie (A2)
intensywności uprawy. Natomiast badania jakości ziarna i słodu nie są prowadzone.
Duży wpływ na jakość słodu ma sytuacja kształtująca się na polu, a nie w słodowni, dlatego
zachodzi potrzeba prowadzenia badań jakościowych nad jęczmieniem browarnym.
Literatura
BŁAŻEWICZ, J., LISZEWSKI, M. (2004). Skuteczność wskaźnika Q i metody Bishopa w ocenie wartości browarnej
jęczmienia. Pamiętnik Puławski, z. 135, 7-17.
GOŁĘBIEWSKI, T., BRUDZYŃSKI, A., BACA E. (1997). Polski jęczmień dla przemysłu słodowniczego: tradycje, stan
obecny i perspektywy na tle sytuacji europejskiej. Przemysł fermentacyjny i owocowo-warzywny, nr 9, 4-6.
KLOCKIEWICZ-KAMIŃSKA, E. (2005). Metoda oceny wartości browarnej i klasyfikacja jakościowa odmian jęczmienia.
COBORU, Słupia Wielka, z. 80, 2005
LISZEWSKI, M., BŁAŻEWICZ, J. (2001). Część II: Wpływ nawożenia azotem na wartość browarną ziarna jęczmienia
odmian Rudzik i Brenda. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu, Technologia Żywności XIV, nr
407.
KOCIERZ–LISZEWSKI, M., KOZŁOWSKA, K. (2012). System porejestrowego doświadczalnictwa jako ogniwo
wdrażania postępu biologicznego dla jęczmienia browarnego. Wyd. Ogólnopolskie Stowarzyszenie Wspierania
Inicjatyw Nauka-Przemysł, Wrocław – Kraków, s. 27-37.
NOWOROLNIK K. (2007). Jęczmień na browar. Farmer, nr 2, 24-26.
PECIO A. (2002). Środowiskowe i agrotechniczne uwarunkowania wielkości i jakości plonu ziarna jęczmienia browarnego.
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwaw Puławach, Fragmenta Agronomica, nr 4 (76), XIX.
JASIŃSKA, Z., KOTECKI A. (1999). Szczegółowa uprawa roślin. Praca zbiorowa Wydawnictwo Akademii Rolniczej we
Wrocławiu.
GUS (2011). Rocznik Statystyczny Rzeczypospolitej Polskiej.
Contact address: mgr. inż. Katarzyna Kozłowska, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
117
VLIV OBSAHU ŠKROBU U JARNÍHO JEČMENE NA RYCHLOST
KLÍČENÍ
Influence of Starch Content on the Germination Speed of Spring Barley Seeds
Viera Šottníková1, Luděk Hřivna1, Ivo Hartman2
1
Mendelova univezita v Brně
2
VÚPS Brno
Abstract
The work deals with the relationship between the content of starch in barley and malt extract in
quantity the speed germination. There was evaluated eight varieties of malting barley during the years
2009 - 2011. From the compared year 2011 showed the strongest positive correlation meal extract to the
starch content and starch content the speed of germination. It was recorded the strongest negative
correlation between crude protein and extract, the same strength and orientation showed a correlation
between the content of crude protein and starch content. Malt extract is strongly influenced by the
variety as well as the content of starch and crude protein. As with the starch content can be achieved by
selecting the optimum values of germination suitable variety.
Keywords: barley, starch, speed of germination, extract
Souhrn
Práce se zabývá vztahem mezi obsahem škrobu v ječmeni a množstvím extraktu ve sladu na
rychlost klíčení. Hodnoceno bylo osm odrůd sladovnického ječmene v průběhu let 2009 - 2011.
Z porovnávaných ročníků vykazoval rok 2011 nejsilnější pozitivní závislost extraktu v moučce na
obsahu škrobu a obsahu škrobu na rychlost klíčivosti. Byla zaznamenána nejsilnější negativní korelace
mezi obsahem dusíkatých látek a extraktem, stejnou sílu i orientaci vykazovala korelace mezi obsahem
dusíkatých látek a obsahem škrobu. Extrakt sladu je silně ovlivňován odrůdou stejně jako obsahem
škrobu. Stejně jako u obsahu škrobu lze dosáhnout optimálních hodnot klíčení výběrem vhodné odrůdy.
Klíčová slova: ječmen, škrob, rychlost klíčení, extrakt
Úvod
Různé partie ječmene obsahují zrna, která se liší nejen svým tvarem, velikostí, rychlostí růstu,
enzymatickým potenciálem, ale i obsahem a rozdělením zásobních látek (Kastner, 1979). Pro výrobce
osiva, pěstitele ječmene a výrobce sladu je klíčení ječmene základním procesem, během kterého
v obilce dochází k aktivaci a syntéze enzymů a k řadě dalších změn. Základní požadavky na obilky
ječmene jako osiva i jako materiálu pro výrobu sladu jsou v podstatě stejné. Škrobová zrna tvoří z 98 %
čistý škrob, zbytek připadá na proteiny, lipidy, obalové části škrobových zrn a minerální látky,
především fosforečnany, ale i vápník a hořčík. Škrobové granule se vytváří postupně během zrání
obilky. Ve studené vodě jsou nerozpustné a při zvyšování teploty mazovatí (Celus, 2006). Ve zralém
zrnu je škrob zastoupen pouze v endospermu, ale není zde rozmístěn pravidelně. Velká škrobová zrna o
rozměru 25 až 30 m tvoří asi 10 % celkového počtu zrn, ale 90 % hmotnosti škrobu. Obsahují méně
doprovodných látek (asi 0,13 %) než zrna malá (asi 0,16 %), jsou lépe degradovatelná ve varném
procesu (Wilhelmson et al., 1997). Zastoupení jednotlivých typů škrobových zrn v endospermu ječného
zrna je genetickou vlastnosti odrůdy ječmene a má vliv na vlastnosti sladu (Psota et al., 2005). Škrobová
118
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
zrna se skládají z vrstvených sférokrystálů. Lineární amylosové a větvené amylopektinové řetězce jsou
vzájemně propletené, vytvářejí svazky nebo micely vázané vodíkovými vazbami, mohou se roztáhnout
přes více micel, a tím drží škrobová zrna pohromadě (Manners, 1974). Yoshimoto et al. (2002) zjistili,
že ječné škroby s nízkým obsahem amylosy vykazují vyšší viskozitu oproti těm s normálním a vysokým
obsahem. Současně u odrůd s nízkým obsahem amylosy byly její molekuly větší. Při klíčení se snižuje
obsah škrobu a zvyšuje se obsah cukrů, jak ukazuje tab. 1.
Tab. 1: Porovnání obsahu škrobu a cukrů v ječmeni a sladu (Agu, 2007)
Obsah škrobu [%] Obsah cukrů [%]
ječmen
63
2
slad
58
8
Materiál a metodika
Byly použity vzorky sladovnického ječmene ze sklizní 2009, 2010 a 2011 zaslané na Výzkumný
ústav pivovarský a sladařský, a.s. v Brně. Vzorky ječmene v tab. 2 na mikrosladování byly dodány
z pivovarů a sladoven. Výběr původu vzorků byl ponechán na vůli dodavatelů.
Tab. 2: Skladba vzorků
Odrůda
2009
Blaník
7
Bojos
44
Kangoo
4
Maltz
31
Prestige
16
Radegast
6
Sebastian
31
Xanadu
12
151

2010
8
47
8
39
14
8
23
13
160
2011
5
41
9
41
10
17
16
13
172
Rychlost klíčení (RK) - rychlost klíčení byla vypočtena z výsledků získaných při stanovení energie
klíčení podle následujícího vzorce. Tato charakteristika vitality ječmene je používána od 70. let
minulého století (Palmer, 1994). RK (%) = (5n24 + 3n48 + n72) / 5
(n24, n48, n72 - počet vyklíčených obilek po 24, 48 a 72 hodin).
Obsah dusíkatých látek byl stanoven metodou dle Kjeldahla. Vzorky ječmene o hmotnosti 500 g
byly sladovány v laboratorní mikrosladovně fy KVM a byly sladovány ihned po dodání. Byla použita
technologie vzdušného máčení, nezbytná pro zpracování čerstvě sklizeného ječmene, s prvním krátkým
namočením a s následující dlouhou vzdušnou přestávkou. Délka namáček 1. den 4 hodiny, 2. den
6 hodin. Třetí den byl obsah vody ve vymáčeném ječmeni upraven namáčkou nebo dokropením tak, aby
ječmen s obsahem bílkovin do 12,0 % obsahoval 45,0 % vody a ječmen s obsahem bílkovin nad 12,1 %
obsahoval 46,5 % vody. Teplota vody a teplota vzduchu v průběhu vzdušných přestávek byla 14 °C.
Ječmen byl po ukončení máčení přemístěn do kombinované skříně pro klíčení a hvozdění sladu.
U ječmene a sladu byly stanoveny tyto parametry jakosti: u ječmene obsah bílkovin a obsah škrobu a u
sladu extrakt a glycidový extrakt. Škrob byl stanoven metodou dle Ewerse. Škrob se převede na
rozpustnou formu působením kyseliny chlorovodíkové za tepla a stanoví se polarimetricky.
Extrakt sladu byl stanoven ve sladině připravené tzv. kongresním postupem, což je standardním
způsobem provedený rmutovací postup s jemně rozemletým sladem (90 % moučky). Tímto postupem
se získá sladina, ve které se stanoví relativní hustota a vypočítají se procenta extraktu. Glycidový
(sacharidový ) extrakt je vypočítán podle vzorce: extrakt sladu – (rozpustný dusík ve sladu x 6,25).
Výsledky pokusů byly statisticky zpracovány pomocí programu Statgraphics, verze 7.0.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
119
Byly provedeny základní číselné charakteristiky výsledků, korelační analýza, analýza rozptylu pro
znaky: škrob, rychlost klíčení, bílkoviny, extrakt a glycidový extrakt.
Výsledky a diskuse
Obsah škrobu v ječmeni (tab. 3) se pohyboval v rozmezí 63 - 65 % v sušině, což Prokeš et al.
(1997) uvádí jako rozsah pro odrůdy sladovnicky vhodné. Ve všech ročnících se vyskytovaly vzorky,
které rozmezí 63 - 65 % nedosahovaly a současně vzorky, které jej překračovaly. Obsah škrobu byl
nejnižší u odrůdy Prestige, naproti tomu vyšší obsah vykazovaly odrůdy Bojos, Sebastian a Xanadu
(obr. 1). Obsah škrobu je proměnlivý mezi ročníky, ale zmíněné odrůdy dosahovaly každoročně
nejvyšších hodnot. Hřivna et al. (2011) zjistili, že tvorba škrobu je značně ovlivňována ročníkem.
Tab. 3: Analýza rozptylu obsahu škrobu
LSD test, Variable obsah škrobu v ječmeni Probabilities for Post Hoc Tests Errors Between
MS=1,1239, df=152
Blaník
63,688
Odrůda
Blaník
Bojos
Kango
Maltz
Prestige
Radegast
Sebastian
Xanadu
Bojos
64,551
0,034794
0,034794
0,556366
0,452461
0,455184
0,887668
0,365314
0,154461
0,176122
0,017103
0,000237
0,053636
0,084502
0,584945
Kangoo
64,000
0,556366
0,176122
0,995036
0,155946
0,654748
0,849685
0,439495
Maltz
63,997
0,452461
0,017103
0,995036
0,046907
0,568857
0,760332
0,275211
Prestige
63,336
0,455184
0,000237
0,159458
0,046907
0,365134
0,039353
0,012386
Radegast
63,762
0,887668
0,053636
0,654748
0,568857
0,036513
0,463081
0,204736
Sebastian
64,083
0,365314
0,084502
0,849685
0,760332
0,039353
0,463081
Xanadu
64,369
0,154461
0,584945
0,439495
0,245211
0,012386
0,204736
0,437086
0,437086
Tři týdny od plné zralosti byly u rychlosti klíčení odrůdy rozděleny jen do dvou statisticky
odlišných skupin.V následujícím období se rozdíly mezi odrůdami mírně zmenšily, kdy odrůda Prestige
a Kangoo byly vždy odrůdami s nejhorší úrovní rychlosti klíčení. Naproti tomu stály odrůdy Bojos a
Xanadu, které vykazovaly vysokou úroveň rychlosti klíčení, koresponduje to s obsahem škrobu
v obilkách (obr. 1). Průběh rychlosti klíčení ve sledovaných týdnech od plné zralosti u všech osmi
zkoumaných odrůd dokládá obr. 2.
Obr. 1: Obsah škrobu v % v průměru za sledované období
65,0
% škrobu
64,5
64,0
63,5
63,0
62,5
120
an
ad
u
X
Se
ba
sti
an
Ra
de
ga
st
Pr
es
tig
e
al
tz
M
an
go
o
K
jo
s
Bo
Bl
an
ík
62,0
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Obr. 2: Rychlost klíčení 3, 6, 9 a 12 týdnů od plné zralosti
95
90
Blaník
85
Bojos
80
Kangoo
%
Maltz
75
Prestige
Radegast
70
Sebastian
65
Xanadu
60
3 týden
6 týden
9 týden
12 týden
Tab. 4: Rozdělení odrůd do homogenních skupin podle obsahu N-látek
LSD test, Variable obsah N-látek
Homogenous Groups, alpha=0,05
Errors Between MS=0,52962, , df=164
Obsah Nlátek
Odrůda
Mean 1
2
3
4
Sebastian 10,1342
****
Kangoo 10,2001
**** ****
Xanadu
10,6913 ****
****
Prestige 10,8401 **** **** ****
Malz
10,9249 **** ****
Bojos
11,0317 **** ****
Blaník
11,0601 **** ****
Radegast 11,2001
Tab. 5: Rozdělení odrůd do homogenních skupin podle extraktu
LSD test, Variable extrakt v moučce
Homogenous Groups, alpha=0,05
Errors Between MS=0,57543, , df=164
Extrakt
v moučce
Odrůda
% Mean 1
2
3
Prestige
82,24000 ****
Blaník
82,56000 **** **** ****
Radegast
82,61176 **** ****
Kangoo
82,63333 **** ****
Bojos
82,73415 **** ****
Malz
82,89268
**** ****
Xanadu
83,26087
****
Sebastian
83,26154
****
Tang et al. (2001) a Koštialik (1987) tvrdí, že obsah škrobu je závislý nejen na obsahu bílkovin, ale
také na stavu porostu a délce slunečního svitu v závěrečných fázích vegetace. Pokles obsahu škrobu
s rostoucím obsahem dusíkatých látek potvrzují závěry, ke kterým došli Slamka et al. (2008) a Chen et
al. (2006). Záporná korelace obsahu dusíkatých látek a extraktu se shoduje se závěry, ke kterým došel
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
121
Wang et al. (2000). Kosař et al., (2000) uvádí užší rozsah 10 - 11,5 % dusíkatých látek. V roce 2010 a
2011 naprostá většina vzorků tento požadavek splňovala (tab. 4). Pouze v roce 2009 byl vyšší výskyt
ječmenů s obsahem dusíkatých látek přesahujícím hodnotu 11,5 %, což bylo pravděpodobně
zapříčiněno teplým a suchým průběhem dubna. Nebyla známa použitá předplodina a pěstební lokalita,
proto nebylo možné stanovit jejich vliv na stanovované ukazatele. Požadavek na minimální průměrný
obsah extraktu sladu 81 % (Kosař et al., 2000) byl naplněn ve všech třech ročnících (tab. 5). Nejvyšší
obsah extraktu měly odrůdy Maltz, Sebastian a Xanadu. Extrakt sladu je silně ovlivňován odrůdou
stejně jako obsahem škrobu a dusíkatých látek, což potvrzuje zjištění ke kterým došel Verma et al.
(2003).
Tab. 6: Korelační analýza 2009 - 2011
Korelační koeficienty mezi faktory na
hladině α=0,05
Obsah Obsah N- Extrakt v Rychlost
škrobu
látek
moučce
klíčení
Faktor
Obsah škrobu
1,00
-0,68
0,67
0,66
Obsah N-látek
Extrakt v moučce
Rychlost klíčení
-0,68
0,67
0,66
1,00
-0,66
-0,81
-0,07
1,00
0,89
-0,81
0,89
1,00
Výsledky korelační analýzy uvedené v tab. 6 se shodují s výsledky, ke kterým dospěli Hartman et.
al. (2010). Existuje silná korelace mezi obsahem škrobu a extraktem sladu a mezi obsahem škrobu a
rychlostí klíčení. Ještě silnější, avšak negativní korelace, je mezi obsahem dusíkatých látek a extraktem.
Závěr
Z výše uvedených výsledků lze konstatovat, že mezi obsahem škrobu v ječmeni, extraktem sladu a
rychlostí klíčení existuje silná pozitivní závislost, stejně jako mezi obsahem dusíkatých látek v ječmeni
a extraktem sladu, ale tato závislost je silně negativní. Byl pozorován silný vliv odrůdy na obsah škrobu
a dusíkatých látek v ječmeni a následně na extrakt sladu. Glycidový extrakt byl silně pozitivně
ovlivňován obsahem škrobu a ještě silněji, avšak negativně ovlivněn obsahem dusíkatých látek. Vliv
hodnocených parametrů na relativní extrakt nebyl jednoznačný, lze předpokládat, že se jedná o
odrůdovou vlastnost. Z pohledu obsahu škrobu a rychlosti klíčivosti se za celé sledované období jeví
být nejlepší odrůdou Bojos. Stejně jako u obsahu škrobu lze dosáhnout optimálních hodnot klíčivosti
výběrem vhodné odrůdy.
Literatura
AGU R. C., BROSMAN J. M., DRINGHURST T. A., PALMER G. H., JACK F. R. (2007). Influence of corn size
distribution on the diastatic power of malted barley and its impact on other malt quality parametrs. Journal of
Agricultural and Food Chemistry, 55 (9), 3702-3707.
BASAŘOVÁ, G., ŠŤAVEL, J., BASAŘ, J., LEJSEK, T. (2010). Pivovarství. Vydavatelství VŠCHT Praha, 2010. 904 p.
CELUS I., BRIJS K., DELLCOUR J. A. (2006). The effect of malting and mashing on barley protein extrability. Journal of
Cereal Science, 44, 203-211.
HARTMAN I., PROKEŠ J., HELÁNOVÁ A., HARTMAN J. (2010) Vtah mezi obsahem škrobu v ječmeni a extraktem
sladu. Kvasný průmysl - Fermentation industry – Gärungsindusrie, 56 (11-12), 423-427.
HŘIVNA L.,RADOCH T., GREGOR T., ŠOTTNÍKOVÁ V., CERKAL R., RYANT P., PROKEŠ J. (2011). Vliv aplikace N
a S na chemické složení zrna ječmene a sladu. Kvasný průmysl : časopis pro výrobu nápojů a biochemické
technologie = Fermentation industry – Gärungsindusrie, 57 (7-8), 223-230.
CHEN J. X., DAI F., WEI K., ZHANG G. P.(2006). Relationship betwen malt qualities and beta-amylase activity and
protein content as affected by timing of nitrogen fertilizer aplication. Journal of Zhejiang University. Science. B., 7
(1), 79-84.
122
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
KASTNER, J. (1979). Vliv odrůdy na délku posklizňového dozrávání se zvláštním zřetelem na výhledové odrůdy. Urychlení
posklizňového dozrávání ječmenů. Dílčí zpráva 3b/2, VÚPS Brno.
KOSAŘ K., PROCHÁZKA S. a kol. (2000). Technologie výroby sladu a piva, Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s.,
398.
KOŠTIALIK J. (1987). Študium tvorby úrody zrna krátkostebelných odrôd jarného jačmeňa při vyšších dávkách NPK.
(Kand. diz. práca.), VŠP, Nitra, 152.
PALMER, G. H.(1994). Standardisation of homogenity, European Brewery Convention, Adernach, 2 – 43.
PROKEŠ J., PSOTA V., PELIKÁN M., HŘIVNA L.(1997). Jakostní požadavky na surovinu z hlediska sladařského, 61 –
67. Aktuální otázky pěstování, šlechtění, hodnocení jakosti a obchodu: se sladovnickým ječmenem. Sborník
referátů ze semináře v Brně, MZLU, 26.2.1997, MZLU, Brno, 84.
PSOTA,V., CHMELÍK, J., BOHAČENKO, I. (2005). Relation of the starch granule size distribution and selected malting
parameters. Eur. Conv.: Proc 30th Condress, Prague, CD-ROM, Nürnberg: Fachverlag Nans Carl 2005, příspěvek
8, 76-82.
SLAMKA P., HANÁČKOVÁ E., BECÍKOVÁ M., MACÁK M., DEMJANOVÁ E. (2008) Effect of nitrogen supply level
in soil on malt characteristics of winter barley grain. Cereal Research Communications, 36, 1439-1442.
VERMA R. P. S., SHARMA R. K., NAGARAJAN S. (2003). Influence of nitrogen and irrigation on malt and wort quality
in barley. Cereal Research Communications, 31 (3-4), 437- 444.
WANG J. M., CHEN J. X., DAI F., WU F. B., YANG J. M., ZHANG G. P. (2007). Protein fractions in barley grains as
affected by some agronomic factors and their relationships to malt quality. Cereal Research Communications, 35
(1), 129-140.
WILHELMSON, A., VAINIKKA, M., HOME, S. (1997). Studies on the survival of amylose-lipid complexes under mashing
conditions. Eur. Brew. Conv.:Proc.26th, Maastricht 1997, 291-298, příspěvek 35. Oxford: IRL Press. 771 p.
YOSHIMOTO Y., TAKENOUCHI T., TAKEDA Y. (2002). Molecular structure and some physicochemical properities of
waxy and low-amylose barley starches. Carbohydrate Polymers, 47, 159-167.
TANG H., ANDO H., WATANABE K., TAKEDA Y., MITSUNAGA T.(2001). Physicochemical properties and structure
of large, medium and small granule starches in fractions of normal barley endosperm. Carbohydrate Research, 330,
241-248.
Contact address: Ing. Viera Šottníková, Ph.D., Mendelova univerzita v Brně, zemědělská 1,
613 00 Brno, Ústav technologie potravin, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
123
VLIV JEDNOLETÉHO PŘESKLADNĚNÍ OSIVA NA PRODUKČNÍ
SCHOPNOST JARNÍHO JEČMENE
Influence of One Year Seed Storage to Spring Barley Yield
Libor Mičák, Hana Honsová
KRV, ČZU v Praze
Abstract
In laboratory experiments with five spring barley varieties seed value (germination, thousand grain
weight) were tested. Fresh seed (from the harvest of the current year) and one year re-storage seed were
compared. In field trials, based on Experimental station in Prague-Uhříněves in 2012, the effect of the
seed storage to field emergence and yield of spring barley were tested. After storage more than ten
percent reduction in seed germination with small differences between the compared variants were
found. Differences in field emergence were wider, with greater fluctuations between variants seed.
Despite the substantial reduction in the number of plants a decrease in yield at variants of one year
stored was not significant.
Keywords: spring barley, organic and conventional seed, storage, germination, thousand grain
weight, field emergence, yield
Souhrn
V laboratorních pokusech s osivem jarního ječmene pěti odrůd byla testována semenářská hodnota
osiva (klíčivost, hmotnost tisíce semen). Porovnávalo se osivo čerstvé (ze sklizně běžného roku ) a
jeden rok přeskladněné. V polních pokusech založených na Výzkumné stanici v Praze-Uhříněvsi byl
v roce 2012 testován vliv přeskladnění osiva na polní vzcházivost a výnos jarního ječmene. Po
přeskladnění bylo zjištěno průměrně více než desetiprocentní snížení klíčivosti osiva s malými rozdíly
mezi porovnávanými variantami. Rozdíly v polní vzcházivosti byly mnohem výraznější v neprospěch
osiva přeskladněného, a to s většími výkyvy mezi variantami osiva. Přes značnou redukci počtu rostlin
ale nebylo snížení výnosu v případě vysetí přeskladněného osiva výrazné.
Klíčová slova: jarní ječmen, ekologické a konvenční osivo, přeskladnění, klíčivost, hmotnost tisíce
semen, polní vzcházivost, výnos
Úvod
Základním životním projevem semen je schopnost klíčit. Klíčení a jeho rychlost závisí jak
na vlastní kvalitě semen na jedné straně, tak na podmínkách prostředí na straně druhé. I semena s
vysokou výchozí klíčivostí však mohou při skladování v nevhodných podmínkách životaschopnost
rychle ztrácet. V semenářské praxi se zpravidla jedná o krátkodobé skladování osiv.
Pro testování kvality osiva jsou obvykle využívány optimální podmínky, které odpovídají
botanickým druhům. V polních podmínkách se však semena setkávají s podmínkami odlišnými.
Kvalitní osivo s vysokou semenářskou hodnotou je základní podmínkou pro využití výnosového
potenciálu pěstovaných odrůd a k dosažení rentabilních výnosů zrna. Kvalita osiva obecně ovlivňuje
polní vzcházivost, úplnost a vyrovnanost porostu. Osivem jsou přenosné některé choroby a do značné
míry se jím mohou rozšiřovat plevele.
124
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
V současné době je kvalita osiva vyjadřována semenářskými hodnotami (čistota, HTS, klíčivost,
vlhkost) testovanými dle standardních metodik. Minimální procento klíčivosti ječmene - 85 % - stanoví
vyhláška MZe ČR č. 129/2012 Sb. o podrobnostech uvádění osiva a sadby pěstovaných rostlin do
oběhu.
Metodika
Osivo jarního ječmene ze sklizně 2011 bylo testováno v laboratorních a polních podmínkách.
V laboratorních pokusech se zjišťovaly vybrané parametry osiva - hmotnost tisíce semen, energie
klíčení a laboratorní klíčivost.
V maloparcelních polních pokusech, založených v roce 2012 na pozemcích Výzkumné stanice
katedry rostlinné výroby FAPPZ ČZU v Praze – Uhříněvsi, se sledoval vliv jednoletého přeskladnění
osiva a odrůdy na produkční schopnost porostu jarního ječmene. Osivo bylo skladováno v jutových
pytlích v nevytápěném skladu pokusné stanice.
Pokusy byly založeny na ekologické a běžné ploše. Na ekologické ploše se vysévalo ekologické
osivo čerstvé (ze sklizně běžného roku) a jeden rok přeskladněné. Na běžné ploše se vysévalo osivo
konvenční nemořené (čerstvé a přeskladněné) a ekologické (čerstvé a přeskladněné).
Maloparcelní pokusy byly založeny na parcelkách o sklizňové ploše deseti metrů čtverečních.
Pokusy byly vysety ve třech opakováních na ekologické a ve čtyřech opakováních na běžné
(integrované) ploše.
V polních pokusech se vysévalo čtyři sta klíčivých obilek na metr čtvereční. Do pokusů bylo
zařazeno pět odrůd jarního ječmene. Jednalo se o odrůdy Jersey, Malz, Prestige, Sebastian a Tolar.
Hmotnost tisíce semen (HTS) byla stanovena odpočítáním dvakrát 500 obilek na automatickém
fotoelektronickém počítadle a jejich zvážením. Jestliže byl rozdíl obou stanovení větší než 10 %, bylo
nutno odpočítání obilek opakovat.
Laboratorní test klíčivosti probíhal ve čtyřech opakováních v navlhčeném skládaném filtračním
papíru při teplotě 20 oC. Klíčivost byla stanovena odpočtem vyklíčených obilek po osmi dnech od
založení testu.
V polních pokusech se po vzejití porostu vyhodnocoval počet rostlin na metru čtverečním (polní
vzcházivost). Před sklizní se zjišťovala hustota porostu - počet klasů na metr čtvereční. Po sklizni byl
stanoven hektarový výnos zrna a hmotnost tisíce semen sklizeného zrna (HTS).
Na ekologické ploše se nepoužívala žádná hnojiva ani prostředky na ochranu rostlin. Plevele se
odstraňovaly vláčením napříč řádků, a to celkem třikrát za vegetace. Při integrovaném způsobu
pěstování se porosty pohnojily základní dávkou 30 kg dusíku na hektar v granulovaném hnojivu a
plevele se hubily jedním herbicidním postřikem.
Zralé porosty se sklízely maloparcelní sklízecí mlátičkou. Sklizené zrno se vyčistilo na laboratorní
čističce semen a u každého vzorku se stanovila vlhkost. Výnos byl přepočten na 14% vlhkost zrna.
Výsledky a diskuse
Průměrná klíčivost osiva čerstvého (ze sklizně běžného roku) byla vysoká s malou variabilitou
mezi variantami. V průměru porovnávaných pěti odrůd dosáhlo ekologické osivo 94 % klíčivosti a
konvenční 93,2 %. (tab. 1). U osiva jeden rok přeskladněného byla zjištěna nízká klíčivost, která u
žádného vzorku nedosahovala 85 %, jak stanoví příslušná vyhláška. V průměru všech odrůd byl zjištěn
více než desetiprocentní rozdíl v klíčivosti mezi čerstvým a přeskladněným osivem, a to u osiva
ekologického i konvenčního.
Hmotnost tisíce semen vysévaného osiva se lišila podle ročníku sklizně. Vyšší HTS mělo osivo
čerstvé (ze sklizně roku 2012). Ekologické osivo přeskladněné (ze sklizně 2011) vykázalo vyšší HTS
než osivo přeskladněné konvenční. Čerstvé konvenční osivo dosáhlo vyšší HTS v porovnání s osivem
ekologickým.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
125
Tab. 1: Laboratorní rozbory osiva na výsev
Konvenční osivo
Osivo 1 rok přeskladněné Osivo ze sklizně běžného roku % rozdíl
Klíčivost (%)
Klíčivost
Odrůda HTS (g) Klíčivost (%) HTS (g)
42,0
81,5
54,0
93,0
11,5
Jersey
43,6
81,8
54,0
93,0
11,2
Malz
42,5
83,5
58,0
93,5
10,0
Prestige
43,6
82,0
52,8
93,3
11,3
Sebastian
47,2
83,8
52,6
93,3
9,5
Tolar
43,8
82,5
54,3
93,2
10,7
Průměr
Ekologické osivo
Osivo 1 rok přeskladněné Osivo ze sklizně běžného roku % rozdíl
Klíčivost (%)
Klíčivost
Odrůda HTS (g) Klíčivost (%) HTS (g)
44,3
84,0
50,6
93,0
9,0
Jersey
44,6
82,5
50,8
93,3
10,8
Malz
46,7
83,5
54,6
94,8
11,3
Prestige
42,2
83,0
49,9
94,5
11,5
Sebastian
45,1
84,8
51,8
94,5
9,7
Tolar
44,6
83,6
51,5
94,0
10,5
Průměr
Ve zkouškách výkonu osiva došlo při vzcházení jarního ječmene ke značné redukci hustoty porostu
(tab. 2). Při vysévání 400 klíčivých obilek na metr čtvereční v případě čerstvého osiva vzešlo 224 až
306 rostlin a při použití osiva přeskladněného 139 až 219 rostlin.
Průměrná relativní vzcházivost ekologického osiva vysetého na ekologické ploše dosáhla 62,4 %
v případě osiva čerstvého a 44,2 % u osiva přeskladněného. Na běžné ploše průměrně vzešlo v případě
čerstvého ekologického osiva 64,8 % rostlin a u osiva přeskladněného to bylo jen 41,3 %. Při vysetí
čerstvého konvenčního osiva na běžné ploše v průměru dosáhla polní vzcházivost 71,9 % a při použití
přeskladněného osiva vzešlo průměrně 39,4 % rostlin.
Při porovnání polní vzcházivosti na ekologické a běžné ploše došlo k menší redukci počtu rostlin v
případě ekologického pěstování, kdy rozdíl mezi čerstvým a přeskladněným osivem v průměru činil
18,2 %. Na běžné výměře byl při vysévání ekologického osiva zjištěn rozdíl v polní vzcházivosti mezi
čerstvým a přeskladněným osivem 21,7 %, ale v případě konvenčního osiva došlo u přeskladněného
osiva k propadu o 32,5 %.
Mnozí autoři uvádějí, že zvyšování výsevku u málo vitálních partií osiva nezaručí optimální výnos
(Pedersen, Jorgensen a Poulsen, 1993). Také výsledky Khana, Robertse a Ellise (cit. Basu, 1995)
ukazují, že pokud byl vliv nízkovitálního osiva na výnos eliminován upravením výsevku
na doporučovanou hodnotu, nemělo takové osivo vliv na snížení výnosu pouze za podmínky, že
laboratorní klíčivost nebyla nižší než 85 %.
Počet klasů na metr čtvereční byl v pokusech vysetých v roce 2012 obecně velmi nízký. Při
porovnání způsobu pěstování bylo nižšího počtu klasů docíleno na ekologické ploše.
Přeskladnění osiva se na počtu klasů při ekologickém pěstování v průměru odrůd příliš neodrazilo.
Většina porovnávaných odrůd měla mírně vyšší počet klasů v případě přeskladněného osiva, pouze
odrůda Malz vytvořila více klasů při vysetí osiva čerstvého.
Na běžné ploše všechny porovnávané odrůdy s výjimkou odrůdy Jersey vytvořily více klasů při
vysetí přeskladněného osiva. Výraznější propad počtu klasů variant čerstvého osiva byl zjištěn u osiva
konvenčního.
126
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 2: Počet rostlin a klasů
Osivo 1 rok
přeskladněné
Odrůda
Jersey
Malz
Prestige
Sebastian
Tolar
Průměr
153
165
164
182
219
177
Osivo 1 rok
přeskladněné
Odrůda
Jersey
Malz
Prestige
Sebastian
Tolar
Průměr
144
147
139
173
185
158
Osivo 1 rok
přeskladněné
Odrůda
Jersey
Malz
Prestige
Sebastian
Tolar
Průměr
151
175
154
188
194
172
Ekologické osivo na ekologické ploše:
Osivo ze sklizně
%
Osivo 1 rok
Osivo ze sklizně
běžného roku
rozdíl přeskladněné
běžného roku
Počet rostlin
Počet klasů
272
26,5
286
266
263
35,0
301
321
251
22,5
309
290
224
11,3
321
320
237
7,8
309
305
249
20,6
305
300
Konvenční osivo na běžné ploše:
Osivo ze sklizně
%
Osivo 1 rok
Osivo ze sklizně
běžného roku
rozdíl přeskladněné
běžného roku
Počet rostlin
Počet klasů
283
34,8
300
330
306
39,8
328
315
269
32,5
347
319
290
29,3
347
346
289
26,0
365
334
287
32,5
337
329
Ekologické osivo na běžné ploše:
Osivo ze sklizně
%
Osivo 1 rok
Osivo ze sklizně
běžného roku
rozdíl přeskladněné
běžného roku
Počet rostlin
Počet klasů
259
27,0
319
338
305
32,5
366
324
254
25,0
336
318
227
9,8
355
338
250
14,0
380
347
259
21,7
351
333
%
rozdíl
-7,5
6,2
-6,6
-0,3
-1,3
-1,9
%
rozdíl
9,1
-4,1
-8,8
-0,3
-9,3
-2,7
%
rozdíl
5,6
-13,0
-5,7
-5,0
-9,5
-5,5
Hmotnost tisíce semen sklizeného zrna byla vysoká a rozdílná mezi porovnávanými variantami
pěstování i osiva (tab. 3). Vyšší HTS bylo docíleno na běžné ploše v porovnání s ekologickým
pěstováním. Na ekologické i běžné ploše dosahovaly vyšší HTS varianty osiva přeskladněného
v porovnání s variantami osiva čerstvého.
Výnos zrna byl obecně nižší při ekologickém způsobu pěstování. Na ekologické ploše došlo při
vysetí přeskladněného osiva v průměru k 4,4% snížení výnosu v porovnání s variantami osiva ze sklizně
běžného roku. K největšímu propadu výnosu došlo u odrůd Malz a Tolar, zatímco u odrůdy Jersey se
výnos při použití přeskladněného osiva nepatrně zvýšil.
Na běžné ploše poskytlo v průměru všech variant čerstvé konvenční osivo o 6,1 % vyšší výnos
v porovnání s osivem přeskladněným. Z odrůd na přeskladnění osiva nejvíce reagovaly snížením
výnosu Malz a Prestige.
V případě vysetí ekologického osiva na běžné ploše došlo k mnohem menšímu snížení výnosu u
přeskladněného osiva, v průměru o 2,4 %. U odrůdy Jersey bylo zjištěno u přeskladněného osiva
navýšení výnosu v porovnání s osivem ze sklizně běžného roku.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
127
Tab. 3: Výnos a HTS sklizeného zrna
Ekologické osivo na ekologické ploše
Osivo 1 rok přeskladněné Osivo ze sklizně běžného roku % rozdíl
Odrůda
HTS (g) Výnos (t/ha)
HTS (g)
Výnos (t/ha)
Výnos
48,3
5,21
45,9
5,18
-0,6
Jersey
48,8
5,53
46,1
6,00
7,8
Malz
52,4
5,64
49,3
5,91
4,6
Prestige
46,2
5,43
45,2
5,57
2,5
Sebastian
48,5
5,71
46,7
6,19
7,8
Tolar
Průměr
48,8
5,50
46,6
5,77
4,4
Konvenční osivo na běžné ploše
Osivo 1 rok přeskladněné Osivo ze sklizně běžného roku % rozdíl
Odrůda
HTS (g) Výnos (t/ha)
HTS (g)
Výnos (t/ha)
Výnos
52,1
5,64
49,6
6,04
6,6
Jersey
52,5
5,91
48,1
6,60
10,5
Malz
55,9
5,59
51,6
6,12
8,7
Prestige
52,3
7,02
49,3
7,13
1,5
Sebastian
52,8
6,87
49,5
7,10
3,2
Tolar
Průměr
53,1
6,21
49,6
6,60
6,1
Ekologické osivo na běžné ploše
Osivo 1 rok přeskladněné Osivo ze sklizně běžného roku % rozdíl
Odrůda
HTS (g) Výnos (t/ha)
HTS (g)
Výnos (t/ha)
Výnos
51,5
5,88
49,7
5,53
-6,3
Jersey
50,6
6,00
47,6
6,39
6,1
Malz
54,2
5,77
51,4
6,09
5,3
Prestige
48,9
5,78
48,4
6,15
6,0
Sebastian
50,9
7,14
50,7
7,20
0,8
Tolar
Průměr
51,2
6,11
49,6
6,27
2,4
Závěr
V pokusech se posuzoval vliv jednoletého přeskladnění osiva ječmene na semenářskou hodnotu a
produkční schopnost porostu. Po přeskladnění bylo zjištěno průměrně více než desetiprocentní snížení
klíčivosti osiva s malými rozdíly mezi porovnávanými variantami. Rozdíly v polní vzcházivosti byly
mnohem výraznější v neprospěch osiva přeskladněného, a to s většími výkyvy mezi variantami osiva.
Přes značnou redukci počtu rostlin ale nebylo snížení výnosu v případě vysetí přeskladněného
osiva výrazné. Potvrdilo, že ječmen disponuje vysokou schopností kompenzace výnosových prvků a
výnos zrna může být stabilizován i při použití osiva o snížené kvalitě.
Literatura
BASU R. N. (1995). Seed Viability,. In: BASRA A. S. Seed Quality: Basic Mechanism and Agricultural Implications. The
Haworth Press, N. Y., 1995, s. 1–34.
PEDERSEN H. L., JORGENSEN P. E., POULSEN L. (1993). Effect of seed vigour and dormancy on field emergence,
development and grain yield of winter wheat (Triticum aestivum L.) and winter barley (Hordeum vulgare L.). Seed
Sci. &. Technol., 12, s. 159–178.
Contact address: Libor Mičák, Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 - Suchdol, E-mail: [email protected]
128
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
MIKROSKOPICKÉ HOUBY OSIVA JARNÍCH OBILNIN
V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ
Micromycetes on Spring Cereals Seeds in Organic Farming
Evženie Prokinová1, Ivana Capouchová1, Petr Konvalina2, Jaroslava Vospělová1
1
FAPPZ ČZU v Praze
2
ZF JU České Budějovice
Abstract
The seed for organic farming is for most crops in short supplay. One common cause is the refusal
seed parameters in the area of seed health, respectively the presence of pathogens. Our work was
focused on verification of rate contamination of spring cereals grains witth microscopic fungi. We
evaluated the number of isolated microscopic fungi, we focused primarily on the genera Fusarium,
Alternaria and Penicillium. In the years 2010 – 2012 small plot field experiments were conducted at the
three locations. The trials included spring cereals: wheat – varieties Kadrilj SW and Vinjet, barely –
varieties Pribina and Xanadu, oat – varieties Vok and Neklan, naked oat – varieties Izák and Saul and
emmer wheat, variety Rudico. We used the seed produced by conventional growing (konv), certified
organic seed (cert), farmers, seed from more suitable conditions (FL) and farmers, seed from poorest
growing conditions. Each variant had four repetitions, one repetition had 10 m2. To find micromycetes
present on/in harvested grains we used the method of isolation on artificial nutriet medium (potato
dextrose agar – PDA). We have noted the influence of location, genus and variety of the cereals of grain
on the population of micromycetes. We found no difference in the rate and composition of
micromycetes between the conventional and certified organic seed, farmer,s seed was more
contaminated by Fusarium species. There was no association between micromycobiota of seeds and
grains contamination with microscopic fungi in the next growing season.
Keywords: seed, spring cereals, Fusarium, Alternaria, Penicillium, organic farming
Souhrn
Osivo pro ekologické zemědělství je u většiny plodin nedostatkovým zbožím. Jednou z častých
příčin zamítnutí osiva je nesplnění parametrů osiva z hlediska jeho zdravotního stavu, resp. přítomnosti
patogenů. Naše práce byla zaměřena na ověření míry osídlení zrn jarních obilnin mikroskopickými
houbami. Hodnocen byl počet izolovaných mikroskopických hub, soustředili jsme se především na rod
Fusarium, Alternaria a Penicillium. V letech 2010 až 2012 probíhaly polní maloparcelkové pokusy na
třech lokalitách. Do pokusů byly zařazeny jarní obilniny: pšenice – odrůdy SW Kadrilj a Vinjet, ječmen
– odrůdy Pribina a Xanadu, oves setý – odrůdy Vok a Neklan, oves nahý – odrůdy Izák a Saul a pšenice
dvouzrnka, odrůda Rudico. Bylo používáno osivo získané z konvenčních ploch (konv), certifikované
ekologické osivo (cert), farmářské osivo z vhodnějších podmínek (FL) a farmářské osivo z horších
pěstebních podmínek (FH). Každá varianta měla čtyři opakování, jedno opakování (parcela) mělo
10 m2. Pro zjištění mikromycetů přítomných na/ve sklizených zrnech byla používána metoda izolace na
umělé živné půdě (potato dextrose agar – PDA). Konstatovali jsme vliv lokality, druhu a odrůdy na
osídlení zrn mikroskopickými houbami. Nezjistili jsme rozdíl v četnosti a skladbě mikromycetů mezi
konvenčním a certifikovaným ekologickým osivem, farmářské osivo bylo více napadeno druhy rodu
Fusarium. Nebyla zjištěna souvislost mezi výchozí mikromykobiotou osiva a osídlením zrn
mikroskopickými houbami v dalším vegetačním roce.
Keywords: osivo, jarní obilniny, Fusarium, Alternaria, Penicillium, ekologické zemědělství
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
129
Úvod
Osivo pro ekologické zemědělství je u většiny plodin nedostatkovým zbožím. To bylo
konstatováno i v Nařízení komise (ES) č. 889/2008 ze dne 5. září 2008, kterým se stanoví prováděcí
pravidla k nařízení Rady (ES) č. 834/2007 o ekologické produkci a označování ekologických produktů,
pokud jde o ekologickou produkci, označování a kontrolu. A tento stav se dodnes nezměnil, není tomu
jinak ani u jarních obilnin (Capouchová et al., 2012). V ČR od letošního podzimu platí metodický
pokyn MZe č. 4/2012, který zpřísňuje povolování použití konvenčního osiva. Povolení je nyní
vydáváno, pouze pokud žádná odrůda druhu není registrována v databázi ekologických osiv. Použití
jiné odrůdy bude povoleno v případě, že žádost je dostatečně podrobně a nezpochybnitelně odůvodněna.
Toto opatření k dostupnosti osiva pro ekologické zemědělství nepřispívá. Jednou z častých příčin
zamítnutí osiva je nesplnění parametrů osiva z hlediska jeho zdravotního stavu, především se to týká
osídlení osiva houbami rodu Fusarium. Ty mohou do značné míry ovlivnit klíčivost a vzcházivost osiva
(Brodal, 2008, Prokinová et al., 2011). Na klíčivost a vzcházivost mohou mít vliv i jiné patogeny
(Maude, 1996, Houba, Hosnedl, 2002). V ekologickém zemědělství je nepřípustné chemické ošetření
osiva, které může velmi významně redukovat mikromycety na/v osivu, a proto je potřeba této oblasti
věnovat zvýšenou pozornost. Naše práce byla zaměřena na ověření míry osídlení zrn jarních obilnin
mikroskopickými houbami. Hodnocen byl počet izolovaných mikroskopických hub, soustředili jsme se
především na rod Fusarium, Alternaria a Penicillium, jejichž zástupci mohou být příčinou zhoršené
klíčivosti a vzcházivosti osiva.
Metodika
V letech 2010 až 2012 probíhaly polní maloparcelkové pokusy na třech lokalitách. Výzkumná
stanice katedry rostlinné výroby ČZU v Uhříněvsi u Prahy se nachází v teplejší a mírně sušší oblasti,
v nadmořské výšce 295 m n. m., půda je hlinitojílovitá hnědozem. Pokusné pozemky Výzkumného
ústavu rostlinné výroby v Praze – Ruzyni se nacházejí ve výšce 340 m n. m., v teplejší, mírně sušší
oblasti, půda je degradovaná černozem, jílovitohlinitá. Pokusné pozemky Jihočeské Univerzity
v Českých Budějovicích se nacházejí ve středně teplé oblasti, v nadmořské výšce 388 m n. m., na
pseudoglejové kambizemi, půda je hlinitopísčitá.
Pokusy byly vedeny v režimu ekologického pěstování, na certifikovaných ekologických plochách.
Do pokusů byly zařazeny jarní obilniny: pšenice – odrůdy Kadrilj SW a Vinjet, ječmen – odrůdy
Pribina a Xanadu, oves setý – odrůdy Vok a Neklan, oves nahý – odrůdy Izák a Saul a pšenice
dvouzrnka, odrůda Rudico. Bylo používáno osivo získané z konvenčních ploch (konv), certifikované
ekologické osivo (cert), farmářské osivo z vhodnějších podmínek (FL) a farmářské osivo z horších
pěstebních podmínek (FH). Každá varianta měla čtyři opakování, jedno opakování (parcela) mělo
10 m2.
Pro zjištění mikromycetů přítomných na/ve sklizených zrnech byla používána metoda izolace na
umělé živné půdě (potato dextrose agar – PDA, Hi Media), bez povrchové desinfekce zrn. Pracovali
jsme s průměrnými vzorky, používali jsme zrna po přečištění od mechanických nečistot, inkubace ve
tmě ve 21 oC, 7 dní. Každá varianta měla 3 až 4 opakování, v jednom opakování bylo 10 zrn.
K determinaci rodů byla používána mikroskopická metoda, determinace podle morfologických
mikroskopických znaků mikromycetů. Z kapacitních důvodů byly do úrovně druhu určovány pouze
často se vyskytující druhy rodu Fusarium.
Vzhledem k horší dostupnosti požadovaného osiva nebylo možno ve všech pokusných letech
zařadit do pokusů plný počet variant, pro uváděné vyhodnocení byly u každé varianty k dispozici
nejméně dvouleté výsledky.
130
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Výsledky a diskuse
Výskyt mikroskopických hub na/v osivu jarních obilnin
V průběhu čtyř let sledování bylo z dodaných vzorků zrn jarních obilnin izolováno 17 rodů
mikroskopických hub, převážně saprofytických. Ze zástupců fytopatogenních mikromycetů byly
izolovány rody Fusarium (nejčastěji druhy F. culmorum, F. graminearum, F. sporotrichioides, F. poae,
ostatní druhy byly izolovány ojediněle), Alternaria (převažoval druh A. alternata, méně často se
vyskytoval námi neurčený druh Alternaria sp.), ojediněle bylo izolováno Microdochium nivale, pouze
v r. 2012 byla častěji izolována Bipolaris sorokiniana. Ze saprofytických a fakultativně patogenních
hub byl nejčastější rod Cladosporium, dále rody Ulocladium, Stemphylium, Nigrospora, Gonatobotrys,
Epicoccum, Botryosphaeria. Ojediněle se vyskytly rody Botrytis, Rhizopus, Acremonium, Septoria.
Poněkud zarážející byla relativně častá přítomnost zástupců rodů Penicillium a Aspergillus již na zrnech
před dlouhodobějším skladováním. Zástupci právě těchto druhů mohou mít negativní vliv na klíčivost
osiva (Mathre, 1991; Bhat a Fazal, 2011).
Význam lokality
Význam lokality pro osídlení zrn mikromycety byl zjišťován na sklizených zrnech, bylo
zpracováno celkem 38 vzorků ze tří lokalit a čtyř let, každý ve čtyřech opakováních. Výsledky
potvrzují již dříve prokázaný fakt, že existují rozdíly v četnosti napadení zrn vypěstovaných v různých
lokalitách. Nejméně jsou obvykle osídlena zrna ze srážkově chudších lokalit (tuto skutečnost využívají
při produkci osiva především pěstitelé okrasných rostlin). V našem případě bylo nejméně zástupců rodu
Fusarium a Alternaria izolováno ze zrn z lokality Praha – Ruzyně (graf 1). Význam lokality pěstování
na celkovou kvalitu osiva potvrzují i Honsová a kol. (2011).
Graf 1: Osídlení zrn jarních obilnin vypěstovaných v různých lokalitách houbami rodu Fusarium a
Alternaria
počet kolonií na 10 zrn
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Alternaria spp.
Uhříněves
Fusarium celkem
Ruzyně
České
Budějovice
Význam druhu obilniny
Celkem bylo ve čtyřech letech hodnoceno zrno pěti jarních druhů obilnin, od každého druhu dvě
odrůdy, vždy nejméně ze dvou lokalit, každý vzorek ve čtyřech opakováních. Z výsledků vyplývá větší
citlivost pšenice a ječmene k napadení druhy rodu Fusarium ve srovnání s ovsem a pšenicí dvouzrnkou.
Tomu odpovídá naopak nižší napadení pšenice a ječmene houbami rodu Alternaria, protože zástupci
uvedených rodů se k sobě chovají silně konkurenčně. Dokonce existují studie zabývající se využitím
Alternaria sp. jako bioagens k potlačení FHB (fusarium head blight) a kontaminace zrn fuzariovými
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
131
mykotoxiny (Riungu et al., 2008). Současně se projevila relativně silná citlivost ovsa, především ovsa
nahého, k napadení zrn Penicillium sp., které je považováno spíše za původce skládkových chorob
(graf 2). Z našich zkušeností doložených předkládanými výsledky je zřejmé, že k osídlení zrn
Penicillium sp. dochází již v porostu.
Graf 2: Citlivost druhů jarních obilnin k napadení houbami rodů Fusarium, Alternaria a Penicillium
počet kolonií na 10 zrn
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
Penicillium
Alternaria
celk em Fusarium
dvouzrnka
oves nahý
oves setý
ječmen
pšenice
0
Význam odrůdy
Bylo porovnáváno osídlení zrn odrůd jarních obilnin z hlediska citlivosti k napadení vybranými
fytopatogenními houbami. V každém roce byly u každé odrůdy k dispozici vzorky nejméně ze dvou
lokalit. Výsledky hodnocení potvrdily rozdíly mezi odrůdami u pšenice, ječmene a ovsa setého, osídlení
zrn mikromycety dvou sledovaných odrůd ovsa nahého se nelišilo. U pšenice se odrůda Vinjet jevila
podstatně citlivější jak k Fusarium spp., tak k Penicillium sp. než odrůda SW Kadrilj. V případě
ječmene byla mírně odolnější odrůda Pribina. U ovsa setého byla k Fusarium spp. citlivější odrůda Vok
ve srovnání s odrůdou Neklan, ale naopak zrna odrůdy Neklan byla podstatně více osídlena Penicillium
sp. (graf 3).
Graf 3: Citlivost odrůd jarních obilnin k napadení houbami rodů Fusarium, Alternaria a Penicillium
počet kolonií na 10 zrn
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
Penicillium
Alternaria
celkem Fusarium
Rudico
Saul
Izák
Neklan
Vok
Xanadu
Pribina
Vinjet
Kadrilj
0
Význam způsobu pěstování osiva
V této části práce jsme posuzovali osídlení vybranými mikromycety jak původního osiva, tak
následně zrna sklizeného v dalším vegetačním roce. V případě původního osiva bylo celkem ve čtyřech
132
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
letech hodnoceno 24 vzorků osiva pocházejícího z konvenčních ploch, 33 vzorků farmářského a
11 vzorků certifikovaného ekologického. V tomto případě jsme nerozlišovali kategorie „farmářské
lepší“ a „farmářské horší“, protože jde do značné míry o hodnocení subjektivní a v praxi nepoužitelné.
Z výsledků je zřejmé, že rizikové je farmářské osivo z hlediska napadení zrn houbami rodu Fusarium,
mezi konvenčním a ekologickým osivem nebyl v tomto směru rozdíl. Certifikované ekologické osivo
bylo nejvíce osídleno houbami rodu Alternaria, rozdíl oproti farmářskému osivu byl zanedbatelný.
Alternaria spp. nejméně kolonizovala konvenční osivo (graf 3).
Z hodnocení sklizených zrn plyne, že původ, resp. pěstební technologie při produkci osiva, se na
celkové vitalitě a obranyschopnosti rostlin až do fáze plné zralosti prakticky neprojevil, rozdíly mezi
sledovanými třemi skupinami osiva byly minimální (graf 4).
Graf 4: Osídlení osiva jarních obilnin různého původu houbami rodů Fusarium, Alternaria a
Penicillium
počet kolonií na 10 zrn
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
farmářské
0,2
cert. Eko
0
Fusarium
konvence
Alt
Penicillium
Graf 5: Osídlení sklizených zrn houbami rodů Fusarium, Alternaria a Penicillium
počet kolonií na 10 zrn
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
Penicillium
0,5
Alternaria
0
konvence
cert. eko
Fusarium
farmářské
farmářské
lepší
horší
Závěr
Na základě získaných výsledků konstatujeme, že existují rozdíly v citlivosti k napadení zrn
houbami rodů Fusarium, Alternaria a Penicillium jak mezi jednotlivými druhy jarních obilnin, tak mezi
jejich odrůdami. Pro osídlení sklizených zrn má význam i lokalita pěstování. Způsob pěstování
množitelských porostů a osivo z nich (konvenční, certifikované ekologické a farmářské ekologické) je
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
133
z hlediska zdravotního stavu významné – je rozdíl mezi certifikovaným ekologickým a konvenčním na
jedné straně a farmářským ekologickým osivem na straně druhé. Rizikové je farmářské osivo.
Poděkování
Výsledky byly získány díky finanční podpoře projektu NAZV č. QI91C123
Literatura
BHAT Y., FAZAL M. (2011). Effect of Aspergillus flavus Metabolites on Wheat Seed Germination and Seedlings. Growth.
Arab Journal of Plant Protection, 29: 139-140.
BRODAL G. (2008). Fusarium Head Blight in cereals and role of seed infection. International Seed Testing Association 6th
Seed Health Symposium, programme and abstracts :7.
CAPOUCHOVÁ I., KONVALINA P., STEHNO Z., PROKINOVÁ E., JANOVSKÁ D., HONSOVÁ H., BLÁHA L. AND
KÁS M. (2012). Organic Cereal Seed Quality and Production, Organic Farming and Food Production, Petr
Konvalina (Ed.), InTech, dostupné na: http://www.intechopen.com/books/organic-farming-and-foodproduction/organic-cereal-seed-quality-and-production
HOUBA M., HOSNEDL V. (2002). Osivo a sadba, Profi Press Praha, 186 str.
MAUDE R. B. (1996). Seedborne diseases and their control: principles and praktice. CAB International. 280 pp.
MATHRE D. E., JOHNSTON R. H. (1991). Control of dry seed decay of wheat. Plant Dis. 75:957-959
metodického pokynu MZe č. 4/2012.
Nařízení komise (ES) č. 889/2008 ze dne 5. září 2008, kterým se stanoví prováděcí pravidla k nařízení Rady (ES) č.
834/2007 o ekologické produkci a označování ekologických produktů, pokud jde o ekologickou produkci,
označování a kontrolu.
PROKINOVÁ E., CAPOUCHOVÁ I., KOSTELANSKÁ M. (2011). Význam fuzariózy klasů ozimé pšenice pro osivo.
Osivo a sadba. Sborník referátů, X. odborný a vědecký seminář, ČZU:70-77.
RIUNGU G. M., MUTHOMI J. W., NARLA R. D., WAGACHA J. M., GATHUMBI J. K. (2008). Management of
Fusarium Head Blight of Wheat and Deoxynivalenol Accumulation Using Antagonistic Microorganisms. Plant Pat.
J., 7 (1):13-19.
Contact address: Evženie Prokinová, Katedra ochrany rostlin, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
134
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
VLIV PŘÍPRAVKU AGRISORB NA KLÍČIVOST OSIVA CIBULE
KUCHYŇSKÉ (ALLIUM CEPA L.)
Influence of the Agrisorb Germination of Seed Onions (Allium cepa L.)
Vojtěch Ptáček, Koudela Martin
Katedra zahradnictví, ČZU v Praze
Abstract
One of the possibilities to affect seed germination in low moisture condition is to use
hydroabsorbent. The hydroabsorbent namely Agrisorb has been used in three concentration (0.5, 1.0 and
1.5 g/l) in this experiment. The treatments have caused the reduction of speed germination, but did not
statistically significant effect the total germination of both onions´ varieties ('Alice', 'Lusy'). Treated
seeds of Alice cv (by dipping in destilled water for 20 minutes (wet control)) reduced the overall
germination compared with not treated seeds and the influence of dipping was not as significant as in
case of Lusy variety.
Key words: Allium cepa L., Agrisorb, germination, presowing treatment
Souhrn
Jednou z možností, jak ovlivnit klíčivost osiva za snížených vláhových podmínek, je použít
hydroabsorbenty. V tomto pokusu byl použit přípravek Agrisorb a byly hodnoceny tři úrovně
koncentrace 0,5; 1,0 a 1,5 g/l. U obou hodnocených odrůd ('Alice', 'Lusy') vedla aplikace přípravku ke
snížení rychlosti klíčení, ale neprokázala statisticky významný vliv na celkovou klíčivost. Ošetření
máčením v čisté vodě po 20 minut (mokrá kontrola) vedlo u odrůdy Alice ke snížení celkové klíčivosti
oproti neošetřenému osivu, a i vliv máčení v čisté vodě nebyl tak výrazný, jako u odrůdy Lusy.
Klíčová slova: cibule kuchyňská, Agrisorb, klíčivost, předseťová úprava
Úvod
Deficit vody patří k jednomu z nejčastějších abiotických stresových faktorů u rostlin, neboť srážky
nejsou rozděleny rovnoměrně během vegetace (Hnilička et al., 2003). Pro eliminaci vláhového deficitu
nejčastěji volíme doplňkovou závlahu. Ale z ekonomických důvodů nelze mnohdy zavlažovat
v dostatečné míře, a proto je vhodné snažit se o co nejefektivnější využití vody rostlinami. El-Hady and
Wanas (2006) uvádí, že ekonomicky efektivní snížení závlahové dávky je možné u hodně propustných
půd po přídavku hydroabsorbentu.
Cibule patří mezi nejvýznamnější zeleniny v ČR, a proto je vhodné věnovat se možnosti zlepšení
její agrotechniky. Nejvíce je pěstována cibule z přímých jarních výsevů. Jak upozorňuje Buchtová
(2011), vykazuje počasí v tomto období výkyvy, které pokračují i v další části vegetace, kdy narůstá
biomasa, a protože nejsou srážky vyrovnané, je vhodná doplňková závlaha. Využitím hydrofilních látek
je možno tyto výkyvy odstranit, nebo alespoň zmírnit. Hydroabsorbenty jsou látky, které dokáží poutat
vodu za vzniku gelu, ze kterého ji následně rostliny dokáží získávat. Mohou také poutat živiny a jejich
efektivita závisí na pěstitelských podmínkách, druhu přípravku a dávkování (Sloup and Salaš, 2006).
Agrisorb je organická polymerní sloučenina (Akrylamid/kopolymer kyseliny akrylové s draselnou solí)
schopná do své struktury extrémně vázat vodu a v průběhu vegetace ji předávat kořenům. Gel
vytvořený z 1 g Agrisorbu je schopný vázat až 300 g vody (AgroProtec, 2011). Akhter et al. (2004)
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
135
uvádí, že absorpce vody se snižuje se zvyšující se zasoleností vody, a to 505 g u destilované vody a
140 g u vody slané. Štorová (2012) zkoumala ve své práci vliv Agrisorbu na klíčení salátu a cibule.
Pozitivní vliv na klíčivost za snížených vláhových podmínek se jí nepodařilo prokázat a domnívá se, že
to může být způsobeno blokací vody přípravkem Agrisorb, který má po vyrovnání vodních potenciálů
semene a Agrisorbu nižší vodní potenciál, a tím brání přístupu vody k semeni. Dále upozorňuje, že
koncentrace 5 g/l již měla negativní vliv na vzcházivost osiva. Také uvádí, že je velký rozdíl v reakci
jednotlivých odrůd na ošetření Agrisorbem. Koudela et al. (2012) v pokusu s osivem, cibule odrůdy
'Všetana', ošetřeným hydroabsorbentem, zjistili, že nejvyšší tržní výnos byl v optimálních vláhových
podmínkách získán u varianty ošetřené máčením v čisté vodě a následovala varianta ošetřená 1 g/l, ale
rozdíl těchto dvou ošetření nebyl statisticky průkazný, ale byl průkazný oproti kontrole a dávce 3 a
5 g/l. V optimálních vláhových podmínkách vykazovalo ošetřené osivo průkazně vyšší vzcházivost.
Cílem experimentu bylo ověřit pozitivní vliv aplikace přípravku Agrisorb na klíčení v různých
vláhových podmínkách.
Metodika
Pokus byl založen v laboratoři katedry zahradnictví na ČZU v Praze - Suchdole se dvěma odrůdami
cibule kuchyňské 'Alice' a 'Lusy' od firmy Semo a.s. Obě odrůdy jsou určeny pro jarní výsevy a
dlouhodobé skladování a patří mezi rané až polorané odrůdy s vegetační dobou okolo 120 dnů.
Aplikace Agrisorbu byla provedena máčením osiva ve vodném roztoku Agrisorbu o koncentraci
0,5, 1,0 a 1,5 g/l po dobu 20 minut. Poté bylo osivo vyjmuto a přes sítko odsáta voda papírovou utěrkou.
Po odsátí bylo osivo umístěno na filtrační papír a ponecháno schnout v laboratoři 24 hodin. Takto byla
připravena i mokrá kontrola (KM), která byla máčena ve vodě. Pro porovnání byla použita i neošetřená
suchá varianta (KS).
Pro každou odrůdu byly založeny čtyři misky, dvě pro variantu „optimum“ a dvě pro variantu
„stres“. Do každé misky byly vloženy tři filtrační papíry, na které bylo odměřeno 30 ml vody pro
variantu optimum a 15 ml pro variantu stres. Na filtrační papír byla naskládána semínka, vždy 50 semen
na jedno opakování. Připravené misky byly zakryty perforovaným víčkem a následně umístěny do
růstové komory Binder KB 400. Klíčení probíhalo ve tmě při 20 °C, jak je uváděno pro zkoušku
klíčivosti u cibule v metodice ISTA (Trnka, 2004). Klíčící osivo bylo vybíráno vždy po 24 hodinách a
ukončeno 14. dne. U osiva byla hodnocena energie klíčení (EK), celková klíčivost (KL). EK a KL byly
vypočítány z denních klíčivostí; EK jako kumulativní klíčivost 6 dní, KL byla počítána jako celková
suma všech denních klíčivostí.
Výsledky a diskuse
Intenzita závlahy ani způsob ošetření osiva statisticky průkazně neovlivnily celkovou klíčivost
osiva odrůdy Lusy. U odrůdy Alice, byla zjištěna průkazně nižší klíčivost ve variantě s optimální
závlahou a koncentrací 1,0 g/l, oproti suché kontrole. Při snížených vláhových podmínkách vykazovaly
průkazně nižší klíčivost varianty ošetřené roztokem Agrisorbu o koncentracích 0,5 a 1,5 g/l vůči zcela
neošetřenému osivu o 6,6 %.
Štorová (2012) také uvádí, že je statisticky významný rozdíl v celkové klíčivosti odrůd v reakci na
ošetření Agrisorbem.
Energie klíčení byla u odrůdy Lusy statisticky neprůkazná v reakci na ošetření nebo vláhových
podmínkách a dosahovala od 94,0 do 100 %. V tab. 1 je vidět, že u odrůdy Alice nebyl zjištěn průkazný
rozdíl v ošetření ve stresových vláhových podmínkách. V optimálních vláhových podmínkách
vykazovaly varianty KM, 0,5 a 1,0 g/l průkazně nižší energii klíčení oproti stresové variantě
(KM o 12 %; varianta 0,5 g/l o 18 % a varianta 1,0 g/l o 16,6 %). Ovšem, jak uvádí Pazderů et al.
(2011), nemusí nižší energie klíčení nutně vést k celkově nižší klíčivosti ve stresových podmínkách.
136
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 1: Průměrná klíčivost osiva pro jednotlivé varianty a jednotlivé dny
Vláha
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Odrůda
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Den
2.
2.
2.
2.
0,5 g/l
0,0 a
0,0 a
0,0 a
1,3 abc
1,0 g/l
0,0 a
2,0 bcd
0,0 a
0,0 a
1,5 g/l
2,0 bcd
3,3 d
0,7 ab
0,0 a
KM
0,0 a
2,7 cd
0,0 a
0,7 ab
KS
0,7 ab
0,0 a
0,0 a
0,0 a
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
3.
3.
3.
3.
4.
4.
4.
4.
5.
5.
5.
5.
6.
6.
6.
6.
7.
7.
7.
7.
8.
8.
8.
8.
9.
9.
9.
9.
10.
10.
10.
10.
5,3 a
35,3 g
10,0 ab
16,0 bcdef
12,7 a
66,7 g
33,3 de
50,0 f
29,3 a
89,3 gh
64,0 cde
93,3 gh
44,0 a
98,0 f
72,0 de
98,7 f
53,3 a
98,7 d
76,0 c
98,7 d
62,7 a
98,7 f
80,7 cde
98,7 f
68,0 a
100,0 g
82,7 def
98,7 g
69,3 a
100,0 e
83,3 cd
98,7 e
6,0 a
30,7 g
14,0 bcde
22,7 f
17,3 ab
64,7 g
31,3 cde
55,3 fg
34,0 a
90,7 gh
69,3 def
94,7 h
51,3 ab
94,7 f
76,0 e
98,0 f
59,3 a
96,7 d
80,7 c
99,3 d
66,7 ab
98,0 f
83,3 de
100,0 f
69,3 ab
98,0 g
86,7 f
100,0 g
71,3 a
98,0 e
86,7 d
100,0 e
8,7 ab
20,7 ef
12,0 abcd
20,0 ef
18,0 abc
50,7 f
30,7 bcd
56,7 fg
42,7 ab
80,0 fg
56,7 cd
92,0 gh
55,3 abc
94,0 f
66,0 cde
96,0 f
63,3 ab
97,3 d
72,0 bc
97,3 d
72,7 bc
98,7 f
74,0 bcd
97,3 f
78,0 cd
100,0 g
78,7 cde
97,3 g
79,3 bc
100,0 e
82,0 bcd
97,3 e
18,7 def
52,0 h
16,0 bcdef
30,7 g
44,7 ef
88,7 h
50,0 f
86,7 h
54,0 bc
98,0 h
71,3 ef
98,0 h
59,3 bcd
99,3 f
74,7 e
100,0 f
64,0 ab
99,3 d
78,0 c
100,0 d
72,7 bc
99,3 f
84,7 e
100,0 f
74,0 abc
99,3 g
86,0 ef
100,0 g
76,0 ab
99,3 e
86,7 d
100,0 e
12,0 abcd
37,3 g
10,7abc
18,0 cdef
47,3 f
86,7 h
48,0 f
68,0 g
58,7 cde
97,3 h
68,7 def
90,0 gh
67,3 cde
98,0 f
77,3 e
96,7 f
71,3 bc
98,0 d
80,7 c
98,7 d
76,0 bcde
98,7 f
85,3 e
99,3 f
76,7 bcd
99,3 g
87,3 f
99,3 g
78,7 bc
99,3 e
88,0 d
99,3 e
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Optimum
Optimum
Stres
Stres
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
Alice
Lusy
11.
11.
11.
11.
12.
12.
12.
12.
13.
13.
13.
13.
14.
14.
14.
14.
69,3 a
100,0 f
84,0 de
98,7 f
72,0 a
100,0 e
84,0 cd
98,7 e
74,0 a
100,0 e
84,0 cd
98,7 e
78,7 ab
100,0 f
84,7 cd
98,7 f
73,3 ab
98,7 f
86,7 e
100,0 f
73,3 a
98,7 e
88,7 d
100,0 e
73,3 a
98,7 e
88,7 d
100,0 e
75,3 a
98,7 f
89,3 de
100,0 f
79,3 bcd
100,0 f
82,7 cde
97,3 f
80,0 bc
100,0 e
84,0 cd
97,3 e
81,3 bc
100,0 e
84,0 cd
97,3 e
81,3 bc
100,0 f
84,7 cd
97,3 f
76,7 bc
99,3 f
88,0 e
100,0 f
77,3 ab
99,3 e
88,0 d
100,0 e
77,3 ab
99,3 e
88,0 d
100,0 e
80,7 abc
99,3 f
89,3 de
100,0 f
79,3 bcd
99,3 f
89,3 e
99,3 f
80,7 bc
99,3 e
89,3 d
99,3 e
80,7 bc
99,3 e
89,3 d
99,3 e
82,7 bc
99,3 f
91,3 e
99,3 f
Shodná písmena u hodnot v jednotlivých dnech (v řádcích i sloupcích) označují shodné homogenní skupiny. Ty
byly stanoveny LSD testem, alfa = 0,05. Statistické vyhodnocení bylo provedeno programem Statistica v. 9.1.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
137
Na průběhu grafu klíčivosti (graf 1) u odrůdy Alice je v optimálních vláhových podmínkách
zřetelně vidět negativní vliv jakéhokoli ošetření osiva na klíčivost a energii klíčení. Nejrychlejší nástup
klíčivosti měla varianta máčená v čisté vodě. Těsně za ní neošetřená varianta (KS), u které od čtvrtého
dne klíčivost stále stoupala, zatímco u KM došlo ke zlomu a klíčivost se zpomalila. Ve stresované
variantě ukázalo osivo máčené ve vodě (KM) rychlejší klíčení, ale rozdíl nebyl již čtvrtý den vůči KS
patrný a ke zlomu v klíčení došlo u KM až pátý den, od kterého se rychlost klíčení snížila. Tento rychlý
nástup klíčivosti KM byl nejspíše dán částečnou prehydratací, která ale nebyla zcela dostačující, neboť
jak uvádí Houba et al. (2002), nemá hodinová prehydratace na klíčivost hlávkového salátu, nebo
kořenové zeleniny vliv.
Graf 1 a 2: Průběh klíčivosti (%) u odrůdy Alice v optimálních a ve stresových podmínkách
Graf 1:optimum
Graf 2: stres
Graf 3 a 4: Průběh klíčivosti (%) u odrůdy Lusy v optimálních a ve stresových podmínkách
Graf 3: optimum
Graf 4: stres
V podmínkách s nižší úrovní závlahy je z grafů 2 a 4 vidět, že z hodnocených variant ošetřených
Agrisorbem je u obou odrůd znatelné snížení klíčivosti při koncentraci 0,5 a 1,5 g/l, zatímco 1,0 g/l
vykazuje lepší klíčivost, ale také zpomaluje počátek klíčení. V optimálních vláhových podmínkách
vykazuje naopak nejlepší klíčivost osivo ošetřené 1,5 g/l, ale rychlost klíčení je různá v závislosti na
odrůdě.
Zpomalení klíčivosti může být dáno zpočátku nižší dostupností vody pro osivo, neboť jak uvádí
Dubský (2012), může přídavek Agrisorbu zvýšit podíl těžko dostupné vody v substrátu a při zkoušce
klíčivosti, lze nejspíše touto vlastností vysvětlit nižší klíčivost ošetřeného osiva. Jak potvrzuje i Štorová
(2012), která uvádí, že průkazně nepříznivý vliv na klíčivost osiva ošetřeného Agrisorbem
v podmínkách vodního stresu může být způsoben blokací vody přípravkem, způsobené rozdílem
vodních potenciálů. A to tak, že nejprve má semeno nižší vodní potenciál než Agrisorb a po jeho
vyrovnání, během bobtnání, je dostupnost vody pro semeno blokována.
138
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Nižší rychlost klíčení může být také dána nižší energií klíčení, ale nemusí nutně znamenat snížení
celkové klíčivosti (Pazderů et al., 2011). Aplikace této speciální úpravy osiva ukázala, že nebyla zcela
splněna podmínka, kterou uvádí Houba et al. (2002), že speciální úpravy osiv vedou ke zlepšení
klíčivosti semen a rozšíření podmínek, ve kterých mohou semena klíčit. Pokud nastanou po výsevu
horší vláhové podmínky, může mít pomalejší nástup klíčení i pozitivní vliv na zapojení porostů.




Závěr
Odrůdy Lusy a Alice se od sebe průkazně lišily v celkové klíčivosti.
U odrůdy Lusy nebyl zjištěn průkazný vliv ošetření na celkovou klíčivost, ale rychlost klíčení
byla zpomalena aplikací Agrisorbu. Rychlost klíčení byla u KM viditelně ovlivněna prehydratací.
Průkazný rozdíl v celkové klíčivosti byl u odrůdy Alice zjištěn mezi úrovněmi závlahy
s výjimkou koncentrace 1,5 g/l. Vyšší celková klíčivost byla zjištěna u stresované varianty.
Energie klíčení byla snížena aplikací Agrisorbu v obou úrovních závlahy. Významnější
zpomalení bylo zjištěno v optimálních vláhových podmínkách. Vliv prehydratace byl také
znatelný, ale jen do pátého dne, kdy vykázalo takto ošetřené osivo nižší celkovou klíčivost než
suchá kontrola.
Lze říci, že přípravek Agrisorb ovlivňuje klíčivost semen a má zpomalující účinek na průběh
klíčení.
Poděkování
Tato práce byla podpořena projekty NAZV (MZe) QH81110 a MSM6046070901
Literatura
AGROPROTEC. (2011). Agrisorb pro Gel [online]. AgroProtec s.r.o. [cit. 2011-12-19]. Dostupné z:
<http://www.agroprotec.cz/data/Agrisorb.pdf>
AKHTER, J. et al. (2004). Effects of Hydrogel Amendment on Water Storage of Sandy Loam and Loam Soils and Seedling
Growth of Barley, Wheat and Chickpea, Plant Soil Environ. 50 (10). 463-469.
BUCHTOVÁ, I. (2011). Situační a výhledová zpráva MZe 2011. MZe. Praha. 63 s.
DUBSKÝ, M. (2012). Nasákavost rašelinových substrátů. Zahradnictví. 11 (2). 62-64.
EL-HADY, O. A., WANAS, S. A. (2006). Water and fertilizer use efficiency by cucumber grownunder stress on sandy soil
treated with acrylamide hydrogels. Journal of Applied Sciences Research, 2 (12), 1293–1297.
HAMPLOVÁ, M. (2012). Hydrofilní polymer jako prostředek omezující negativní vliv vodního stresu při pěstování cibule.
Bakalářská práce. Česká zemědělská univerzita v Praze. Agronomická fakulta. Praha. 116 s.
HNILIČKA, J. et al. (2003). Působení vnějších negativních faktorů na rostliny, abiotické stresory. In. Rostlina a stres. Praha.
VÚRV, 9–34.
HOUBA, M. et al. (2002). Osivo a sadba: praktické semenářství. Nakladatelství Ing. Martin Sedláček. 186 s.
KOUDELA, M. et al. (2012). Evaluation of the effect of Agrisorb on the emergence seed and Šeld of onion in different
monture conditions. In Horticulture Nitra 2012 - International reviewed proceeding of scientific papers. Slovak
University of Agriculture in Nitra, 2012, 260 p.
PAZDERŮ, K. et al. (2011). Vitalita osiva a klíčení ve stresových podmínkách. In. Vliv abiotických a biotických stresorů na
vlastnosti rostlin 2011. 9.-10.3.2011, VURV Praha, 2011, 298 s.
SLOUP, J. et al. (2006). Reakce dřevin na půdní kondicionéry. Zahradnictví. 81 (10). 30-31.
ŠTOROVÁ, P. (2012). Praktické využití předseťových úprav osiv zelenin pro optimalizaci založení porostu. Diplomová
práce. Česká zemědělská univerzita v Praze. Agronomická fakulta. Praha. 61 s.
TRNKA, Z. (2004). Metodika zkoušení osiva a sadby. MZe. Věstník MZe, částka 3, vydáno 13.9.2004 [Cit. 2011-12-19].
Dostupné z:
<http://www.ukzuz.cz/Uploads/5718-7-Metodika+zkouseni+osivapdf.aspx>
Contact address: Ing. Vojtěch Ptáček, Katedra zahradnictví, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
139
VLIV MOŘENÍ OSIVA PŘÍPRAVKEM M-SUNAGREEN NA
PODZIMNÍ RŮST A PŘEZIMOVÁNÍ ŘEPKY OZIMÉ
(BRASSICA NAPUS L.)
Effect of Seed Treatment with M-Sunagreen on Autumn Growth and Overwintering of
Winter Oilseed Rape (Brassica napus L.)
David Bečka1, Jiří Petrásek2, Pavel Cihlář1
1
KRV ČZU v Praze
2
CHEMAP AGRO s.r.o.
Abstract
We studied the influence of winter oilseed rape seed treatment with stimulator M-Sunagreen in
small-plot experiments (Červený Újezd, 2009/10) and semi-practical trials (Humburky, Chrášťany,
Vstiš, 2010/11 and 2011/12). We found a positive effect of winter oilseed rape seed treatment with MSunagreen. The greatest benefit was found in the extension of roots, increase of root weight and
increase of the proportion of roots to total biomass. After the adverse winter 2011/12, we observed a
positive effect of M-Sunagreen on oilseed rape overwintering. At current prices for rapeseed sowing
unit (1200 - 2300 CZK/seed unit), the costs resulting from the seed treatment with M-Sunagreen
(20 CZK/seed unit) are negligible.
Keywords: winter oilseed rape, M-Sunagreen, growth stimulation, auxins, autumn growth,
overwintering
Souhrn
V rámci maloparcelkových pokusů (Červený Újezd, 2009/10) a poloprovozních pokusů
(Humburky, Chrášťany, Vstiš, 2010/11 a 2011/12) jsme sledovali vliv moření osiva řepky ozimé
stimulačním přípravkem M-Sunagreen. Na základě výsledků můžeme konstatovat pozitivní účinek
moření osiva řepky ozimé přípravkem M-Sunagreen. Největší přínos jsme zjistili u prodloužení kořenů,
zvýšení hmotnosti kořenů a zvětšení podílu hmotnosti kořenů k celkové biomase. Současně po
nepříznivé zimě 20111/12 jsme pozorovali pozitivní účinek M-Sunagreenu na přezimování řepek. Při
současných cenách za VJ řepky (1200 - 2300 Kč/VJ) jsou vícenáklady, spojené s mořením osiva
M-Sunagreenem (cca 20 Kč/VJ), zanedbatelné.
Klíčová slova: řepka ozimá, M-Sunagreen, stimulace růstu, auxiny, podzimní růst, přezimování
Úvod
Osiva většiny polních plodin se běžně ošetřují fungicidními a insekticidními mořidly. U řepky se
ve velkém začalo moření používat až ke konci 90. let minulého století. V tomto jsme poněkud
zaostávali za ostatními zeměmi EU. Pro zásev 2000/01 bylo použito asi 30 - 40 % mořeného osiva.
V současné době se moří téměř veškeré osivo. Jako mořidla jsou do řepky povoleny přípravky Cruiser
OSR, Elado FS 480, Chinook 200 FS, Modesto a Vitavax 2000. Před několika lety se vedle těchto
„klasických“ mořidel začalo osivo řepky ošetřovat i stimulátory, hnojivy a jinými podpůrnými látkami
(M-Sunagreen, NANO, Trisol apod.).
140
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
M-Sunagreen patří do skupiny auxinových stimulátorů. Je založen na synergické směsi prekurzoru
auxinu a fenolického inhibitoru. Přípravek M-Sunagreen se v řepce aplikuje na osivo v dávce 15 l/t. Jde
o známý přípravek k listové aplikaci (Sunagreen), jehož fyzikální vlastnosti jsou upraveny tak, aby byl
plně kombinovatelný se všemi registrovanými mořidly. Hlavní výhodou tohoto přípravku je způsob
jeho použití. Aplikací na osivo je ošetření provedeno velmi levně a především s minimálním rizikem
snížené účinnosti, která vždy hrozí u foliárních aplikací (Šamalík, 2012).
Význam tohoto ošetření je především u drobnosemenných plodin s cílem podpořit růst kořenů
v počátečních fázích. Vitalita a síla kořenů se viditelně odráží na kvalitě porostů a jejich schopnosti čelit
stresovým podmínkám.
Možným řešením, jak podpořit vzcházení a vývoj celé kořenové soustavy, je ošetřit osivo
auxinovým stimulátorem, přípravkem M-Sunagreen. Pro zmíněnou aplikaci M-Sunagreenu na osivo je
charakteristické (Petrásek, 2010):
vliv na rovnoměrnost a rychlost vzcházení,
výrazně lepší zakořenění, zvýšení výkonu kořenové soustavy,
zvýšení podílu sušiny v kořenech i nadzemní části rostlin,
zvýšení hladiny živin v rostlině - přímý důsledek bohatšího kořenového systému,
posílení nadzemní části rostlin - lepší odolnost vůči herbicidnímu ošetření (mák).
Materiál a metody
Pro ověření účinku moření osiva ozimé řepky přípravkem M-Sunagreen jsme založili v roce
2009/10 maloparcelkové pokusy na Výzkumné stanici ČZU v Červeném Újezdě (tab. 1) s velikostí
parcel 11,9 m2 ve čtyřech opakováních. M-Sunagreenem jsme přimořili osivo liniové odrůdy
Californium, které bylo již insekticidně a fungicidně mořeno kombinací Chinook 200FS + Vitavax
2000. Dávka M-Sunagreenu činila v přepočtu 15 l na tunu osiva.
V následujících dvou letech (2010/11 a 2011/12) jsme pro ověření založili poloprovozní pokusy na
třech místech: Humburky (o. Hradec Králové), Chrášťany (o. Rakovník) a Vstiš (o. Plzeň-jih), (tab. 1).
Velikost jedné parcely byla asi 500 m2. V pokusech byla použita česká liniová odrůda Oksana mořená
M-Sunagreenem a přípravky Chinook 200FS + Vitavax 2000.
Pokusy byly zasety v agrotechnickém termínu a na přelomu září a října (v Červeném Újezdě zač.
listopadu) jsme sledovali a měřili růstové ukazatele (tab. 2).
Tab. 1: Charakteristika pokusných lokalit s maloparcelkovými a poloprovozními pokusy
Lokalita
Okres
Nadmořská
Výrobní
Klima
Půdy
(odrůda)
výška
oblast
(m n. m.)
Praha 405
řepařská
mírně teplé,
hnědozemě
Červený Újezd
západ
mírně suché
ilimerizované na
(Californium)
spraších
Hradec
231
řepařská
teplé, mírně
převaha černozemí a
Humburky
Králové
vlhké
hnědozemí, okrajově
(Oksana)
půdy oglejové, lužní a
nivní
Rakovník
385
obilnářská teplé, mírně
hnědozemě a hnědé
Chrášťany
vlhké
půdy na píscích
(Oksana)
Plzeň –
336
obilnářská teplé, mírně
hnědé ilimerizované na
Vstiš
jih
vlhké
píscích, okraj. půdy
(Oksana)
nivní
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
141
Tab. 2. Termín setí a odběrů na sledovaných lokalitách
Lokalita
Setí pokusů
7. 8. 2009
Červený Újezd
25. 8. 2010, 17. 8. 2011
Humburky
7. 9. 2010, 24. 8. 2011
Chrášťany
19. 8. 2010, 2. 9. 2011
Vstiš
Termíny odběrů
3. 11. 2009
10. 10. 2010, 27. 9. 2011
13. 10. 2010, 21. 9. 2011
8. 10. 2010, 26. 9. 2011
M-SUNAGREEN®
Účinné látky: kyselina 2-aminobenzoová, kyselina 2-hydroxybenzoová
Jedná se o velmi účelné a levné ošetření společně s „klasickým“ mořidlem, popř. o následné
„přemoření“ již namořeného osiva. Zvyšuje intenzitu počátečního vývoje rostlin v průběhu klíčení a
nárůst hmotnosti kořenového systému.
Prodejce: CHEMAP AGRO s.r.o. (Chemap, 2013)
Californium
Californium je polopozdní odrůda s minimálním obsahem kyseliny erukové a nízkým obsahem
glukosinolátů. Rostliny nízké, středně odolné proti poléhání před sklizní. Odolnost proti vyzimování
vyhovující. Odrůda méně odolná proti napadení plísní šedou méně až středně odolná proti napadení
fomovým černáním stonku, středně odolná proti napadení hlízenkou a středně odolná proti napadení
černěmi řepky. V rámci sortimentu tradičních odrůd výnos semene vysoký. Hmotnost tisíce semen
vysoká. Obsah oleje v semeni nízký až středně vysoký, zastoupení jednotlivých mastných kyselin
v oleji standardní.
Zástupce: MONSANTO ČR s.r.o. (ÚKZÚZ, 2013)
Oksana
Oksana je polopozdní odrůda s minimálním obsahem kyseliny erukové a nízkým obsahem
glukosinolátů. Rostliny nízké až středně vysoké, méně až středně odolné proti poléhání před sklizní.
Odrůda středně odolná proti napadení plísní šedou, méně až středně odolná proti napadení fomovým
černáním stonku, středně odolná proti napadení sklerotiniovou hnilobou a středně odolná proti napadení
černěmi řepky. V rámci sortimentu liniových odrůd výnos semene vysoký, výnos oleje vysoký.
Hmotnost tisíce semen středně vysoká. Obsah oleje v semeni nízký až středně vysoký, zastoupení
jednotlivých mastných kyselin v oleji standardní.
Zástupce: OSEVA PRO s.r.o. (ÚKZÚZ, 2013)
Sledované znaky
V rámci podzimních odběrů jsme sledovali tyto ukazatele: průměr kořenového krčku, počet listů,
délka listů, délka kořenů, hmotnost čerstvé kořenové a nadzemní biomasy. Na každé variantě bylo
odebráno 4krát deset rostlin, které byly následně umyty, změřeny a zváženy. Po zimě jsme hodnotili
přezimování rostlin a omrznutí listů v %.
Víceleté výsledky jsme zpracovali programem Statgraphics metodou analýzy rozptylu (ANOVA)
na hladině významnosti α = 0,05 (podrobnější vyhodnocení dle Tukey HSD).
Výsledky a diskuse
Výsledky z podzimních odběrů uvádíme v tab. 3 a 4. Jsou to průměry za všechny roky a pokusná
místa. V žádném ze sledovaných ukazatelů nebyla zjištěna statisticky průkazná odlišnost mezi variantou
nemořenou a mořenou M-Sunagreenem.
U většiny sledovaných znaků jsou rozdíly minimální. U průměru kořenového krčku se varianty liší
pouze o 0,1 mm a u počtu listů o 0,1 listu na rostlinu. Větší rozdíl lze pozorovat u délky listů a kořenů.
142
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Listy na nemořené variantě byly o 0,8 cm delší než u varianty mořené M-Sunagreenem. Obdobná
situace, ale opačná, je i u délky kořenů, kde na variantě mořené M-Sunagreenem byly kořeny delší o
0,4 cm (tab. 3).
Tab. 3: Porovnání podzimních růstových ukazatelů – maloparcelkový pokus (2009/10) a poloprovozní
pokusy (2010/11 - 2011/12)
Odrůda
Průměr
Počet listů
Délka listů
Délka kořenů
kořenového
krčku
(mm)
(ks na r.)
(cm)
(cm)
Nemořeno
5,2±0,16 a
6,8±0,19 a
20,1±0,70 a
9,9±0,24 a
Mořeno M-Sunagreen
5,1±0,14 a
6,7±0,17 a
19,3±0,60 a
10,3±0,27 a
Průměr
5,2
6,8
19,7
10,1
Pozn. Výsledky hodnoceny ANOVA, Tukey HSD 95 %. Stejná písmena ve sloupci znamenají, že
varianty se statisticky průkazně neliší a naopak.
U hmotnosti čerstvé kořenové a nadzemní biomasy, stejně tak i u procentického podílu kořenů na
celkové biomase, nejsou statisticky průkazné rozdíly. Hmotnost čerstvých kořenů byla o 0,8 g/10 rostlin
vyšší na variantě s mořením M-Sunagreenem. Opačná situace je u hmotnosti čerstvé nadzemní biomasy,
která je o 25,7 g/10 rostlin vyšší u nemořené varianty. Velmi důležitým ukazatelem je podíl kořenů na
celkové biomase. Ten vychází jednoznačně lépe u varianty mořené. U varianty mořené M-Sunagreenem
tvoří hmotnost kořenů 7,1 % z celkové hmotnosti biomasy. U nemořené varianty je tento podíl nižší, tj.
6,5 % (tab. 4).
Na základě těchto výsledků lze konstatovat, že moření přípravkem M-Sunagreen velmi pozitivně
ovlivňuje kořenový systém. M-Sunagreeen prodlužuje kořen, zvyšuje jeho hmotnost a současně, a to je
obzvlášť pozitivní, zvyšuje podíl kořenů na celkové biomase. Jak je z literatury známo, stav kořenů na
podzim nám z asi 30 % předpovídá výnos v následném roce. Před zimou nepožadujeme bujnou
nadzemní biomasu, ale naopak chceme podpořit právě kořenový systém.
Tab. 4: Hmotnost čerstvé kořenové a nadzemní biomasy – maloparcelkový pokus (2009/10) a
poloprovozní pokusy (2010/11 - 2011/12)
Odrůda
Hmotnost čerstvých Hmotnost čerstvých
Podíl čerstvých
kořenů
listů
kořenů na celkové
biomase
(g/10r.)
(g/10r.)
(%)
Nemořeno
16,3 ± 2,81 a
246,5 ± 49,29 a
6,5 ± 0,39 a
Mořeno M-Sunagreen
17,1 ± 3,03 a
220,8 ± 41,59 a
7,1 ± 0,40 a
průměr
16,7
233,7
6,8
Pozn. Výsledky hodnoceny ANOVA, Tukey HSD 95 %. Stejná písmena ve sloupci znamenají, že
varianty se statisticky průkazně neliší a naopak.
Po zimě 2011/12, s holomrazy sahajícími až k -25 °C, jsme sledovali vliv moření na přezimování.
I když jsme neočekávali, že bychom tuto souvislost nalezli, podařila se nám prokázat. V grafu 1 jsou
uvedeny průměry za všechny tři poloprovozní pokusy. Na všech těchto lokalitách řepky mořené
M-Sunagreenem lépe přezimovaly než řepky nemořené. Vyzimované rostliny jsme po zimě zjistili
pouze na lokalitě Humburky, kde byly z podzimu řepky značně přerostlé. V Humburkách jsme u
nemořené varianty napočítali 10 % vyzimovaných rostlin, zatímco u varianty s M-Sunagreenem jen
1 %. Velký rozdíl na této lokalitě byl i v omrznutí listů. Po moření M-Sunagreenem omrzlo 50 % listů.
Tam, kde M-Sunagreen nebyl, omrzlo až 90 %. V průměru všech tří lokalit činil rozdíl ve vyzimování
řepek 3 % a v omrznutí listů 15 %, vždy ve prospěch mořené varianty.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
143
Graf 1: Vyzimované rostliny a omrznutí listů (%), Humburky, Chrášťany a Vstiš, 2011/12
vyzimované rosliny a omzrlé listy v %
70
65.0
60
Nemořeno
50
Mořeno
50.0
40
30
20
10
3.3
0
0.3
vyzimované rostliny
omrznutí listů
Závěr
Na základě jednoletého maloparcelkového pokusu a dvouletého poloprovozního pokusu můžeme
konstatovat pozitivní účinek moření osiva řepky ozimé přípravkem M-Sunagreen. Největší přínos jsme
zjistili u prodloužení kořenů, zvýšení hmotnosti kořenů a zvětšení podílu hmotnosti kořenů k celkové
biomase. Současně po nepříznivé zimě jsme pozorovali pozitivní účinek M-Sunagreenu na přezimování
řepek. Při současných cenách za VJ řepky (1200 - 2300 Kč/VJ) jsou vícenáklady spojené s mořením
osiva M-Sunagreenem (cca 20 Kč/VJ) zanedbatelné.
Poděkování
Řešeno za finanční podpory grantu NAZV QH 81147 „Střet plodin v globální soutěži a řešení
rizik pro ozimou řepku“ a společnosti Chemap Agro, s.r.o.
Literatura
CHEMAP (2013). dostupný z <http://www.chemapagro.cz/eshop-m-sunagreensupsup.html> ze dne 7.1.2013.
PETRÁSEK, J. (2010). Vliv aplikací auxinových stimulátorů na zakořenění řepky ozimé a máku setého (123-125) In. –
Sborník z konference Prosperující olejniny 9. a 12. 12. 2010 na ČZU v Praze a ve Větrném Jeníkově, ČZU Praha,
166s.
ŠAMALÍK, J. (2012). Systém stimulace základních olejnin (153-154) In. – Sborník z konference Prosperující olejniny 6. a
7. 12. 2012 na ČZU v Praze a ve Větrném Jeníkově, ČZU Praha, 180s.
ÚKZÚZ (2013). dostupný z <http://nou.ukzuz.cz/ido/index.html> ze dne 7.1.2013.
Contact address: Ing. David Bečka, Ph.D., Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 129,
165 21 Praha 6-Suchdol, tel. 22438 2531, E-mail: [email protected]
144
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
VLIV OBALENÍ OSIVA HNOJIVEM A TEPLOTY KLÍČENÍ NA
KLÍČIVOST LIPNICE LUČNÍ, KOSTŘAVY ČERVENÉ, JÍLKU
VYTRVALÉHO A JETELE PLAZIVÉHO
The Effect of Nutrient Seed Coating and Temperature on Germination of Red fescue,
Kentucky bluegrass, Perennial ryegrass and White clover
Martin Sochorec, Josef Raus, Michal Kvasnovský, Pavel Knot
ÚVZP, Mendelova univerzita v Brně,
Abstract
Effects of nutrient seed coating (iSeed) and temperature regime on germination dynamics and total
germinating capacity of four turf species (Red fescue ‘Darwin’, Kentucky bluegrass ‘Miracle’,
Perennial ryegrass ‘Beatrice’ and White clover ‘Pirouette’) were observed in laboratory. Neither seed
coating nor temperature regime had statistically significant effects on germinating capacity of any
species. However iSeed treatment slightly increased germinating capacity of Beatrice, Darwin and
Pirouette at the 25/15 °C regime and Darwin at 20/10 °C temperature regime. There was significant
positive effect of iSeed on germinating energy detected in white clover at the beginning of germination
(3th, 7th, 10th day) at the 25/15 °C regime.
Keywords: seed treatment, germination, Red fescue, Kentucky bluegrass, Perennial ryegrass, White
clover
Souhrn
V laboratorních podmínkách byl sledován vliv úpravy osiva metodou iSeed a teploty klíčení na
dynamiku klíčení a celkovou klíčivost u kostřavy červené odrůdy Darwin, lipnice luční Miracle, jílku
vytrvalého Beatrice a jetele plazivého Pirouette. Z výsledků vyplývá, že metoda iSeed a teplota klíčení
neměly statisticky průkazný vliv na hodnoty celkové klíčivosti u všech testovaných odrůd. Nicméně
ošetření iSeed pozitivně ovlivnilo celkovou klíčivost při teplotním režimu 25/15 °C u variant Beatrice,
Darwin a Pirouette a při režimu 20/10 °C u odrůdy Darwin. U obalovaného osiva Pirouette byl
pozorován při teplotě 25/15 °C průkazně rychlejší nástup klíčení do desátého dne pozorování.
Klíčová slova: ošetření osiva, klíčivost, kostřava červená, lipnice luční, jílek vytrvalý, jetel plazivý
Úvod
Základním předpokladem úspěšného založení travního porostu je schopnost osiva rychle a
rovnoměrně vyklíčit, která je dána jednak vnitřními faktory (genetická výbava a aktuální stav osiva) a
faktory vnějšími (dostatek vody, kyslíku, optimální teplota a u některých druhů světlo), (Copeland,
McDonald, 1995; Míka et al., 2002). V současné době se při zakládání trávníků využívají různými
metodami upravená osiva, která by měla v porovnání s neupravenými osivy zlepšit polní vzcházivost a
konkurenceschopnost. Mezi tato ošetření patří metoda iSeed založená na obalení semen hnojivem.
Použitá obalová vrstva obsahuje dle Nijënsteina (2008) 20 % dusíku a 4 % fosforu. Černoch (2009)
uvádí, že na rozdíl od šlechtění odrůd, kterým se zlepšují genetické vlastnosti rostlin, nové technologie
ošetření osiv upravují podmínky pro vzcházení semen tak, aby bylo možné plně využít genetický
potenciál odrůdy.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
145
Metodou iSeed se dostane na hektar vyseté plochy až 40 kg hnojiva. Výhodou této úpravy je
snadnější výsev, lepší kontakt s půdou a při přesevu poškozeného trávníku lépe pronikají obilky přes
nadzemní část drnu (Knot et al., 2008).
V posledních letech se producenti osiva začínají zaměřovat i na alternativní druhy vhodné do
travních směsí, které vykazují vyšší odolnost vůči stresovým podmínkám (sucho a sešlapávání). Mezi
tyto druhy patří jetel plazivý ,,Microclover“, jenž vytváří drobné lístky nenarušující vzhled trávníků.
Cílem pokusu bylo porovnat rychlost klíčení a celkovou klíčivost vybraných druhů trav a jetele
plazivého při různém ošetření a v různých teplotních podmínkách.
Metodika
Pokus byl založen ve Výzkumné pícninářské stanici Vatín v roce 2011. V laboratorních
podmínkách byl sledován vliv úpravy obilek metodou iSeed a teploty klíčení na dynamiku klíčení a
celkovou klíčivost u kostřavy červené (odrůdy Darwin), lipnice luční (odrůdy Miracle), jílku vytrvalého
(odrůdy Beatrice) a jetele plazivého (odrůdy Pirouette). Pokusné varianty jsou uvedeny v tab. 1.
V experimentu bylo použito ošetřené a neošetřené osivo stejné šarže. Pokus byl založen na klíčidle
TZ 8-046 s možností regulace teploty a osvětlení. Na Petriho misky s navlhčeným filtračním papírem
bylo umístěno pro každou variantu 20 semen ve třech opakováních. Vlhkost v miskách byla zajišťována
pomocí pruhů filtračního papíru. Teplotní režimy byly nastaveny 16 hodin se zapnutým osvětlením při
teplotách 25 °C, respektive 20 °C u jednotlivých variant a 8 hodin při vypnutém osvětlení s teplotami
15 °C, respektive 10 °C. Počet vyklíčených semen byl sledován 3., 7., 10., 13., 16. a 20. den po
založení.
Protože byly výsledky klíčení ve formě relativní četnosti a zjištěné procentické hodnoty nejdou
vyjádřit pomocí Gaussova rozdělení, bylo provedeno přepočítání pomocí Arkus sinus odmocninné
transformace (Gomez a Gomez, 1984). K testu signifikace byla použita Anova (Statistika, verze 8)
s následným testováním dle Tukey (p ≤ 0,05).
Tab. 1: Pokusné varianty
Faktor
Úroveň
1.1. kostřava červená (Darwin)
1. Druh (odrůda)
1.2. lipnice luční (Miracle)
1.3. jílek vytrvalý (Beatrice)
1.4. jetel plazivý (Pirouette)
2. Ošetření
3. Teplotní režim (den/noc)
2.1. neošetřeno
2.2. iSeed
3.1. 25/15 °C
3.2. 20/10 °C
Výsledky a diskuse
Z výsledků pokusu při teplotě 25/15 °C vyplývá (tab. 2), že ošetření osiva metodou iSeed zvyšuje
hodnoty celkové klíčivosti u jílku vytrvalého Beatrice (+4,3 %), kostřavy červené Darwin (+2,3 %) a
jetele plazivého Pirouette (+7,9 %). U lipnice luční Miracle došlo vlivem ošetření k utlumení klíčivosti
(-8 %). Naproti tomu Knot (2006), Knot et al. (2010) a Vrzalová, Knot (2011) při ověřování vlivu
ošetření obilek lipnice luční metodou Proradix, Headstart a Pregerm, zjistili zvýšení klíčivosti u odrůdy
Miracle.
Nástup klíčení se u jednotlivých variant projevil různě. Rychlejší nástup měly neošetřené varianty
Beatrice a Darwin, odrůda Miracle měla počátek klíčení vyrovnaný. Ošetřené osivo jetele plazivého
146
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
vykazovalo v jednotlivých termínech hodnocení vyšší klíčivost a až do desátého byla klíčivost průkazně
vyšší. Avšak celková klíčivost byla spíše nižší, jelikož v pokusech Martínka et al. (2012) byla zjištěna
celková klíčivost mikrojetele Pirouette 84 %. Sochorec, Knot (2012) rovněž zjistili průkazně vyšší
nástup klíčení osiva jetele plazivého obalovaného metodou iSeed u odrůdy Pipolina a následně vyšší
hodnoty celkové klíčivosti.
Tab. 2: Dynamika klíčení a celková klíčivost při teplotě 25/15 °C
Druh
3. den
7. den
10. den
13. den
16. den
0,0 a
90,0 a
90,0 a
90,0 a
90,0 a
Beatrice iSeed
18,9 a
85,7 a
85,7 a
85,7 a
85,7 a
Beatrice
0,0 a
52,9 a
58,0 a
60,3 a
60,3 a
Darwin iSeed
0,0 a
56,0 a
57,0 a
57,0 a
57,0 a
Darwin
0,0 a
53,8 a
67,4 a
70,1 a
70,1 a
Miracle iSeed
0,0 a
53,8 a
73,8 a
78,1 a
78,1 a
Miracle
50,0 a
66,0 a
67,2 a
67,2 a
67,2 a
Pirouette iSeed
27,7 b
48,9 b
51,9 b
59,3 a
59,3 a
Pirouette
Různá písmena ve sloupcích představují statisticky průkazný rozdíl pro jednotlivé druhy,
(p ≤ 0,05)
20. den
90,0 a
85,7 a
60,3 a
58,0 a
70,1 a
78,1 a
67,2 a
59,3 a
Tukey test
Při nižší teplotě 20/10 °C bylo zjištěno, že ošetření nemělo průkazný vliv na dynamiku klíčení a
celkovou klíčivost u žádné z variant. Vyšší celková klíčivost při ošetření byla zjištěna jen u odrůdy
Darwin (+12 %). U variant Beatrice, Miracle a Pirouette (tab. 3) došlo k jejímu snížení, což může být
způsobeno přítomností obalové vrstvy, která může bránit pronikání vody v počáteční fázi klíčení.
Tab. 3: Dynamika klíčení a celková klíčivost při teplotě 20/10 °C
Druh
3. den
7. den
0,0 a
79,5 a
Beatrice iSeed
0,0 a
90,0 a
Beatrice
0,0 a
43,1 a
Darwin iSeed
0,0 a
45,0 a
Darwin
0,0 a
24,0 a
Miracle iSeed
0,0 a
40,0 a
Miracle
36,2 a
58,9 a
Pirouette iSeed
38,2 a
57,1 a
Pirouette
Různá písmena ve sloupcích představují statisticky
(p ≤ 0,05)
10. den
13. den
16. den
20. den
85,7 a
85,7 a
85,7 a
85,7 a
90,0 a
90,0 a
90,0 a
90,0 a
64,7 a
65,8 a
65,8 a
66,8 a
52,8 a
52,8 a
52,8 a
54,8 a
62,3 a
64,7 a
64,7 a
66,1 a
62,3 a
68,9 a
68,9 a
68,9 a
64,7 a
64,7 a
66,1 a
66,1 a
63,5 a
66,0 a
68,7 a
72,0 a
průkazný rozdíl pro jednotlivé druhy, Tukey test
Při porovnání klíčivosti v průměru všech odrůd a obou teplotních režimů (graf 1), je patrná
vyrovnaná dynamika klíčení a celková klíčivost mezi ošetřenými a neošetřenými variantami.
Z grafu 2 je patrný rychlejší nástup klíčení u vyšší teploty, avšak již 10. den pozorování došlo
k vyrovnání klíčivosti až do konce měření. Knot (2011) v pokusu s klíčivostí udává dokonce průkazný
vliv vyšší teploty (25/15 °C) na dynamiku klíčení až do 11. dne po založení pokusu.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
147
Graf 1: Dynamika klíčení a celková klíčivost (průměr všech odrůd a teplot)
Různá písmena představují statisticky průkazný rozdíl, Tukey test (p ≤ 0,05)
Graf 2: Dynamika klíčení a celková klíčivost (průměr všech odrůd a ošetření)
Různá písmena představují statisticky průkazný rozdíl, Tukey test (p ≤ 0,05)
Závěr
Ošetření osiva metodou iSeed nemělo průkazný vliv na celkovou klíčivost všech zkoumaných
odrůd. Při teplotním režimu 25/15 °C mělo ošetření pozitivní vliv na varianty Beatrice, Darwin a
Pirouette. Při teplotě 20/10 °C byla celková klíčivost vyšší jen u ošetřené odrůdy Darwin. Průkazně
vyšší nástup klíčení byl zaznamenán u obalovaného osiva jetele plazivého Pirouette. V porovnání vlivu
teploty na klíčení, měla vyšší teplota vliv na rychlejší nástup klíčení do desátého dne od založení
pokusu, dále již byla klíčivost vyrovnaná.
Poděkování
Příspěvek byl zpracován s podporou Výzkumného záměru č. MSM6215648905 „Biologické a
technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu“
uděleného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky a s podporou grantu
QJ1310100 „Vývoj a optimalizace metod stanovení biogenních aminů v návaznosti na zvýšení
zdravotní bezpečnosti siláží“.
148
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Literatura
COPELAND, L. O., MCDONALD, M. B. (1995). Principles of Seed Science and Technology, Chapman & Hall.
ČERNOCH, V. (2009). Nové technologie přípravy osiv. In HRABĚ, F. et al., Trávníky pro zahradu, krajinu a sport, 1 vyd.,
Olomouc: Vydavatelství Ing. Petr Baštan, s 62-64.
GOMEZ, K. A., GOMEZ, A. A. (1984). Statistical procedures for agricultural research. 2nd ed. J. Willey & Sons, New
York, Chichester, Brisbane, Toronto.
KNOT, P. (2006). Vliv abiotických faktorů na klíčivost Agrostis species a Poa species. Acta Univ. Agric. Et Silvic. Mendel.
Brunen. 54, 5: 57-64.
KNOT, P., VRZALOVÁ, J., HRABĚ, F. (2008). Moderní technologie ošetření obilek lipnice luční. Zahradnictví: Měsíčník
pro profesionální zahradníky. Odborný recenzovaný časopis. sv. 7/2008, č. 7, s. 40-41.
KNOT, P. (2010). Vliv odrůdy a stáří osiva na klíčivost lipnice luční. Úroda – Odborný časopis pro rostlinnou produkci, sv.
LVII, 9:42-44.
KNOT, P., VRZALOVÁ, J. (2011). Vliv teploty na klíčivost a počáteční vývoj vybraných trávníkových druhů trav.
Zahradnictví č. 7 (2011), s. 50-51.
MARTÍNEK, J., SVOBODOVÁ, M., KRÁLÍČKOVÁ, T., ŠANTRŮČEK, J., GALAJDOVÁ, Z. (2012). Růstové
charakteristiky vybraných odrůd jetele plazivého v prvních vývojových fázích. Vliv abiotických a biotických
stresorů na vlastnosti rostlin 2012 (Sborník recenzovaných příspěvků), VÚRV Praha Ruzyně, Česká zemědělská
univerzita v Praze, 1.-2.2. 2012, s. 90 - 93.
MÍKA, V., et al. (2002). Morfogeneze trav, Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha – Ruzyně, s. 200.
NIJËNSTEIN, H. (2008). Nutrient seed coating for grasses. In 1st EUROPEAN TURFGRASS SOCIETY CONFERENCE.
1. vyd. Pisa, Itálie: Uliva Foa, 2008, s. 145-146.
SOCHOREC, M., KNOT, P. (2012). The effect of fertilizer seed coating on the germinating capacity and initial development
of some turf grass species and white clover. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis.
sv. LX, č. 5, s. 200-204.
STATSOFT Inc. (2007). STATISTICA data analysis software system, version 8.0., www.statsoft.com
VRZALOVÁ, J., KNOT, P. (2011). The effect of seed age and treatment by Proradix method on germinability and initial
growth of selected meadow grass (Poa pratensis) varieties. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae
Mendelianae Brunensis. sv. LIX, č. 5, s. 309-314.
Contact address: Ing. Martin Sochorec, Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita
v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika, e-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
149
VLIV VODIVOSTI OSIVA VOJTĚŠKY NA JEHO VZCHÁZIVOST
V RŮZNÝCH PŮDNÍCH PODMÍNKÁCH
The Influence of Seed Conductivity on Lucerne Emergence in Different Soil Condition
Josef Hakl1, Kamila Mášková1, Jaromír Šantrůček1, Miroslav Fér2
1
KPT a 2KPOP ČZU v Praze
Abstract
Seed conductivity is possible to use as a test of seed vitality for evaluation of lucerne seed
emergence. The goal of this study was compare relation lucerne seed conductivity to seed emergence in
different soils. The green house experiment for evaluation of emergence was conducted within 14
lucerne seeds with assessed germination and conductivity in the chernozem, luvisol and cambisol. Seed
conductivity was in significantly negative relation to germination (R2 = 0,66) as well as to absolute
emergence in chernozem (R2 = 0,62), luvisol (R2 = 0,34), and cambisol (R2 = 0,52). There were nosignificant relation between seed conductivity and relative emergence derived from number of
germinated seeds. Seed germination was a main parameter driving the seed emergence. In case of less
favorable soil conditions, the seed conductivity was more closely related to emergence. Seed
conductivity seems as supplement parameter of lucerne vitality and should be presented together with
seed germination.
Keywords: forage, vitality, alfalfa, soil type
Souhrn
Vodivost osiva lze obecně využívat jako test vitality pro hodnocení vzcházivosti vojtěšky. Cílem
této práce bylo porovnat vztah mezi vodivostí osiva a jeho vzcházivostí v různých půdách. Pokus
proběhl se 14 osivy vojtěšky, u kterých byla stanovena klíčivost, vodivost vodního výluhu a vzcházivost
ve třech půdních typech (černozem, hnědozem, kambizem). Vodivost osiva byla v průkazně negativním
vztahu ke klíčivosti (R2 = 0,66) i k absolutní vzcházivosti osiva na černozemi (R2 = 0,62), hnědozemi
(R2 = 0,34) i kambizemi (R2 = 0,52). Nebyl však prokázán významný vztah mezi vodivostí a relativní
vzcházivostí, odvozené od počtu klíčivých semen. Zdá se, že hodnota klíčivosti představuje hlavní
potenciál pro vzcházivost vojtěšky. Čím byly půdní podmínky méně příznivé pro vzcházení, tím byl
těsnější vztah mezi vodivostí osiva vojtěšky a jeho vzcházivostí. Vodivost osiva vojtěšky lze tedy
pokládat spíše za doplňující parametr vitality, který by měl být uváděn společně s jeho klíčivostí.
Klíčová slova: pícniny, vitalita, půdní typ
Úvod
Vzcházivost vojtěšky je důležitý parametr při založení porostu, který je významně ovlivněn
vnitřními i vnějšími faktory. K vnějším faktorům patří vlastnosti půdy (Hakl et al., 2012), ale také
například hloubka setí. Povrchové, ale i nadměrně hluboké setí, je příčinou významného snižování
vzcházivosti, což potvrzuje např. Townsend (1992). Podle Nelsona et al. (1998) jsou hlavní faktory
ovlivňující vzcházivost a počáteční přežívání semenáčků vojtěšky především kontakt osiva s půdou a
výskyt chorob či škůdců. Vnitrodruhová konkurence se začíná negativně projevovat až později při
dalším vývoji porostu.
150
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Vnitřní faktory ovlivňující vzcházivost osiva vojtěšky tvoří především kvalitativní parametry
použitého osiva. Za nejvýznamnější faktor lze v tomto ohledu pokládat jeho laboratorní klíčivost (Hakl
et al., 2011), i když, jak upozorňuje Wang et al. (1996), standardní klíčivost ani indexy klíčivosti
nemusí být v průkazném vztahu ke vzcházivosti osiva vojtěšky. Samotná klíčivost osiva však může být
obecně negativně ovlivněna řadou stresových podmínek při vlastním klíčení, např. suchem (Martinek et
al., 2009) či nedostatkem vody v kombinaci s teplotou (Brant et al., 2011). Pazderů (2009) dále obecně
uvádí vitalitu osiva a energii klíčivosti jako další významné charakteristiky kvality osiva.
Pro predikci vzcházivosti osiv vojtěšky doporučují Wang et al. (1996) testy vitality, založené na
konduktivitě osiva. Výsledky zkoušení vzcházivosti stejných osiv vojtěšky v různých půdách však
ukazují, že vzcházivost stejného osiva závisí rovněž na konkrétních půdních podmínkách (Hakl et al.,
2012). Cílem tohoto příspěvku je proto analyzovat vztah mezi naměřenou vodivostí osiva vojtěšky
s jeho vzcházivostí v různých půdách. Tato práce vychází z předchozích výsledků (Hakl et al., 2012),
které jsou doplněny o parametry vodivosti použitých osiv.
Metodika
Vzcházivost 14 různých osiv vojtěšky byla hodnocena ve skleníkovém pokusu na jaře roku 2011.
V testech byly použity tři různé půdní typy (černozem, hnědozem, kambizem). Vzcházivost během 14
dnů od výsevu při hloubce výsevu 1 cm byla testována u každého osiva na všech použitých půdách,
vždy ve čtyřech opakováních po 100 semenech. Hodnoty vzcházivosti v % jsou vypočteny jak
z absolutních hodnot (absolutní vzcházivost = % vzešlých ze 100 vysetých semen), tak i z relativních
hodnot (relativní vzcházivost = % vzešlých z vysetých klíčivých semen). Při výpočtu relativní klíčivosti
byla pro všechny 4 opakování použita hodnota průměrné klíčivosti vzorku osiva. V souladu
s metodikou pro zkoušení osiv a sadby (MZE, 2004) byla tvrdoslupečná semena započtena do celkové
klíčivosti osiva. Detailní informace o použitých půdách, rozměrech nádob a parametrech hodnocených
osiv uvádí Hakl et al. (2012).
Vodivost osiva byla zjištěna v průběhu testů vzcházivosti v roce 2011. Hodnota vodivosti byla
měřena ve vodním výluhu s destilovanou vodou dle metodiky, kterou uvádí Wang et al. (1996). Od
každého testovaného osiva bylo vždy ve třech opakování naváženo 0,5 g semen do polyetylenových
lahví o objemu 100 ml. K osivu bylo přidáno 100 ml destilované vody. Lahve s osivem byly zavřeny a
nechány v temném prostředí po dobu 24 hodin. Vodivost výluhu byla následně změřena po 24 hodinách
pomocí konduktometru InoLab Cond Level 1 s InoLab TetraCon 325 (WTW WissenschaftlichTechnische Werkstätten GmbH). Výsledné hodnoty jsou uváděny v jednotkách konduktivity (S.cm-1).
Statistické porovnání hodnocených osiv bylo provedeno jednofaktorovou analýzou rozptylu
v programu STATGRAPHICS Centurion. Vztah mezi vodivostí osiva a jeho absolutní a relativní
vzcházivostí byl vyhodnocen jednoduchou lineární regresní analýzou v programu STATISTICA 9.0.
Výsledky a diskuse
V tabulce 1. jsou uvedeny naměřené hodnoty vodivosti u testovaných osiv vojtěšky, kde jsou
zároveň popsány i hodnoty vzcházivosti a klíčivosti zjištěné z předchozího experimentu (Hakl et
al., 012). Osiva vojtěšky jsou seřazena sestupně podle jejich klíčivosti. Z výsledků je patrné, že
testovaná osiva se významně liší jak v hodnotách vodivosti a klíčivosti, tak i v hodnotách absolutní i
relativní vzcházivosti. Vzcházivost byla obecně nejvyšší v hnědozemní půdě, naopak nejnižší hodnoty
byly zaznamenány u kambizemě. Byla také zjištěna statisticky významná negativní korelace mezi
vodivostí osiva (x) a celkovou klíčivostí (y) podle rovnice: y = 145 – 0,823x (R2 = 0,66).
Absolutní vzcházivost
V grafu 1 je uveden vztah mezi zjištěnou vodivostí osiva a jeho vzcházivostí v různých půdách.
Z výsledků je patrné, že průkazná negativní korelace mezi vodivostí a vzcházivostí byla zjištěna u všech
testovaných půd. Tento negativní vztah mezi těmito hodnotami popisuje i Wang et al. (1996). Vyšší
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
151
těsnost vztahu byla u černozemě a kambizemě, se zároveň vyšší hodnotou regresního koeficientu.
U hnědozemě byl vztah nejvolnější s nejnižším poklesem o 0,7 % vzcházivosti na 1 μS. Z toho lze
částečně usuzovat, že čím jsou půdní podmínky pro vzcházení příznivější, tím menší vliv má hodnota
vodivosti na vzcházivost osiva vojtěšky. Wang et al. (1996) dále uvádí, že standardní klíčivost nebyla
v průkazném vztahu ke vzcházivosti osiva vojtěšky, ovšem v jejich experimentu bylo testováno 10 osiv
s neprůkaznými rozdíly v klíčivosti. Námi zjištěné výsledky naznačují, že hodnota klíčivosti je patrně
významnější hodnotou ovlivňující vzcházivost vojtěšky. To je v souladu s výsledky, které uvádí
Hakl et al. (2011), kde se klíčivost projevila jako významnější faktor ve vztahu ke vzcházivosti než
HTS a tvrdoslupečnost. Pokud je však klíčivost obdobná, může hodnota vodivosti patrně lépe
charakterizovat vzcházivost, tak jak uvádějí Wang et al. (1996).
Relativní vzcházivost
Vztah mezi vodivostí osiva a relativní vzcházivostí klíčivých semen byl na všech půdách negativní,
ale zároveň statisticky neprůkazný. V souladu s výsledky u absolutní vzcházivosti však byl opět
nejvolnější vztah (R2 = 0,05) spolu s nejnižší hodnotou regresního koeficientu (-0,21) u půdy s celkově
nejvyšší vzcházivostí (hnědozem). U černozemě i kambizemě byl tento vztah o něco těsnější (R2 = 0,24,
resp. 0,20), s obdobnou hodnotou regresního koeficientu (-0,43, resp. -0,39), přičemž u černozemě byl
téměř průkazný (P = 0,069). Tyto výsledky částečně potvrzují výsledky Wanga et al. (1996), že hodnota
vodivosti je vhodným indikátorem vitality semen, i když její uplatnění může patrně negativně
ovlivňovat poškození osiva při sklizni. Zdá se však, že čím jsou podmínky příznivější pro vzcházení,
tím více se dosažená vzcházivost blíží hodnotě klíčivosti semen vojtěšky. Testy vitality jsou proto při
hodnocení kvality osiv významné (Hampton a Hill, 1990), ale uplatnění konkrétních testů se může lišit
mezi jednotlivými druhy rostlin (Wang et al., 2004).
Tab. 1: Klíčivost, vodivost hodnocených osiv vojtěšky a jejich absolutní (Abs. = počet vzešlých semen
ze 100 vysetých) a relativní (Rel. = vzcházivost klíčivých semen) vzcházivost v různých půdních
podmínkách (LSD = nejmenší průkazná diference dle Tukey HSD, P < 0.05)
osivo
klíčivost vodivost
vzcházivost
černozem
hnědozem
kambizem
(%)
(μS/cm)
Abs.
Rel. %
Abs.
Rel. %
Abs.
Rel. %
1
94
66
69
73
84
89
66
70
2
92
69
74
80
84
91
75
82
3
91
76
74
81
85
93
67
74
4
89
61
78
88
79
89
71
80
5
87
68
75
86
78
90
75
86
6
86
70
67
78
60
70
64
74
7
84
74
76
90
73
87
61
73
8
84
70
71
85
69
82
74
88
9
80
84
70
88
77
96
59
74
10
80
81
66
83
67
84
68
85
11
77
82
53
70
71
93
52
68
12
75
79
66
88
60
80
55
73
13
74
77
57
77
63
85
46
62
14
71
96
46
65
51
72
48
68
P
<0.000
<0.000
<0.000
<0.000
<0.000
0.001
<0.000
<0.000
LSD
14
10
15
18
17
21
14
17
152
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Graf 1: Vztah mezi vodivostí výluhu osiva vojtěšky a jeho absolutní vzcházivostí na různých půdách
Závěr
Absolutní vzcházivost vojtěšky na všech testovaných půdách byla v průkazně negativním vztahu
k vodivosti vodního výluhu osiva. V prezentovaném experimentu však tato negativní korelace byla
zároveň v úzkém vztahu ke klíčivosti osiva. Zdá se, že klíčivost představovala rozhodující potenciál pro
vzcházivost, která v závislosti na příznivosti půdních podmínek pro vzcházení, kladla nároky na vitalitu
osiva. Nejvolnější vztah vodivosti k absolutní i relativní vzcházivosti byl proto zaznamenán u
hnědozemně, kde byla zjištěna obecně nejvyšší vzcházivost. Vodivost osiva vojtěšky lze tedy pokládat
spíše za doplňující parametr vitality osiva, který by ale měl být uváděn společně s klíčivostí osiva.
Poděkování
Práce byla řešena na FAPPZ ČZU v Praze za podpory „S“ grantu MŠMT ČR.
Literatura
BRANT, V., ZÁBRANSKÝ, P., HAMOUZOVÁ, K., FUKSA, P. (2011). Germination of Sorghum seeds under condition of
water deficit. In. Seed and Seedlings X., FEB 10, Praha, ČR, 130 – 134.
HAKL J., MÁŠKOVÁ K., ŠANTRŮČEK J. (2011). Seed parameters affecting emergence of lucerne. In. Seed and Seedlings
X., FEB 10, Praha, ČR, 190 – 194.
HAKL J., MÁŠKOVÁ K., ŠANTRŮČEK J., FÉR M., (2012). Seed emergence of lucerne varieties under different soil
conditions. Czech J. Genet. Plant Breed., 48, 93 – 97.
HAMPTON, J. G., HILL, M. J. (1990). Herbage seed lot: are germination data sufficient? In. Proc. of the New Zealand
Grassland Association, 52, 59 – 64.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
153
MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRALÍČKOVÁ T. (2009). Dynamika klíčení osiva kostřavy červené za stresových
podmínek. In. Seed and Seedlings IX., FEB 10, Praha, ČR, 149 – 152.
MZE (2004): Metodika zkoušení osiv a sadby. MZE, Praha, 292 s.
NELSON C. J., HALL M. H., COUTTS J. H. (1998). Seeding rate effects on self-thinning of alfalfa. In. Proc. Am. Forage
and Grassl. Counc., Indianapolis, MAR 8–10, Georgetown, TX., 6–10.
PAZDERU K. (2009). Význam energie klíčení pro hodnocení kvality osiva. In. Seed and Seedlings IX., FEB 10, Praha, ČR,
56 – 60.
TOWNSEND C. E. (1992). Seedling emergence of yellow-flowered alfalfa as influenced by seed weight and planting depth.
Agron. J., 84, s. 821 – 826.
WANG Y.R., YU L., NAN Z.B, LIU Y.L. (2004). Vigor test used to rank seed lot quality and predict field emergence in
four forage species. Crop Science, 44, 535–541.
WANG Y.R., YU L., NAN Z.B. (1996). Use of seed vigour test to predict field emergence of lucerne. New Zealand Journal
of Agricultural Research, 39, 255–262.
Contact address: Josef Hakl, Ph.D., Katedra pícninářství a trávníkářství, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
154
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
STIMULACE OSIVA ČIROKU PRO ZVÝŠENÍ JEHO VITALITY A
ODOLNOSTI K ABIOTICKÝM STRESŮM V PODMÍNKÁCH ČR
Sorgum Seed Stimulation for Improving Seed Vigor and Tolerance to Abiotic Stresses in
Conditions of the Czech Republic
Jiří Adamčík, Kateřina Pazderů, Josef Pulkrábek, Jaroslav Tomášek
KRV ČZU v Praze
Abstract
The pre-sowing stimulation of sorghum seed for improving its vigour and enhancing tolerance to
abiotic stress was evaluated. Seeds of two sorgum varieties Goliath – Biomaas 133 and Zerberus were
treated by two auxinous preparations M-Sunagreen and Lexin. Seeds (100 g per variant) were sprayed
by 0,0096 ml (Lexin) and by 0,015 ml (M-Sunagreen) in 1 ml of distiled water.
Seed germination and vigour was tested in different temperature conditions 21, 18, 15 and 12 ºC.
The stimulation of seeds with auxins preparations was suitable, both variants shortenig mean
germination time. Highest increase of germination energy (early germination) was detected at 12 ºC
after Lexin treatment; about 5 % above non-treated control. Effect of M-Sunagreen was lower,
statistically not significant from control variant. We assume that application of auxinous preparates can
be effective way to improve ability of sorgum seeds germinate in lower temperature conditions.
Keywords: sorghum, germination, low temperature, seed enhancement, vigour
Souhrn
Pro pěstování čiroku cukrového v podmínkách České republiky je jedním z limitujících faktorů
teplota v době klíčení. Teplota kolem 12 °C značně zpomaluje počáteční rychlost klíčení semen čiroku,
a tím negativně ovlivňuje jeho počáteční růst. Cílem práce bylo posoudit v laboratorních podmínkách
schopnost stimulovaných semen klíčit za nižších, méně příznivých teplot a ověřit vliv biologicky
aktivních přípravků na rovnoměrnější a rychlejší klíčení semen čiroku cukrového. Pro zvýšení vitality a
odolnosti k abiotickým stresům bylo osivo stimulováno pomocí auxinových přípravků M-Sunagreen a
Lexin. Stimulace osiva pomocí auxinových přípravků se v našem pokuse ukázala jako vhodné opatření
pro zvýšení vitality osiva čiroku cukrového při pěstování v chladnějším prostředí. S klesající teplotou
při klíčení se zvyšovaly rozdíly mezi jednotlivými variantami. Zatímco při teplotě klíčení 21 °C byly
rozdíly v rychlosti klíčení mezi upraveným osivem (Lexin) a neošetřenou kontrolou jeden den, při
teplotě klíčení 12 °C tento rozdíl činil plných pět dnů. Pozitivní vliv měla i aplikace přípravku
M Sunagreen, který také urychlil klíčení semen čiroku cukrového.
Klíčová slova: čirok, klíčivost, teplota, stimulace osiva, vitalita
Úvod
S měnícími se klimatickými podmínkami v České republice se dostává do popředí pěstování
plodin, které mají nižší náročnost na potřebu vody a přitom poskytují dostatečně vysoké výnosy jak pro
krmné účely, tak pro produkci bioplynu. Jednou z těchto plodin bezesporu je i čirok cukrový. Čirok
cukrový poskytuje dostatečný výnos čerstvé nadzemní biomasy cca 45 až 75 t o sušině až 35 %, a tvoří
tak vhodnou surovinu pro biologickou fermentaci, a tím i pro produkci bioplynu (Sanderson et al.,
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
155
1992). Čirok nachází uplatnění na pěstebních plochách v ČR jako určitá alternativa silážní kukuřice na
erozí ohrožených pozemcích, mimo jiné i díky nižší potřebě vody v průběhu vegetace.
V podmínkách České republiky je limitujícím faktorem pro pěstování čiroku cukrového zejména
nízká teplota v době klíčení a vzcházení, která velmi negativně ovlivňuje počáteční růst. Čirok je
vyséván na jaře jako jedna z posledních plodin, a nemůže tak využít zimní vláhu. Klíčivost čiroku je
ovlivněna především vnitřní kvalitou osiva (vitalitou) a podmínkami prostředí. Mezi základní podmínky
pro klíčení patří teplota a množství přijatelné vody. Teplota půdy je primární faktor regulující klíčení
semen (Alvarado a Bradford, 2002). Počáteční růst čiroku cukrového je velmi pomalý, a proto je
důležité, aby bylo zajištěno rychlé, rovnoměrné klíčení a vzcházení i v méně teplotně příznivých
podmínkách. Lobato et al. (2008) a Brar et al. (1992) uvádějí, že optimální teplota pro klíčení čiroku
cukrového se nachází v intervalu 20 až 30 °C.
Aplikaci biologicky aktivních látek na bázi humínových kyselin a fulvokyselin, nebo jejich směsi
s auxiny zkoušeli Štranc et al. (2006) u sóji ve snaze alespoň částečně eliminovat negativní vlivy
stresových faktorů během vegetace. Biologicky aktivní látky lze aplikovat v různých fázích růstu
rostlin. Lze je použít také k aplikaci na povrch semen v rámci předseťových úprav osiva.
Smyslem nadstandardních předseťových úprav je zvýšit výkonnost běžně užívaných komerčních
osiv (Pazdera, 2002). Úpravy osiv mají zlepšit semenářské parametry osiva s důrazem na dosažení
rychlejšího a vyrovnanějšího klíčení a vzcházení, při současném rozšíření podmínek prostředí, ve
kterých semena mohou klíčit.
Fytohormony obsažené v semenech se podílejí na dormanci semen a na řízení klíčení a prvních
fázích růstu klíčních rostlin. Pozitivní výsledky aplikace auxinů na semena byly zaznamenány i při
klíčení kořenové zeleniny (Procházka et al., 1998).
Přípravek Lexin je kapalný koncentrát vysokomolekulárních humínových kyselin,
nízkomolekulárních fulvokyselin a auxinů. Stimuluje jak dlouživý růst buněk, tak i jejich dělení.
Podporuje rovněž jejich diferenciaci a tvorbu cévních svazků. Příznivě ovlivňuje i propustnost
buněčných membrán. Tím, že podporuje příjem a využití rostlinných živin, celkově pozitivně působí na
látkový metabolismus, stimuluje nejen dlouživý růst rostlin, ale i jejich regeneraci, rhizogenezi apod.
Přípravek M-Sunagreen je proauxinový přípravek, který přispívá k rychlejšímu a vyrovnanějšímu
klíčení a vzcházení, zvyšuje a zrychluje tvorbu kořínků v raných vývojových fázích a zvyšuje toleranci
k nepříznivým podmínkám v tomto období.
Metodika
V letech 2011 a 2012 byla v laboratorních podmínkách sledována klíčivost stimulovaných semen
čiroku cukrového při rozdílných teplotách. K pokusu bylo použito osivo čiroku od firmy Saatbaulinz
odrůda Goliath – Biomaas 133 a odrůda Zerberus od firmy KWS. Dodané osivo bylo mořeno
přípravkem Thiram. Na povrch semen byly při pokusu aplikovány biologicky aktivní přípravky
M-Sunagreen a Lexin. Aplikace roztoku byla provedena rozprašovačem na povrch semen, která byla
následně promísena a přípravek na nich zaschl za teploty 20 °C. Objem čistého přípravku na 100 g
semen byl u Lexinu 0,0096 ml a u M-Sunagreenu 0,015 ml. Celkový objem roztoku s vodou použitého
na 100 g semen byl jednotný, a to 1 ml.
Testy klíčivosti byly založeny dle metodiky ISTA. Zkouška klíčivosti probíhala na skládaném
filtračním papíru v plastových miskách při 60% nasycení substrátu vodou. Teplotní stres byl simulován
v klimaboxu SANYO při teplotách 12, 15, 18 a 21 °C, bez přístupu světla po dobu 14 dní. Jednotlivé
varianty byly založeny vždy ve čtyřech opakováních. Vyklíčená semena (s kořínky většími než 3 mm)
byla počítána v intervalu 24 hodin. Stanovena byla klíčivost (KL), energie klíčení (EK) a střední doba
klíčivosti (MTG). Výsledky byly zpracovány pomocí analýzy rozptylu balíku statistických programů
SAS 9.1. (SAS Institute Inc. Cary, NC, USA). Podrobnější vyhodnocení rozdílů mezi průměry bylo
provedeno metodou HSD (Tukey).
156
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Výsledky a diskuse
Dvouleté výsledky laboratorní zkoušky klíčivosti shrnuté v tab. 1. ukazují pozitivní vliv aplikace
přípravku Lexin a M-Sunagreen na semenářské parametry. Nejlepší semenářské parametry osiva čiroku
cukrového byly v průměru obou odrůd zjištěny u stimulace pomocí auxinového přípravku Lexin.
Stimulace osiva pomocí přípravku Lexin měla v průměru obou ročníků, obou sledovaných odrůd a
všech testovaných teplot nejvyšší klíčivost 94,9 %, nejkratší střední dobu klíčení (3,7 dne). Naopak
neošetřená kontrola měla v průměru obou ročníků, obou sledovaných odrůd a všech testovaných teplot
nejvyšší klíčivost 91,3 % a nejdelší střední dobu klíčení (4,4 dne). Stimulace osiva pomocí přípravku
M-Sunagreen nevyšla u parametrů energie klíčení (EK) a celkové klíčivosti (KL) statisticky průkazně,
ale měla statisticky průkazně pozitivní vliv na střední dobu klíčení (MTG).
Tab. 1: Vliv aplikace přípravků Lexin a M- Sunagreen na klíčivost osiva čiroku cukrového α = 0,05
Energie
Energie
Energie
Klíčivost Střední doba
Úprava
klíčení 2. den klíčení 3. den klíčení 5. den
(%)
klíčení (dny)
(%)
(%)
(%)
32 a
49,8 a
76,5 a
94,8 a
3,7 a
Lexin
27,3 b
46,9 b
67,5 b
92 b
4,1 b
M-Sunagreen
27,1 b
44,9 c
67,1 b
91,3 b
4,4 c
Bez úpravy
1,6
1,7
1,5
1,1
0,01
HSD
Stimulace osiva pomocí auxinových přípravků M-Sunagreen a Lexin se v našem pokuse ukázala
jako vhodné opatření pro zvýšení vitality osiva čiroku cukrového při pěstování v chladnějším prostředí.
S klesající teplotou při klíčení se zvyšovaly rozdíly mezi jednotlivými variantami. Zatímco při teplotě
klíčení 21 °C byly rozdíly v rychlosti klíčení mezi upraveným osivem (Lexin) a neošetřenou kontrolou
jeden den, při teplotě klíčení 12 °C tento rozdíl činil plných pět dnů (graf 1).
Graf 1. Průběh klíčení upraveného osiva a neupravené kontroly při teplotě 12 °C
Klíčivost (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Lexin
M-Sunagreen
Neupravená kontrola
0
1
2
3
4
5
6
7
Dny
8
9
10 11 12 13 14
Výsledky našich pokusů se shodují se závěry jiných autorů, kteří uvádějí, že auxiny pozitivně
působí na tvorbu rostlinných pletiv. Zvýšení klíčivosti semen pomocí stimulace osiva auxinovými
přípravky potvrzují např. Štranc et al. (2006).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
157
Závěr
Z literatury je znám fakt, že snižující se teplota má značný vliv na prodloužení doby klíčení u
semen rostlin. V našem pokusu se ukázalo, že aplikací auxinových přípravků na povrch semne je možné
tento přirozený jev u semen čiroku cukrového částečně omezit a zrychlit jejich klíčení. Rychlejší a
vyrovnanější klíčení má zásadní vliv na počáteční růst rostlin čiroku a zvyšuje jejich odolnost vůči
konkurenčním plevelům. Dosažené výsledky mohou přispět k rozšíření pěstitelských ploch čiroku
cukrového v podmínkách České republiky.
Poděkování
Výsledky byly získány za podpory CIGA 20122006 a SGS FAPPZ 2011-2012.
Literatura
ALVARADO, V., BRADFORD, K.J. (2002). A hydrotermal time model explans the cardinal temperatures for seed
germination. Plant, Cell and Environment, 25, 1061-1969.
ARTECA, N R., (1996). Plant growth substances, principles and applications, Chapman&Hall, New Your, 332 s.
BRANT, V., ZÁBRANSKÝ, P., HAMOUZOVÁ, K., FUKSA, P. (2011). Klíčivost semen čiroku obecného v podmínkách
snížené dostupnosti vody, Osivo a sadba, Praha, s. 130 - 134.
BRAR, G.S., STEINER, J.L., UNGER, P.W., PRIHAS, S.S. (1992). Modeling sorghum seedling establishment from soil
wetness temperature of drying seed zones. Agronomy Journal, 84, p. 905-910.
LOBATO, A.K.S., OLIVIER,A., NETO, C.F.,COSTA, R.C.L., SANTOS-FILHO, B.G., SILVA F.K.S., CRUZ, F.J.R.,
ABBOUD, A.C.S., LAUGHINGHOUSE, H.D., (2008). Germination of Sorghum Under the Influences of Water
Restriction and Temperature . Agricultural Journal, 3, 220-224.
COPELAND, L.O., MCDONALD, M.B. (1995). Principles of Seed Science and Technology. Seed Enhancements. Chapman
and Hall, New York
Esechie, H.A., 1994. Interaction of salinity and temperature on the germination of sorghum, Journal of Agronomy and Crop
Science-zeitschrift fur Acker und Pflanzenbau, p. 194-199.
PAZDERA, J. (2002). Speciální úpravy osiv In Houba M., Hosnedl V., Osivo a sadba. Ing. Martin Sedláček, Praha, s.
124-130.
SANDERSON, M.A., JONES, R.M., WARD, J. WOLFE, R. 1992. Silage sorghum performance trial at Stephenville.
ŠTRANC, P., HRADECKÁ, D., ŠTRANC, J., BEČKA, D., ERHARTOVÁ, D., ŠTRANC, D., KOHOUT, L. (2006).
Možnost agrobiologické regulace stresu u sóji. In: Vliv abiotických stresorů na vlastnosti rostlin 2006, FAPPZ ČZU
v Praze, s. 287- 290.
Contact address: Ing. Jiří Adamčík, Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
158
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
KLÍČENÍ OSIVA CIBULE KUCHYŇSKÉ PO APLIKACI
BRASSINOLIDU PŘI OPTIMÁLNÍ A PŘI SNÍŽENÉ VLHKOSTI
Germination of Onion Seeds after Application of Brassinolid at Optimum and Reduced
Moisture Conditions
Jitka Doležalová, Martin Koudela
KZ ČZU v Praze
Abstract
The aim of this work was to investigate the effect of synthetic brassinolide (analogous to
24-epibrassinolid) as a growth stimulant promoting the germination and as a tool for increasing the
seeds´ tolerance to water stress. There were used 2 varieties of onion (´Alice´, ´Lusy´). The seeds were
treated with solution of brassinolide (concentrations were 10-5 M, 10-7 M, 10-9 M and 10-11 M).
Untreated seeds and seeds treated with distilled water only were used as dry control (S) and wet control
(M). The optimum (OPT) and deficit (STR) conditions for germination were prepared in the laboratory.
The number of germinated seeds was monitored regularly for 19 days. The positive effect of the
treatment with brassinolide (10-9 M and 10-11 M) was showed the sixth day in the variety 'Alice'
compared to dry seeds and seeds treated with water only. This effect was not significant in case of
variety 'Lusy'. The treatment with brassionlide with concentration of 10-5 M had inhibitory effect. The
results also showed varietal differences in response to the treatment.
Keywords: seed, vegetable, onion, 24–epibrassinolid, water stress
Souhrn
Cílem této práce bylo sledovat působení syntetického brassinolidu (analogu k 24–epibrassinolidu)
jako růstového stimulátoru podporujícího klíčení a prostředku ke zvýšení odolnosti klíčícího osiva
k vodnímu stresu. Bylo použito dvou odrůd cibule kuchyňské (´Alice´, ´Lusy´), které byly ošetřeny
namočením do vodného roztoku syntetického brassinolidu v koncentracích 1.10-5 mol.l-1, 1.10-7 mol.l-1,
1.10-9 mol.l-1 a 1.10-11 mol.l-1. Jako neošetřená kontrola byl proveden výsev suchého osiva a osiva
ošetřeného pouze vodou. Pro klíčení v laboratoři byly navozeny optimální a deficitní vlhkostní
podmínky. Po dobu 19 dní byl pravidelně sledován počet vyklíčených semen. Ošetření osiva cibule
syntetickým brassinolidem mělo vliv na klíčivost osiva převážně v prvních dnech klíčení. V případě
deficitních vláhových podmínek se při počítání provedeném 6. den ukázal pozitivní vliv ošetření
brassinolidem o koncentraci 1.10-9 mol.l-1 a 1.10-11 mol.l-1 u odrůdy ´Alice´ oproti suchému osivu a
osivu ošetřenému pouze vodou. V případě odrůdy ´Lusy´ tento vliv nebyl průkazný. Ve všech případech
působilo inhibičně ošetření syntetickým brassinolidem o koncentraci 1.10-5 mol.l-1. Výsledky rovněž
ukázaly na odrůdové rozdíly (resp. rozdíly partie) v reakci na ošetření.
Keywords: osivo, zelenina, cibule, 24–epibrassinolid, vodní stres
Úvod
Klíčení, jako první krok v životním cyklu rostliny, závisí na mnoha vnějších faktorech. Jedním
z nich je i dostatečná vlhkost prostředí. Cibule kuchyňská (Allium cepa L.) patří k nejpěstovanějším
zeleninám v ČR (Petříková et al., 2006). Klíčení cibule je velmi pomalé, trvá dva až tři týdny (Petříková
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
159
et al., 2006). V případě méně příznivých podmínek při klíčení může dojít k výrazné redukci počtu
vzešlých rostlin a tím následně i ke ztrátám na výnosu. Přínosem by bylo, pokud by se podařilo
předseťovou úpravou osiva omezit tyto ztráty. Testují se proto biologicky aktivní látky, které by mohly
částečně eliminovat vlivy stresových faktorů, jako je např. nedostatek vody během klíčení. Jednou
z těchto látek jsou rostlinné hormony - brassinosteroidy.
Brassinosteroidy jsou rozsáhlou skupinou rostlinných růstových regulátorů na bázi sterolů
(Müssig, 2005). Tyto látky a jejich analogy hrají klíčovou roli v nejrůznějších fyziologických procesech
včetně klíčení (Tanaka et al., 2003; Divi and Krishna, 2010), kvetení, při vývoji plodu, zlepšují odolnost
rostlin vůči biotickým a abiotickým stresům (Kang and Guo, 2011). Byla také prokázána jejich účinnost
při zmírnění následků působení vysokých teplot (Ogweno et al., 2008) a při stresu suchem (Jager et al.,
2008; Behnamnia et al., 2009; Mousavi et al., 2009). Brassinosteroidy mají též příznivý vliv na zvýšení
výnosu (Cutler, 1994; Khripach et al., 2000; Hradecká et al., 2009) a jeho kvalitu (Koudela et al., 2012).
Účinné koncentrace brassinosteroidů se pohybují v rozmezí 10-8 až 10-11 mol.l-1 (Procházka et al.,
1998). Nejvíce používaným syntetickým brassinosteroidem je dnes 24–epibrassinolid, ale vysoká
pořizovací cena nicméně omezuje jeho praktické využití (Hradecká et al., 2006)
Byla provedena řada pokusů týkajících se působení brassinosteroidů na fyziologické procesy u
rostlin. Avšak není dosud shromážděn dostatek poznatků o skutečném dopadu těchto rostlinných
hormonů a jejich syntetických analogů na klíčivost osiva zeleniny. Jako pokusná plodina byla vybrána
cibule kuchyňská.
Metodika
Účelem pokusu, provedeného v laboratoři katedry zahradnictví České zemědělské univerzity v
Praze v únoru roku 2012, bylo sledovat vliv ošetření syntetickým brassinolidem na klíčivost osiva
cibule kuchyňské v optimálních a deficitních vlhkostních podmínkách. Pro pokusy byl použit syntetický
brassinolid 2α,3α,17β–trihydroxy–5α–androstan–6-on vyvinutý Ústavem organické chemie a biochemie
AV ČR, v.v.i., převedený do roztoku. Jedná se o syntetický analog k 24-epibrassinolidu a jeho přesné
složení podléhá patentové ochraně. Pro použití v laboratoři byla tato látka připravena a dodána firmou
PHPchem, s.r.o. se sídlem v Kutné Hoře.
Jako pokusné osivo byly vybrány dlouhodenní kultivary cibule kuchyňské ´Alice´ a ´Lusy´. Jsou to
rané odrůdy s vegetační dobou kolem 120 dní, určené pro pěstování cibule ke skladování z přímých
jarních výsevů.
Pro testování bylo použito osivo kategorie S od výrobce Semo a.s., Smržice. Osivo bylo baleno
3/2012 v případě odrůdy ´Lusy´ a 12/2011 v případě ´Alice´. Záruční doba u obou odrůd byla do
12/2012.
Ošetření osiva obou odrůd bylo provedeno namočením semen po dobu 20 minut do 100 ml
vodného roztoku syntetického brasinolidu v těchto koncentracích: 1.10-5 mol.l-1 (B10-5), 1.10-7 mol.l-1
(B10-7), 1.10-9 mol.l-1 (B10-9) a 1.10-11 mol.l-1 (B10-11). Ošetření bylo provedeno roztoky o běžné
laboratorní teplotě. Uvedené koncentrace byly připraveny smícháním aktivní látky s destilovanou
vodou. Kontrolní ošetření byla dvě: „suchá“ kontrola (S), kdy byl proveden výsev suchého
neošetřeného osiva a „mokrá“ kontrola (M), která spočívala v namočení osiva do destilované vody na
20 minut. Po ošetření bylo osivo vyjmuto z roztoku a osušeno při běžné laboratorní teplotě. Za dva dny
proběhl jeho výsev do pokusných nádob.
Testy klíčivosti byly založeny na základě metodiky pro zkoušení osiv (Trnka, 2004). Výsev byl
proveden do pokusných nádob na zvlhčený filtrační papír o gramáži 120 g.m-2. Pro navození
optimálních vlhkostních podmínek klíčení byl filtrační papír zvlhčen 30 ml destilované vody (OPT), pro
vyjádření deficitních podmínek (STR) bylo použito pouze 20 ml destilované vody. Pokus byl založen ve
4 opakováních vždy po 100 semenech. Zakryté pokusné nádoby byly umístěny do růstové komory
Binder KWB 400 a udržovány ve tmě při konstantní teplotě 20 °C. Sledování bylo realizováno každých
24 hodin, pokaždé ve stejnou denní dobu. Jednotlivé nádoby byly vyjmuty z komory společně, vždy po
160
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
jednom opakování. Pokus byl ukončen po 19 dnech. Klíčivost vzorků byla stanovena jako fyziologická,
byly počítány denní klíčivosti a za vyklíčená byla považována semena s kořínkem 3 mm dlouhým.
Zjištěná data byla statisticky zpracována programem STATISTICA verze 9.0, od firmy StatSoft
CR (2001).
Výsledky a diskuse
Optimální vlhkostní podmínky
Z grafu 1 a z tab. 1, které popisují klíčení v optimálních vlhkostních podmínkách je patrné, že při
ošetření syntetickým brassinolidem o koncentraci 1.10-5 mol.l-1 (B10-5) byl zaznamenán silný inhibiční
vliv na klíčení osiva u obou sledovaných odrůd. Retardační účinek silných dávek brassinosteroidů
ukazují i výsledky Kohouta (2001) a Procházky et al. (2011).
Graf 1: Klíčivost osiva v optimálních vlhkostních podmínkách (kumulativně)
100
90
80
B10‐5 ALICE
70
B10‐7 ALICE
60
klíčivost v %
B10‐9 ALICE
B10‐11 ALICE
50
M ALICE
S ALICE
40
B10‐5 LUSY
B10‐7 LUSY
30
B10‐9 LUSY
20
B10‐11 LUSY
M LUSY
10
S LUSY
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
18.
19.
počet dní
Tab. 1: Klíčivost osiva v optimálních vlhkostních podmínkách – kumulativně (%)
Odrůda Ošetření
3.
4.
5.
6.
7.
Klíčivost 1. ‐ 19. den od výsevu [%]
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
0,0
0,0
0,0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
1,0
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
2,0
2,5
2,5
2,5
‐7
0,0
1,5
7,0
22,5
34,0
44,5
52,5
62,5
67,0
70,0
72,0
73,0
75,0
77,0
77,0
78,0
79,0
79,5
80,0
B 10
‐9
0,0
0,5
11,0
26,0
35,5
52,5
59,5
62,5
67,0
70,5
71,5
73,0
73,5
75,0
75,5
77,5
77,5
78,0
78,0
‐11
0,0
0,0
0,0
1,0
1,0
0,0
14,0
9,0
8,0
30,0
26,0
25,0
45,5
33,0
49,0
56,0
49,0
58,0
62,5
59,0
62,0
67,5
62,0
65,0
70,0
65,0
66,0
74,0
69,0
68,0
77,5
72,0
68,0
79,5
72,0
71,0
80,5
75,0
71,0
81,0
75,0
75,0
82,0
76,0
77,0
83,0
77,0
78,0
83,0
78,0
78,0
83,5
79,0
79,0
83,5
79,0
79,0
‐5
0,0
0,0
0,0
0,0
2,5
15,0
23,5
36,0
49,5
55,0
59,5
64,0
69,5
72,5
75,5
78,0
80,0
80,5
80,5
‐7
0,0
0,5
18,0
59,0
73,5
88,5
93,5
96,0
96,5
96,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
‐9
0,0
1,5
29,0
67,5
80,5
90,5
92,0
94,5
95,5
96,0
96,0
96,0
96,0
96,0
96,0
96,0
96,0
96,0
96,0
‐11
0,0
0,0
0,0
2,0
1,0
0,0
29,5
24,0
37,0
70,0
73,0
81,0
83,5
91,0
92,0
92,5
98,0
94,0
94,5
99,0
95,0
96,0
99,0
98,0
96,5
99,0
98,0
97,0
99,0
98,0
97,0
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
97,5
99,0
98,0
B 10
B 10
M
S
B 10
B 10
LUSY
2.
‐5
B 10
ALICE
1.
B 10
B 10
M
S
Patrný stimulační vliv ošetření syntetickým brassinolidem oproti kontrole byl zaznamenán druhý
den. V případě odrůdy ´Alice´mělo stimulační vliv šetření B10-7, u odrůdy ´Lusy´ pak ošetření B10-9 a
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
161
B10-11. Třetí den je patrný oproti kontrolám (M, S) pozitivní vliv ošetření B10-9 a B10-11 u odrůdy
´Alice´.
Z výsledků, zaznamenaných na konci pokusu 19. den v optimálních vlhkostních podmínkách,
vyplývá pozitivní vliv ošetření pouze vodou (M) - odrůda ´Lusy´. Na kladný vliv ošetření osiva vodou
upozorňují i např. Luštinec a Žárský (2003). V případě ´Alice´ v optimálních podmínkách byla
zaznamenána nejvyšší klíčivost na konci pokusu při použití koncentrace B10-11.
Deficitní vlhkostní podmínky
Při klíčení v deficitních vlhkostních podmínkách (graf 2 a tab. 2) se opět ukázal silný inhibiční
účinek brassinosteroidů o vysoké koncentraci (B10-5). V případě odrůdy ´Alice´ mělo zpočátku (2. den)
vysokou klíčivost suché osivo (S), avšak při tzv. prvním počítání 6. den byl již patrný vliv ošetření.
Nejlepší klíčivost prokazovalo ošetření B10-9, urychlilo tedy klíčení šestý den oproti kontrole (S, M).
V případě odůdy ´Lusy´ se vliv ošetření projevil třetí den, kdy osivo ošetřené (B10-7, B10-9, B10-11)
mělo lepší klíčivost než kontroly (S, M).
Tab. 2: Klíčivost osiva v deficitních vlhkostních podmínkách – kumulativně (%)
Odrůda Ošetření
1.
4.
5.
6.
Klíčivost 1. ‐ 19. den od výsevu [%]
8.
9.
10.
11.
12.
13.
7.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
0,0
0,0
0,0
0,0
0,5
0,5
0,5
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0
2,0
2,0
3,0
3,5
5,0
5,5
‐7
0,0
0,5
13,5
53,5
69,5
78,5
80,5
83,5
84,5
85,0
85,5
85,5
86,0
86,0
86,5
86,5
87,0
87,0
87,0
B 10
‐9
0,0
0,5
11,5
50,0
76,0
85,0
86,5
89,0
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
90,5
‐11
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
7,0
10,5
25,0
30,0
51,5
52,0
52,0
78,0
65,0
65,0
82,0
75,0
73,0
84,0
78,0
75,0
87,5
80,0
78,0
88,0
83,0
78,0
89,0
85,0
78,0
89,5
85,0
79,0
89,5
86,0
79,0
89,5
87,0
79,0
90,0
87,0
79,0
90,0
88,0
79,0
90,0
90,0
79,0
90,0
90,0
79,0
90,0
90,0
79,0
90,0
91,0
79,0
‐5
0,0
0,0
5,5
23,0
37,5
53,0
65,0
76,0
79,0
80,5
81,5
81,5
84,5
86,0
86,5
88,0
88,5
88,5
88,5
‐7
0,0
1,0
31,5
72,0
91,0
96,5
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
98,0
‐9
0,0
0,5
27,0
74,5
90,0
94,5
96,5
97,0
97,0
97,0
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
97,5
‐11
0,0
0,0
0,0
0,0
1,0
0,0
27,5
21,0
14,0
71,0
82,0
74,0
85,0
94,0
96,0
91,5
98,0
99,0
93,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
94,0
98,0
99,0
B 10
B 10
M
S
B 10
B 10
LUSY
3.
‐5
B 10
ALICE
2.
B 10
B 10
M
S
Graf 2: Klíčivost osiva v deficitních vlhkostních podmínkách
100
90
80
B10‐5 ALICE
70
B10‐7 ALICE
B10‐9 ALICE
klíčivost v %
60
B10‐11 ALICE
50
M ALICE
S ALICE
40
B10‐5 LUSY
B10‐7 LUSY
30
B10‐9 LUSY
B10‐11 LUSY
20
M LUSY
10
S LUSY
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
počet dní
162
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
V deficitních podmínkách byla na konci pokusu 19. den vyhodnocena jako nejlepší klíčivost 99 %
u odrůdy ´Lusy´ při použití suchého osiva (S), u odrůdy ´Alice´ pak mělo nejvyšší klíčivost 91 % osivo
ošetřené vodou (M).
Statistické vyhodnocení
Tab. 3: Klíčivost 6. den v závislosti na ošetření (%) – rozdíly mezi koncentracemi*
závlaha
OPT STR
OPT STR
odrůda
ALICE
ALICE
LUSY
LUSY
‐5
B10
0,5 a
0,5 a
15,0 b
53,0 d
‐7
B10
44,5 c
78,5 e f g 88,5 h i j 96,3 k ‐9
B10
52,5 d
85,0 g h i 90,5 i j k 94,5 j k ‐11
B10
56,0 d
82,0 f g h 92,5 j k 91,5 i j k S
58,0 d
73,0 e
94,0 j k 99,0 k
M
49,0 c d
75,0 e f 98,0 k
98,0 k
Tab. 4: Klíčivost 12. den v závislosti na ošetření (%) – rozdíly mezi koncentracemi*
závlaha
OPT STR
OPT STR
odrůda
ALICE
ALICE
LUSY
LUSY
‐5
B10
1,5 a
2,0 a
64,0 b
81,5 e
‐7
B10
73,0 c d 85,5 e f 97,5 i
97,8 i
‐9
B10
73,0 c d 90,5 f g h j 96,0 h i j 97,5 i ‐11
B10
79,5 d e 89,5 f g h 97,5 i
94,0 g h i j S
71,0 b c 79,0 c d e 98,0 i j 99,0 i
M
72,0 b c d 86,0 e f g 99,0 i
98,0 i j Tab. 5: Klíčivost 19. den v závislosti na ošetření (%) – rozdíly mezi koncentracemi*
závlaha
OPT STR
OPT STR
odrůda
ALICE
ALICE
LUSY
LUSY
‐5
B10
2,5 a
5,5 a
80,5 b
88,5 c d e ‐7
B10
80,0 b
87,0 c d 97,5 g
98,0 g
‐9
B10
78,0 b
90,5 d e f h 96,0 f g h 97,5 g
‐11
B10
83,5 b c 90,0 d e f 97,5 g
94,0 e f g h S
79,0 b
79,0 b
98,0 g h 99,0 g
M
79,0 b
91,0 c d e f g h 99,0 g
98,0 g h *Tabulky 3 až 5 znázorňují průměrné hodnoty klíčivosti osiva ošetřeného různými koncentracemi
syntetického brassinolidu v odlišných vlhkostních podmínkách v různých dnech. Hodnoty klíčivosti,
které jsou označeny v řádcích různými písmeny, jsou statisticky významně odlišné na hladině
významnosti α = 0,05.
Z hodnocení provedeného 6. den (tab. 3) je patrné, že ošetření B10-9 a B10-11 má v deficitních
podmínkách (STR) u odrůdy ´Alice´ statisticky průkazný pozitivní vliv na procento vyklíčených rostlin
oproti kontrole (S, M). V optimálních vláhových podmínkách (OPT) tento vliv ošetření oproti kontrole
není u odrůdy ´Alice´ patrný. V případě odrůdy ´Lusy´ není vliv ošetření průkazný.
Hodnocení provedené 12. den (tab. 4) ukazuje, že v případě odrůdy ´Alice´ v deficitních
podmínkách (STR) není rozdíl mezi kontrolou M a ošetřeními B10-7, B10-9 a B10-11. Nicméně je zde
statisticky významný rozdíl mezi ošetřením brassinolidem B10-7, B10-9 a B10-11 a použitím suchého
osiva (kontrola S).
Z posledního hodnocení provedeného 19. den pokusu (tab. 5) vyplývá, že v případě optimálních
vlhkostních podmínek (OPT) u odrůdy ´Alice´ není statisticky průkazný rozdíl ošetření oproti oběma
kontrolám (je zde statisticky významný rozdíl pouze v případě ošetření B10-5, které však na klíčení
působilo vyloženě inhibičně). V případě deficitních podmínek (STR) u téže odrůdy jsou výsledky
totožné s pozorováním provedeným 12. den.
U odrůdy ´Lusy´ působilo ošetření B10-5 inhibičně na klíčení v obou vlhkostních podmínkách.
Mezi ošetřeními B10-7, B10-9, B10-11 a oběma kontrolami (S, M) nebyl zaznamenán statisticky
průkazný rozdíl.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
163
Závěr
Z výše uvedeného vyplývá, že ošetření osiva cibule syntetickým brassinolidem může mít příznivý
vliv na klíčivost osiva, převážně však v prvních dnech klíčení. Je rovněž třeba stanovit vhodné
koncentrace. Vyloženě inhibičně působilo ošetření syntetickým brassinolidem o koncentraci
1.10-5 mol.l-1. V případě deficitních vláhových podmínek se ukázal v prvních dnech klíčení (počítání
provedené 6. den) pozitivní vliv ošetření syntetickým brassinolidem o koncentraci 1.10-9 mol.l-1 a
1.10-11 mol.l-1 u odrůdy ´Alice´ oproti suchému osivu a osivu ošetřenému pouze vodou. V případě
odrůdy ´Lusy´ tento vliv nebyl průkazný.
Výsledky také poukazují na odrůdové rozdíly (resp. rozdíly partie) v reakci na ošetření syntetickým
brassinolidem.
Poděkování
Tato práce byla podpořena projektem NAZV (MZe) QH81110 a výzkumným záměrem
MSM604607091.
Literatura
BEHNAMNIA, M., KALANTARI, K. M., ZIAIE, J. (2009). The effects of brassinosteroid on the induction of biochemical
changes in Lycopersicon esculentum under drought stress.Turkish Journal of Botany, 33, č. 6, s. 417 – 428.
CUTLER, H. G. (1994). Advances in the use of brassinosteroids. In: Conference on Natural and Derived Pest Management
Agents 09-14 Aug. 1992, 551, s. 85 – 102.
DIVI, U.K., KRISHNA, P. (2010). Overexpression of the brassinosteroid biosynthetic gene AtDWF4 in Arabidopsis seed
overcomes abscisic acid –induced inhibition of germination and increases cold tolerance in transgenic seedlingd. J
Plant Growth Regul, 29, č. 4, s. 385 – 393.
HRADECKÁ, D., BEČKA, D., KLOUČEK, P. (2006). Aplikace brassinosteroidů u řepky ozimé, In: sborník Prosperující
olejniny 2006, ČZU, Praha: s. 57 – 61
HRADECKÁ, D., URBAN, J., KOHOUT, L., PULKRÁBEK, J., HNILIČKA, R. (2009). Využití brassinosteroidů k regulaci
stresu během růstu a tvorby výnosu řepy cukrové. Listy cukrovarnické a řepařské, 125, č. 9 – 10, s. 271 – 273.
JAGER, C.E., SYMONS, G.M., ROSS, J.J., REID, J.B. (2008). Do brassinosteroids mediate the water stress response?
Physiologia Plantarum, 113, č. 2, s. 417 – 425.
KANG, Y. Y., GUO, S. R. (2011). Role of brassinosteroids on horticultural crops. In : Brassinosteroids: A Class of Plant
Hormone. Springer New York, s. 269 – 288.
KHRIPACH, V., ZHABINSKII, V., DE GROOT, A. (2000). Twenty years of brassinosteroids: Steroidal plant hormones
warrant better crops for the XXI century. Annals of Botany, 86, č. 3, s. 441 – 447.
KOHOUT, L. (2001). Brassinosteroidy, Chemické listy, 95, s. 583.
KOUDELA, M., HNILIČKA, F., MARTINKOVÁ, J., SVOZILOVÁ, L., DOLEŽALOVÁ, J. (2012) Yield and Quality of
Head Lettuce after 24-epibrassinolide Application under Optimal and Reduced Irrigation. Acta Universitatis
Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 60, č. 11, s. 93 – 99.
LUSTINEC, J., ŽARSKÝ, V. (2003). Úvod do fyziologie vyšších rostlin. Karolinum Praha, 261 s.
MOUSAVI, E.A., KALANTARI, K.M., JAFARI, S.R. (2009). Change of Some Osmolytes Accumulation in Water- stresses
Colza (Brassica napus L.) as Affected by 24 – Epibrassinolid. Iranian Journal of Science and Technology
Transaction A – Science, 33, č. A1, s. 1 – 11.
MÜSSIG, C. (2005). Brassinosteroid - promoted growth. Plant Biology. 7, č. 2, s. 110 – 117.
OGWENO, J. O., SONG, X.S ., SHI, K., HU, W.H., MAO, W.H., ZHOU, Y.H., YU, J.Q., NOGUES, S. (2008).
Brassinosteroids alleviate heat-induced inhibition of photosynthesis by increasing carboxylation efficiency and
enhancing antioxidant systems in Lycopersicon esculentum. J Plant Growth Regul, 27, č. 1, s. 49 – 57.
PETŘÍKOVÁ, K., JÁNSKÝ, J., MALÝ, I., PEZA, Z., POLÁČKOVÁ, J., ROD ,J. (2006). Zelenina - pěstování ekonomika,
prodej. Profi Press Praha, 240 s.
PROCHÁZKA, P., ŠTRANC, P., PAZDERŮ, K., ŠTRANC, J., KOHOUT, L. (2011). Moření osiva biologicky aktivními
látkami. In: Sborník Osivo a sadba X., Praha, s. 157 – 163.
PROCHÁZKA, S., MACHÁČKOVÁ, I., KREKULE, J., ŠEBÁNEK, J. (eds.),. (1998). Fyziologie rostlin. Academia Praha,
484 s.
164
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
TANAKA, K., NAKAMURA, Y., ASAMI, T., YOSHIDA, S., MATSUO, T., OKAMOTO, S. (2003). Physiological roles of
brassinosteroids in early growth of Arabidopsis : brassinosteroids have a synergistic relationship with gibberellin as
well as auxin in light-grown hypocotyl elongation. J Plant Growth Regul, 22, č. 3, s. 259 – 271.
TRNKA, Z. (2004). Metodika zkoušení osiva a sadby. MZe. Věstník MZe, částka 3, vydáno 13.9.2004 [cit.2011-12-19].
Dostupné z <http://www.ukzuz.cz/Uploads/5718-7-Metodika+zkouseni+osivapdf.aspx>
Contact address: Ing. et Ing. Jitka Doležalová, Katedra zahradnictví, ČZU v Praze, Kamýcká 129,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
165
MOŘENÍ OSIVA SÓJI BIOLOGICKY AKTIVNÍMI LÁTKAMI
Soya Seed Dressing by Biologically Active Substances
Pavel Procházka, Přemysl Štranc, Jan Kříž, Jaroslav Štranc
KRV ČZU FAPPZ v Praze
Summary
One of the possibilities of using biologically active substances in the production practice, the seed
treatment. The method of application of biologically active substances generally have a positive effect
on the initial rise and consequently the yield of soybean. Staining of soya is appropriate to combine with
the inoculation, which is usually done to promote formation nodules with symbiotic bacteria nitrogenbinders. Laboratory experiments have shown, that aplication of brassinosteroids, Lignohumate B
(preparation based humic acid) and Lexin (comprising a mixture of humic acid, fulvic acid and auxin)
on the seed can be among other ways to achieve its higher vitality and thus and better germination of
plants and susequently higher seed yield. This method of soybean seed treatment was verified in the
exact field experiment. The results obtanied confirmed the findings obtained from laboratory
experiments. They showed that the best operating biologically active substance was Lexin, than
brassinosteroids and finally Lignohumate B.
Keywords: soybean, biologically active substance, seed dressing, Lignohumate B, Lexin,
brassinosteroids
Souhrn
Jedna z možností využití biologicky aktivních látek v pěstitelské praxi je moření osiva. Tento
způsob aplikace biologicky aktivních látek má zpravidla pozitivní vliv na počáteční růst a následně i na
výnos sóji. Moření osiva sóji je vhodné sloučit s jeho inokulací, která se obvykle provádí pro podporu
tvorby hlízek se symbiotickými bakteriemi vázajícími vzdušný dusík. Laboratorní pokusy naznačily, že
aplikace brassinosteroidu, Lignohumátu B (přípravku na bázi humusových kyselin) a Lexinu (přípravku
tvořeného směsí huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů) na osivo může mimo jiné patřit mezi
způsoby, jak dosáhnout jeho vyšší vitality, a tím lepšího vzcházení rostlin a následně i vyššího výnosu
semene. Uvedený způsob ošetření osiva sóji jsme ověřovali v přesném polním pokusu. Výsledky plně
potvrdily poznatky z laboratorních pokusů. Nejlépe působící biologicky aktivní látkou byl přípravek
Lexin, dále pak brassinosteroid a nakonec Lignohumát B.
Klíčová slova: sója, biologicky aktivní látky, moření, Lignohumát B, Lexin, brassinosteroid
Úvod
Stresové podmínky výrazně ovlivňují kvalitu osiva již při jeho produkci, tedy u rostlin
semenářských porostů. Osivo vyprodukované ve stresových podmínkách obvykle nedosahuje kvality
osiva z podmínek nestresovaných (Pazderů, 2010). Kvalitu osiva ovlivňuje mimo jiné i dostatečné
zásobení semenářského porostu živinami, na němž se u sóji podílejí symbiotické bakterie, které
poutáním vzdušného dusíku zabezpečují její vysoké nároky na tuto živinu po rozhodující část vegetační
doby (Procházka et al., 1998; Yamakawa, 2000). Podle Copelanda a McDonalda (1995) mohou stresové
podmínky (např. nedostatek vody, minerálních látek, ale i vysoké teploty) během tvorby semen,
především však v době fyziologického dozrávání, výrazně redukovat jejich životaschopnost.
166
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Vitalitu osiva dále ovlivňuje i kvalita sklizně, způsob jeho posklizňové úpravy a podmínky, za
kterých je skladováno (Dornbos, 1995). Pokud však v důsledku horších povětrnostních podmínek nebo
méně vhodných agrotechnických či skladovacích opatření dochází k určitému stresu, je možné jejich
negativní vliv částečně eliminovat aplikací biologicky aktivních látek (Štranc et al., 2009; Procházka et
al., 2011). Tyto látky lze aplikovat jak v různých fázích růstu a vývoje rostlin, tak již při ošetření
(moření) osiva. Mezi biologicky aktivní láky působící antistresově (na buněčné úrovni) patří řada
osmolytických látek organického původu s nízkou molekulovou hmotností (např. sacharidy,
fulvokyseliny), ale i některé fytohormony, např. auxiny, brassinosteroidy apod. (Sakamoto a Murata
2002; Sairam a Tyagi, 2004; Štranc et al., 2009; Pazderů, 2010; Procházka et al., 2011).
Přípravky působící pozitivně na klíčení semen a umožňující rychlé a rovnoměrné vzcházení rostlin
mohou být na bázi humusových látek, což je například Lignohumát B nebo humusových kyselin a
auxinů (přípravek Lexin), ale může se jednat též o brassinosteroidy (Procházka et al., 2011).
Lignohumát B je přípravek založený na bázi humusových kyselin a vzniká v procesu organické
transformace odpadu při zpracování dřeva. Obsahuje pouze aktivní části huminového spektra, a to
huminové kyseliny a fulvokyseliny v poměru 1 : 1 (Procházka et al., 2011). Lexin je kapalný koncentrát
huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů. Stimuluje např. dělení buněk i jejich dlouživý růst. Jeho
pozitivní vliv byl pozorován také na tvorbu cévních svazků a další anatomicko-morfologické vlastnosti
a znaky rostlin. Mimoto pozitivně ovlivňuje propustnost buněčných membrán (Hradecká et al., 2006;
Štranc et al., 2006). Brassinosteroidy zvyšují odolnost rostlin ke stresům, zejména k suchu, nízkým
teplotám apod. (Procházka et al., 2011). Řadou pokusů bylo zjištěno, že brassinosteroidy podporují i
tvorbu a růst kořenů (Arteca et al., 1983; Kamlar et al., 2010). Brassinosteroidy pomáhají rostlinám lépe
se vyrovnat se stresem v podobě sucha, či nízkých teplot (Krishna, 2003). Tyto látky jsou již řadu let
řazeny mezi fytohormony a jejich působnost je v řadě případů podobná auxinům, se kterými výrazně
interagují. Jejich dávkování je však podstatně nižší (Štranc et al., 2008).
Metodika
Účelem pokusu bylo sledování vlivu moření osiva sóji biologicky aktivními látkami zejména na
její klíčivost, vzcházivost, výnos atd. Byly použity následující biologicky aktivní látky:
1. Lignohumát B – směs huminových kyselin a fulvokyselin v poměru 1 : 1
2. Lexin - koncentrát huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů
3. Brassinosteroid - v pokusu byla použita substance pod označením 4154, tj. naředěný syntetický
analog přírodního 24 epibrassinolidu (2α,3α,17β-Trihydroxy-5α-androstan-6-on), který dále
uvádíme jen jako brassinosteroid.
Pokus jsme založili na dvou velmi raných odrůdách sóji (Annushka a Merlin). Osivo bylo
namořeno bezprostředně před výsevem podle schématu uvedeného v tab. 2. U odrůdy Annushka byl
použit výsevek 80 semen/m2 a u odrůdy Merlin 68 semen/m2. Vždy se jednalo o výsevky doporučené
množitelem osiva. U obou odrůd bylo osivo inokulováno společně s mořením. U odrůdy Annushka
jsme přidali ještě jednu variantu, a to tzv. „komplexní moření“, skládajícího se z nasyceného roztoku
sacharózy a obohaceného o přípravky Lexin, Agrovital (pomocná látka na bázi pinolenu) a Maxim XL
035 FS (fungicidní mořidlo).
Pokusy jsme založili metodou dlouhých dílců, každou variantu ve třech opakováních, při výměře
opakování 0,1 ha. Pokus byl lokalizován v katastrálním území Studeněves (50°13'50''N, 14°2'54''E),
v nadmořské výšce 306 m. Celková výměra pozemku byla 33 ha. Pedologicky se jednalo o kambizem
arenickou na karbonátové svahovině, středně těžkou až lehčí. Průměrná roční teplota pokusného
stanoviště je 8 – 10 °C a průměrný roční úhrn srážek se pohybuje okolo 450 – 550 mm. Rozbor AZP
vykázal následující parametry: pH – 7,2; P – 81ppm; K – 257 ppm; Mg – 181 ppm; Ca – 4620 ppm.
Předplodinami na pokusné ploše byly jarní ječmen (2011), pšenice ozimá (2010) a řepka ozimá (2009).
Pro sóju byla zvolena pěstitelská technologie uvedená v tab. 1.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
167
Tab. 1: Pěstitelská technologie pokusu
Pěstitelská technologie
Podzim 2011
srpen 2011 podmítka – disky (8 cm)
říjen 2011 podmítka – radličky (15 cm) + prohlubování (30 cm)
Jaro 2012
16.3.2012
hnojení (200 kg/ha NPK 15)
17.3.2012
předseťová příprava půdy (kompaktor 2x na 5 cm)
moření osiva a inokulace
19.4.2012
setí pokusů (disk. sečka Väderstad – Rapid)
ošetření preemergentní kombinací herbicidů
24.4.2012
Afalon (1,5 l/ha) + Successor (1,5 l/ha)
21.5.2012
ošetření graminicidem Fusilade Forte 0,6 l/ha
16.9.2012
sklizeň pokusu
Tab. 2: Schéma moření jednotlivých variant
Annushka Lignohumát B dávkování na 20 kg osiva účinná látka 25,7 ml Lignohumát B Lexin 6,5 ml Lexin Brassinosteroid 2,2 ml substance 4154 "komplexní nasycený roztok sacharózy
moření" 6,5 ml Lexin 10 ml Agrovital 20 ml Maxim Merlin Lignohumát B dávkování na 20 kg osiva účinná látka 25,7 ml Lignohumát B Lexin 6,5 ml Lexin Brassinosteroid 2,2 ml substance 4154 Pozn.: celkový objem roztoku mořidla byl 200 ml
Výsledky
Osivo odrůdy Merlin mělo celkově horší vitalitu než osivo odrůdy Annushka, což dokumentuje
laboratorní zkouška klíčivosti. Odrůda Merlin měla klíčivost 82 % a odrůda Annushka 89 %. Polní
vzcházivost u odrůdy Merlin byla o 30 % nižší než u odrůdy Annushka (graf 1 a 2). Z dosažených
výsledků vyplývá, že moření osiva sóji mělo pozitivní vliv na průběh vzcházení osiva, a to u obou
pokusných odrůd (grafy 1, 2). Výsledky dále prokázaly, že všechny použité biologicky aktivní látky
měly na osivo sóji se zhoršenou vitalitou podstatně větší vliv než na osivo s lepší vitalitou (graf 1).
Pomineme-li pokusnou variantu s „komplexním mořením“, která byla testována jen u jedné
odrůdy, pak nejlepší polní vzcházivost vykazovaly varianty namořené přípravkem Lexin a
brassinosteroidem. U těchto variant byla také pozorována nejvyšší aktivita hlízkových bakteríí, tedy
nodulace (graf 3).
168
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Z dosažených výsledků je rovněž zřejmé (grafy 1, 2), že z hlediska klíčivosti měl přípravek
Lignohumát B pozitivní účinek pouze u odrůdy Merlin, u které byla zhoršená vitalita osiva. U osiva
vykazujícího vyšší klíčivost a polní vzcházivost (odrůda Annushka) Lignohumát B neprokázal pozitivní
účinek. Naproti tomu u osiva vykazujícího laboratorní klíčivost jen těsně nad hranicí minimální
klíčivosti osiva sóji, splňující normy ÚKZÚZ (80 %), tedy u odrůdy Merlin, Lignohumát B prokázal
pozitivní účinek na vzcházivost. Z výše uvedeného poznatku proto vyplývá, že je účelné zabývat se
vitalitou osiva, zejména jeho klíčivostí, včas před založením porostu. V pěstitelské praxi to znamená
testovat osivo před jeho výsevem na laboratorní klíčivost, popřípadě použít i jiné testy vitality osiva,
například test urychleného stárnutí.
Graf 1: Průběh vzcházení sóji u jednotlivých variant odrůdy Merlin ( v rel. %)
Graf 2: Průběh vzcházení sóji u jednotlivých variant odrůdy Annushka (v rel %)
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
169
Graf 3: Průběh nodulace hlízkových bakterií na kořenech rostlin sóji v průběhu vegetace
Ze sklizňových výsledků je patrné (graf 4), že nejvyšší výnos poskytla sója, u které bylo osivo
mořené přípravkem Lexin. Lignohumát B prokázal rovněž pozitivní účinek na tvorbu výnosu, i když ne
tak výrazný jako Lexin a brassinosteroid. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo na variantě s
„komplexním mořením“, tj. mořené přípravkem Lexin obohaceném o sacharózu a fungicidní mořidlo
Maxim XL 035 FS (grafy 3, 4).
Graf 4: Výnos semene sóji z jednotlivých variant při 13% vlhkosti
170
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Sója této pokusné varianty měla nejen nejvyšší polní vzcházivost, ale nejrychleji vytvořila
zapojený porost a dosáhla i nejvyššího výnosu. Na grafu 3 je patrný průběh nodulace hlízkových
bakterií u jednotlivých pokusných variant. Použité biologicky aktivní látky měly výrazně pozitivní vliv
na tvorbu hlízkových bakterií. Rostliny, u kterých bylo osivo ošetřeno biologicky aktivními látkami,
měly po celou dobu vegetace více hlízkových bakterií, a tedy i lepší přísun dusíku. Nejvyšší nodulace
byla pozorována u varianty s komplexním mořením. U variant ošetřených Lexinem a brassinosteroidem
byl pozorován pozvolnější nástup nodulace, ale hlízkové bakterie byly aktivní po celou dobu vegetace.
Rostliny těchto variant byly v době od nalévání semen do počátku zralosti výrazně zelenější
(fotosynteticky aktivnější), prodloužily dobu vegetace, a tím ukládání zásobních látek do semen, čímž
se zvýšila i hmotnost tisíce semen (graf 5).
Graf 5: Hmotnost tisíce semen jednotlivých variant v g
Závěr
Výsledky prokázaly, že nejlépe působící biologicky aktivní látkou je Lexin. Použitím
brassinosteroidu, resp. syntetického analogu přírodního 24 epibrassinolidu (2α,3α,17β-Trihydroxy-5αandrostan-6-on), bylo dosaženo obdobných, avšak poněkud méně výrazně pozitivních výsledků.
Lignohumát B prokázal pozitivní účinek pouze v případě jeho použití na osivo se zhoršenou vitalitou.
Nejvyšší vzcházivost, nodulaci a výnos vykázala sója v případě použití komplexního moření u odrůdy
Annushka, u níž bylo osivo mořeno nejen přípravkem Lexin, ale i fungicidním mořidlem
Maxim XL 035 FS, sacharózou a pomocnou látkou Agrovital.
Literatura
ARTECA N., TSAI D., SCHLAGNHAUFER C., MANDAVA N. (1983). The effect of brassinosteroid on auxin-induced
ethylene production by etiolated mung bean segments, Physiologia PlantarumVolume 59, Issue 4, pages 539-544.
DORNBOS JR., D.L. (1995). Seed Vigour. In: Seed Quality: Basic Mechanisms and Agricultural Implication, Basra, A.S.
(Ed.). Food Product Press, New York, 45-80.
HRADECKÁ, D., BEČKA, D., ŠTRANC, P. (2006). Aplikace přípravku Lexicon v řepce, Agromanuál, 1, 6, 60-61.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
171
KAMLAR, M., UHLÍK, O., KOHOUT, L., HARMATHA, J., MACEK, T. (2010). Steroidní fytohormony: Funkce,
mechanismus účinku a význam, Chemické listy, Praha, 104, 93-99.
KRISHNA, P. (2003). Brassinosteroid-mediated stress responses. (Reakce na stres ovlivněné brassinosteroidy.). Journal of
Plant Growth Regulation, 22, 4, 289-297.
PAZDERŮ, K. (2010). Semena a stresové podmínky, s. 206-213. In. Součané možnosti fyziologie a zemědělského výzkumu
přispět k produkci rostlin. Praha: VÚRV vvi, 327s.
PROCHÁZKA, P., ŠTRANC, P., PAZDERŮ, K., ŠTRANC, J., KOHOUT, L. (2011). Moření osiva biologicky aktivními
látkami. In. Seed and Seedlings X. Scientific and Technical Seminar 10.02.2011, Praha. ČZU Praha, KRV, 157163.
PROCHÁZKA, S., MACHÁČKOVÁ I., KREKULE J., ŠEBÁNEK J. (1998). Fyziologie rostlin, Academia Praha, 483 s.
SAIRAM, R.K, TYAGI, A. (2004). Physiology and molecular biology of salinity stress tolerance in plants. Curr. Sci., 86,
407-421.
SAKAMOTO, A., MURATA, N. (2002). The role of glycine betaine in the protection of plants from stress: clues from
transgenic plants. Plant Cell Environ., 25, 163-171.
ŠTRANC, P., HRADECKÁ, D., ŠTRANC, J., BEČKA, D., ERHARTOVÁ, D., ŠTRANC, D., KOHOUT, L. (2006).
Možnost agrobiologické regulace stresu u sóji, In: Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2006,
FAPPZ ČZU v Praze: s. 287-290.
ŠTRANC, P., ŠTRANC, J., ŠTRAN, D., POKORNÝ, J., KOHOUT, L. (2008). Výsledky pokusů s vybranými stimulátory
v chmelařství, Moderní trendy v zemědělství, Diton Amagro, Praha: 45-52.
ŠTRANC, P., ŠTRANC, J., ŠTRANC, D., POKORNÝ, J., KOHOUT, L. (2009). Látky se stimulačním a adaptogenním
účinkem a jejich význam ve chmelařství. Agromanuál, 4, 6, 50-53.
YAMAKAWA, T., SHIRAI, T, ISHIZUKA, J (2000). Effects of symbiosis with Rhizobium fredii on transport of fixed
nitrogen in the xylem of soybean plants, Soil Science and Plant Nutrition, r. 46, č. 4.
Contact address: Ing. Pavel Procházka, Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 129,
165 21 Praha 6-Suchdol, tel. 22438 253, E-mail: [email protected]
172
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
VYUŽITÍ ČIPOVÉ ELEKTROFORÉZY PRO CHARAKTERIZACI
GENOVÝCH ZDROJŮ BRAMBORU
Utilization of Chip Electrophoresis for Characterization of Potato Gene Sources
Veronika Bártová1, Adéla Brabcová1, Jan Bárta1, Vendulka Horáčková2
1
Oddělení pěstování rostlin, ZF, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
2
Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o.
Abstract
The selected group of potato genetic sources was obtained from Potato gene bank held by Potato
Research Institute Havlíčkův Brod. The analysed group contained European cultivated species
S. tuberosum (cv. Desirée, Kuras, Russet Burbank), South American cultivated species (S. andigena,
S. goniocalyx, S. phureja, S. stenotomum) and twelve wild potato genotypes. The tuber proteins were
separated using automated chip electrophoresis Experion with subsequent detection of accurate
molecular masses of protein bands of patatin and protease inhibitors area. Number and position
variability of patatin area as well as area of protease inhibitors allowed to completely divide the studied
group of potato genotypes. The area of patatin proteins ranged for the group of studied species between
42 and 56 kDa with number of mass isoforms differed from one (S. demissum, S. verrucosum) to five
(S. tuberosum, Kuras). From three (S. microdontum) to seven (S. phureja) protein bands were detected
in area defined as tuber protease inhibitors ranging from 16 to 34 kDa.
Keywords: wild potato species, potato tuber proteins, patatin proteins, protease inhibitors
Souhrn
Hlízy vybrané skupiny genotypů brambor představující případné genové zdroje byly získány
prostřednictvím Genové banky bramboru vedené u Výzkumného ústavu bramborářského Havlíčkův
Brod. Analyzovaná skupina genotypů zahrnovala odrůdy kulturního bramboru S. tuberosum (odrůda
Desirée, Kuras, Russet Burbank), netradiční kulturní druhy pěstované v oblastech Jižní Ameriky
(S. andigena, S. goniocalyx, S. phureja, S. stenotomum) a dalších dvanáct planých genotypů bramboru.
Hlízový protein v denaturovaném stavu byl separován pomocí čipové elektroforézy Experion
s následnou detekcí molekulární hmotnosti proteinových pruhů detekovaných v patatinové oblasti a
oblasti s převahou inhibitorů proteas. Variabilita počtu a pozice detekovaných proteinových pruhů
v patatinové oblasti, stejně jako v oblasti inhibitorů proteas, umožnila zcela rozlišit studovaný soubor
genotypů bramboru do jednopruhových clusterů. Oblast patatinových bílkovin byla u hodnocených
druhů detekována v rozsahu od 42 do 56 kDa s počtem hmotnostních isoforem od jedné (S. demissum,
S. verrucosum) do pěti (S. tuberosum, Kuras). V definované oblasti inhibitorů proteas (16 až 34 kDa)
byl počet detekovaných bílkovinných pruhů od tří (S. microdontum) do sedmi (S. phureja).
Klíčová slova: plané druhy brambor, hlízové bílkoviny, bílkoviny patatinového komplexu, inhibitory
proteáz
Úvod
Plané i kulturní druhy bramboru představují významný zdroj genů pro šlechtění kulturního druhu
Solanum tuberosum L. ať již z hlediska zvyšování resistence vůči řadě abiotických a biotických faktorů
či z pohledu změny chemického složení hlíz bramboru.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
173
K charakterizaci rostlinných druhů a tedy i skupiny příbuzných druhů bramboru a jejich
taxonomické systematice je možné využít řadu metod zahrnujících hodnocení morfologických znaků
hlíz a rostlin, biochemických markerů na úrovni bílkovin a polymorfismu přímo na úrovni DNA (např.
metody RAPD, RFLP, REMAP, IRAP), (Desborough, Peloquin, 1965; Giovannini et al., 1993;
Kormuťák et al., 1999; Waugh et al. 1992; Bradshaw & Mackay, 1994; Ashkenazi et al., 2001).
Využitím variability hlízových bílkovin (nativní spektrum hlízových bílkovin, spektra isoenzymů
esteras a peroxidas) pro potřeby taxonomických studií se zabývala práce Kormuťák et al. (1999). Autoři
uvádějí, že získaná elektroforetická spektra pouze částečně korelují s taxonomickým řazením
analyzované skupiny genotypů planých a kulturních druhů bramboru. Informace, týkající se analýzy
spektra denaturovaného proteinu hlíz planých druhů bramboru například elektroforetickou metodou
SDS-PAGE, jsou velice omezené. Čipová elektroforéza je moderní způsob analýzy denaturovaných
hlízových bílkovin umožňující částečně nahradit pracnou a časově náročnou metodu SDS-PAGE (Bárta
et al., 2010), a využití této metody pro tyto účely představuje nový dosud nepublikovaný přístup
k možnosti charakterizace genových zdrojů bramboru. Cílem práce je tedy zhodnotit možnosti využití
čipové elektroforézy Experion pro charakterizaci souboru vybraných genotypů planých a kulturních
druhů bramboru, které jsou v současné době dostupné v Genové bance bramboru vedené při
Výzkumném ústavu bramborářském v Havlíčkově Brodě.
Metodika
Rostlinný materiál byl získán z Genové banky bramboru (Výzkumný ústav bramborářský
Havlíčkův Brod, s.r.o.). Vstupním materiálem pro analýzu bílkovin byla lyofilizovaná sušina hlíz
zvoleného souboru kulturních a planých genotypů bramboru. Uvedený soubor obsahoval následující
druhy: S. tuberosum (cv. Desirée, Kuras, Russet Burbank), S. andigena, S. goniocalyx, S. phureja,
S. stenotomum, S. acaule, S. vernei, S. bulbocastanum, S. demissum, S. fendleri, S. leptophyes,
S. microdontum, S. mochiquense, S. pinnatisectum, S. polyadenium, S. sparsipilum, S. sucrense,
S. vernei. Extrakce bílkovin byla provedena pomocí extrakčního pufru (0,0625 M Tris-HCl pH 6,8 +
0,2 % SDS + 5 % β-merkaptoethanol), kdy k naváženému množství 50 mg lyofilizované sušiny bylo
přidáno 500 µl extrakčního pufru (extrakce 2 hod. při 4 °C). Získaný extrakt v denaturovaném stavu za
použití redukujících podmínek byl analyzován s použitím systému automatické čipové elektroforesy
Experion (Bio-Rad Laboratories, USA) s příslušným analytickým kitem Experion Pro260. Analýza
probíhala dle pokynů výrobce a byla vyhodnocena softwarem Experion, verze 3.0 (Bio-Rad, USA).
Statistické vyhodnocení variability detekované molekulové hmotnosti bílkovin v patatinové oblasti a
v oblasti inhibitorů proteas a následné sestavení podobnostních dendrogramů hodnoceného souboru
genotypů bylo provedeno pomocí software STATISTICA 9 (StatSoft USA, 2009) – zvolena byla
clusterová analýza založená na variabilitě molekulových hmotností proteinových pruhů detekovaných
v hodnocených oblastech (Raw data, Complete Linkage; Percentage disagreement).
Výsledky a diskuse
Pro ověření možnosti využití čipové elektroforézy byl zvolen soubor čítající 19 kulturních a
planých genotypů brambor – kulturní druh S. tuberosum byl zastoupen třemi odrůdami (Desirée, Kuras,
Russet Burbank); dále byly do souboru zařazeny netradiční druhy pěstované v oblastech Jižní Ameriky
(S. andigena, S. goniocalyx, S. phureja, S. stenotomum); skupina zbývajících 12 genotypů byla tvořena
planými druhy brambor. Obr. 1 znázorňuje záznam analýzy denaturovaných hlízových bílkovin
hodnoceného souboru genotypů pomocí čipové elektroforézy Experion. Hodnocená oblast patatinových
bílkovin byla detekována u většiny genotypů v rozsahu 42 - 56 kDa; oblast inhibitorů proteas byla
hodnocena v rozsahu 16,5 až 35 kDa. Literárně je obvykle u patatinových bílkovin uváděn rozsah od
40 - 43 kDa v závislosti na stupni glykosylace; podobně inhibitory proteas bývají po analýze
SDS-PAGE detekovány v rozsahu spektra 4 až 25 kDa (Bárta & Čurn 2004; Bárta & Bártová, 2008;
Pouvreau, 2004). Posun detekovaných hmotností při analýze na čipové elektroforéze Experion byl již
dříve popsán (Zhu et al., 2005) a konkrétně pro patatinové bílkoviny uvádí Bárta et al. (2010) rozsah
174
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
molekulových hmotností 44 až 58 kDa při detekci v tomto analytickém systému. U dvou planých druhů
byl v blízkosti patatinové oblasti detekován silný bílkovinný pruh o nízké molekulové hmotnosti – u
druhu S. leptophyes na úrovni 39 kDa u druhu S. sucrense na úrovni 41 kDa. Zda tyto bílkovinné pruhy
patří ke komplexu patatinových bílkovin a jedná se o isoformy bez glykosylace lze určit pouze
detailnějšími analýzami. Tyto bílkovinné pruhy nebyly pro potřeby clusterové analýzy zahrnuty do
hodnocení variability patatinové oblasti.
Obr. 1: Spektra hlízových bílkovin detekovaná s využitím čipové elektroforézy Experion u zvoleného
souboru kulturních a planých druhů brambor
S. tuberosum genotypes: 1-cv. Desirée, 2-cv. Kuras, 3-cv. Russet Burbank; cultivated potato species: 4-S.
andigena, 5-S. goniocalyx, 6-S. phureja, 7-S. stenotomum; wild potato species: 8-S. acaule, 9-S. bulbocastanum,
10-S. demissum, 11-S. fendleri, 12-S. leptophyes, 13-S. microdontum, 14-S. mochiquense, 15-S. pinnatisectum,
16-S. polyadenium, 17-S. sparsipilum, 18-S. sucrense, 19-S. vernei.
Obr. 2, 3 a 4 znázorňují výsledky clusterové analýzy provedené u zmíněného souboru genotypů
brambor pomocí hodnocení molekulové hmotnosti detekovaných pruhů v oblasti patatinových bílkovin,
inhibitorů proteas a kombinací obou bílkovinných systémů. Variabilita molekulových hmotností
bílkovinných pruhů detekovaných v patatinové oblasti umožnila zcela rozlišit studovaný soubor a bylo
vytvořeno 19 jednodruhových podobnostních skupin. V této oblasti bylo detekováno od jednoho pruhu
(S. demissum, S. microdontum, S. verrucosum) do pěti bílkovinných pruhů (S. tuberosum odrůda
Kuras). Zajímavé je rozlišení odrůd kulturního druhu S. tuberosum na základě variability patatinové
oblasti do blízce podobnostních skupin s netradičními kulturními druhy - odlišnost patatinové oblasti
mezi odrůdou Desirée a druhem S. phureja; mezi odrůdou Russet Burbank a druhem S. andigena je na
úrovni 30 %; odlišnost mezi odrůdou Kuras a druhem S. goniocalyx byla ještě nižší, a to na úrovni
přibližně 18 %. Vysoká úroveň podobnosti patatinové oblasti byla dále zjištěna mezi dvojicemi druhů
S. fendleri a S. polyadenium; S. acaule a S. verrucosum; S. demissum a S. sparsipilum (viz obr. 2).
Přestože oblast inhibitorů proteas je prezentována jako velmi heterogenní skupina hlízových
bílkovin (Pouvreau, 2004), dosažená maximální odlišnost na úrovni celé skupiny genotypů byla nižší
než při využití patatinového spektra, přesto i zde došlo k celkovému rozlišení studovaného souboru
genotypů do jednodruhových skupin. Nižší variabilita tohoto systému byla pravděpodobně způsobena
existencí bílkovinných pruhů stabilně přítomných u velké části genotypů – např. bílkovinný pruh
s velikostí 17 kDa byl přítomný u 13 genotypů. Oblast inhibitorů proteas vykazuje podobnost u odrůd
kulturního druhu S. tuberosum – odrůdy Desirée a Russet Burbank se lišily v této bílkovinné oblasti
přibližně na úrovni 20 %. Úzký vztah byl také nalezen mezi druhy S. andigenum a S. leptophyes; S.
demissum a S. bulbocastanum. Užší vztah mezi kulturním druhem S. tuberosum a netradičními
kulturními druhy (s výjimkou odrůdy Kuras a druhu S. andigena) byl potvrzen při kombinaci obou
bílkovinných systémů. Podobnost na úrovni přibližně 50 % mezi druhy S. phureja a S. stenotomum,
zjištěná při kombinaci obou bílkovinných systémů zčásti potvrzuje výsledky práce Rickeman &
Desborough (1978), ve které autoři prezentovali úzký vztah mezi těmito druhy na základě podobnosti
bílkovinných spekter analyzovaných pomocí PAGE; vyšší míra podobnosti však byla nalezena v naší
práci mezi druhy S. stenotomum a S. goniocalyx – přibližně na úrovni 60 %. Na základě spektra
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
175
isoenzymů byl již dříve druh S. gonioclyx označen spolu s druhem S. phureja za poddruh kulturního
druhu S. stenotomum (Hosaka & Matsubayashi 1983). Získané výsledky naznačují potenciál zvolené
metody charakterizace kulturních i planých genotypů bramboru jak ve studiu příbuzenských vztahů, tak
především pro charakterizaci a identifikaci jednotlivých druhů a genotypů bramboru.
Obr. 2: Clusterová analýza genotypů zvoleného souboru kulturních a planých druhů bramboru
vytvořená na základě charakteru profilů patatinových bílkovin (Complete Linkage; Percentage
disagreement, Euclidean distances)
Obr. 3: Clusterová analýza genotypů zvoleného souboru kulturních a planých druhů bramboru
vytvořená na základě charakteru profilů inhibitorů proteas (Complete Linkage; Percentage
disagreement, Euclidean distances)
176
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Obr. 4: Clusterová analýza genotypů zvoleného souboru kulturních a planých druhů bramboru
vytvořená na základě kombinace charakteru spekter patatinových bílkovin a inhibitorů proteas
(Complete Linkage; Percentage disagreement, Euclidean distances)
Závěr
Systém automatické čipové elektroforézy Experion je možné využít pro charakterizaci souboru
kulturních i planých druhů brambor. Přesná molekulová hmotnost bílkovinných pruhů, které byly
detekovány v patatinové oblasti, umožnila rozlišení studovaného souboru čítajícího 19 genotypů do
jednodruhových podobnostních skupin – vysoká podobnost spektra patatinových bílkovin byla zjištěna
mezi kulturními druhy S. tuberosum cv. Kuras a S. goniocalyx. Oblast inhibitorů proteas taktéž
umožňuje rozlišení studovaného souboru genotypů do jednodruhových skupin, přesto byla u tohoto
systému zjištěna nižší míra celkové odlišnosti mezi studovanými genotypy.
Poděkování
Práce vznikla za finanční podpory projektu NAZV QI91A069.
Literatura
ASHKENAZI, V., CHANI, E., LAVI, U., LEVY, D., HILLEL, J., VEILLEUX, R. E. (2001). Development of microsatellite
markers in potato and their use in phylogenetic and fingerprinting analyses. Genome 44: 50-62.
BÁRTA, J., BÁRTOVÁ, V., ČURN, V. (2010). Analýza proteinů pomocí automatické čipové elektroforézy Experion a
porovnání s metodou SDS-PAGE. Chemické Listy 104: 33-44.
BÁRTA, J., BÁRTOVÁ, V. (2008). Patatin, the major protein of potato (Solanum tuberosum L.) tubers, and its occurrence
as genotype effect: processing versus table potatoes. Czech Journal of Food Sciences 26: 347-359.
BÁRTA, J., ČURN, V. (2004). Bílkoviny hlíz bramboru (Solanum tuberosum L.) – klasifikace, charakteristika, význam.
Chemické Listy 98: 373-378.
BRADSHAW, J.E., MACKAY, G.R. (1994). Potato genetics. CAB International,Walingford UK.
DESBOROUGH, S., PELOQUIN, S. J. (1965). Disc electrophoresis of tuber proteins from Solanum species and
interspecific hybrids. Phytochemistry 5: 727-733.
HOSAKA, K., MATSUBAYASHI, M. (1983). Studies on the phylogenetic relationships in tuberous Solanums by isozyme
analysis. II Phylogenetic relationships between Mexicana and South American diploid species. Science Reports,
Faculty of Agriculture, Kobe University 15: 28-32.
GIOVANNINI, T., ALICCHIO, R., CONCILIO, L. (1993). Genetic analysis of isozyme and restriction fragment pattrens in
the genus Solanum. Journal of Genetics and Breeding 47: 237-244.
KORMUŤÁK, A., HEJDÁK, J., ŠUBOVÁ, (1999). Soluble proteins and isoesterases as taxonomic markers tested on nine
wild Solanum species and eight Slovakian potato varieties. Potato Research 42:619-626.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
177
POUVREAU, L. (2004). Occurence and physico-chemical properties of protease inhibitors from potato tuber (Solanum
tuberosum). PhD thesis, Wageningen University, pp. 157.
WAUGH, R., BAIRD, E., POWELL, W. (1992). The use of RAPD markers for the detection of gene introgression in potato.
Plant Cell Reports 11: 466-469.
ZHU, K., NGUYEN, M., STRONG, W., WHITMAN-GULIAEV, CH. (2005). Protein Sizing, Quantitation, and Analysis
Using the Experion Automated Electrophoresis System: A Comparison with SDS-PAGE. Bio-Radiations 117:
22-25.
Contact address: Veronika Bártová, South Bohemia University in České Budějovice, Faculty of
Agriculture, Department of Crop Production, Studentská 13, 370 05 České Budějovice, Czech Republic,
e-mail: [email protected]
178
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
VÝŽIVA JEČMENE DUSÍKEM A SÍROU OVLIVŇUJE DYNAMIKU
RŮSTU, PŘÍJEM ŽIVIN, CHEMICKÉ SLOŽENÍ ZRNA A JEHO
KLÍČIVOST
Barley Nutrition with Sulfur and Nitrogen Influences Dynamics of Growth, Nutrient
Uptake, Chemical Composition of Grain and its Germination
Luděk Hřivna1, Viera Šottníková1, Barbora Kotková1, I. Burešová2
1
Mendelova univerzita v Brně
2
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Abstract
The application of sulfur at the beginning of tillering increased the intensity of pumping before the
period earring. Nitrogen uptake and biomass production of dry matter were also supported in the most
variants. The number of productive offshoots was not significantly shown. A close relationship between
the intake of nitrogen and sulfur barley plants was especially confirmed in the growth stage DC 43
(r = 0.844 **) and DC 65 (r = 0.727 **). The highest yield was achieved after the application of
fertilizer DASA (Figure 6). Fertilizer application rather negatively affected the germination of barley
grain. The variants with a higher dose of nitrogen, in which were simultaneously applied sulphate form
of sulfur, germination was decreased. The variants, where elemental sulfur was applied, did the
opposite. Barley grain harvested from treatments with a higher dose of nitrogen showed greater vitality
and faster water intake at the beginning of soaking.
Keywords: nitrogen, sulphur, malt barley, grain yield, germination and quality
Souhrn
Aplikace síry na počátku odnožování zvyšovala intenzitu jejího čerpání již před metáním,
podporovala u většiny variant příjem dusíku a tvorbu biomasy sušiny. Výrazněji se ale neprojevila na
počtu produktivních odnoží. Byl potvrzen úzký vztah mezi příjmem dusíku a síry rostlinami ječmene
zvláště pak ve fázi růstu DC 43 (r = 0,844**) a DC 65 (r = 0,727**). Nejvyšší výnos byl dosažen po
aplikaci hnojiva DASA (graf 6). Aplikace hnojiv spíše negativně ovlivnila klíčivost zrna ječmene.
U variant s vyšší dávkou dusíku, kde byla současně aplikována síranová forma síry, došlo ke snížení
klíčivosti. U variant kde byla aplikována elementární síra, tomu bylo naopak. Zrno ječmene sklizené
z variant s vyšší dávkou dusíku vykazovalo vyšší vitalitu a rychlejší příjem vody v počátku máčení.
Klíčová slova: dusík, síra, ječmen sladovnický, výnos zrna, klíčivost a kvalita
Úvod
Síra i dusík jsou pro vývoj a růst rostlin nezbytné. V kontextu se snižováním emisí síry
(Daemmgen et al., 1997) a omezeném hnojení při snížení vstupů hnojiv se sírou (Ceccotti et al., 1997)
se prokazatelně začíná vyskytovat její deficit v půdě (Duynsiveld et al., 1993; Bloem et al., 1997;
Eriksen, 1997). Síra je rozhodující pro řadu biochemických procesů, které v rostlinách probíhají. Je-li
v nedostatku, ovlivňuje nepříznivě kvalitu produkce (Asare Scarisbrick, 1990; McGrath, Zhao, 1996;
Zhao et al., 1996), hnojení dusíkem společně se sírou se může odrazit i ve fyziologických vlastnostech
zrna a jeho klíčivosti (Hřivna, 2010). Význam hnojení sírou prokázala řada autorů (Schnug, 1993;
Schnug, Haneklaus, 1994; Richter, Hřivna, Grzebisz, Przygocka-Cyna, 2007) aj.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
179
Materiál a metody
Pokusy probíhaly v roce 2011 na lokalitě ve Velké Bystřici u Olomouce. Byla zde řešena
problematika vlivu aplikace síry v kombinaci s dusíkem na dynamiku růstu biomasy sušiny ječmene
během vegetace a tvorbu produktivních odnoží, dynamiku příjmu živin a výnos zrna, jeho kvalitu,
klíčivost a příjem vody obilkou.
Po předplodině cukrovce se zaoraným chrástem byla pěstována odrůda ječmene jarního Jersey.
Byly zvoleny dvě hladiny hnojení dusíkatými hnojivy se sírou (30 a 50 kg.ha-1 N). Aplikace hnojiv
proběhla ve dvou termínech v průběhu vegetace. V době vzcházení porostu (DC 13) a na počátku
sloupkování (DC 31). Schéma pokusu prezentuje tab. 1.
Tab. 1: Schéma pokusu
Termín aplikace
Varianta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Po vzejití (DC 13)
Typ hnojiva
N (kg.ha-1)
0
LAV 27
30
LAV 27
30
SA
30
SA
30
DASA
30
DASA
30
SAM
30
SAM
30
LAV + S1
30
LAV + S1
30
LAV + S2
30
LAV + S2
30
Počátek sloupkování (DC 31)
Typ hnojiva
N (kg.ha-1)
0
DAM
20
SAM
20
SAM
20
SAM
20
DAM
20
DAM
20
Celkem (kg.ha-1)
N
0
30
50
30
50
30
50
30
50
30
50
30
50
S
0
0
0
36
42
15
21
10
16
30
30
50
50
Pozn.: LAV 27 – ledek amonný s vápencem (27 % N, 20 % Ca), SA – síran amonný (20,3 % N,
24 % S), DASA (26 % N, 13 % S), SAM (19 % N, 6 % S), DAM (30 % N), S1, S2 – elementární síra
(1, 2 – značí velikost dávky).
Každá varianta byla čtyřikrát opakována. Velikost sklizňových parcel činila 14,3 m2. Celkem 4x
během vegetace (fáze růstu DC 14, DC 24, DC 30, DC 43, DC 65) byly odebírány vzorky rostlin a
provedena jejich chemická analýza. Množství celkového dusíku bylo stanoveno metodou dle Dumase,
rostlinná hmota pro stanovení ostatních živin byla rozložena ve směsi H2O2 a HNO3 v uzavřeném
mikrovlnném systému. Následně byl vzorek analyzován metodou optické emisní spektrometrie
s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES) na přístroji JY-24 (Jobin-YVON, Francie). Sklizeň zrna
byla provedena maloparcelní sklízecí mlátičkou Wintersteiger. Byl vyhodnocen výnos zrna. Byly
odebrány vzorky zrna, u kterých byly stanoveny vlhkost vážkovou metodou, obsah škrobu v zrně
metodou dle Ewerse a obsah bílkovin Kjeldahlovou metodou. U vzorků zrna byla stanovena klíčivost
(H2O2 72 h). Dále bylo provedeno máčení zrna ječmene a vyhodnocena rychlost příjmu vody obilkou
(Basařová et al., 1993).
Výsledky a diskuse
Výsledky závěrečných dvou odběrů rostlin, které byly provedeny ve fázi růstu DC 43 a DC 65,
prezentuje tab. 2.
Aplikace hnojiv se sírou se příznivě projevila již v průběhu sloupkování (Hřivna, 2010). Výjimku
tvořily pouze varianty s aplikací hnojiva SAM. Během metání a kvetení porostu již byl zaznamenán
vyšší příjem síry rostlinou u všech variant se sírou (var. 4 - 13). Přispěla k tomu i vyšší hmotnost sušiny
180
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
jedné rostliny u většiny sirných variant. Aplikace síry podpořila téměř u všech variant i čerpání dusíku.
S tím koresponduje mj. i stanovený velmi úzký vztah mezi příjmem N a S během sloupkování a metání
(obr. 1 - 4).
Tab. 2: Dynamika čerpání N a S rostlinou ječmene během vegetace
DC 43
DC65
čerpání (mg/rostlina)
Varianta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
čerpání (mg/rostlina)
HS1R (g)
%N
%S
N
S
HS1R (g)
%N
%S
N
S
1,780
1,254
1,682
1,665
2,087
1,627
1,858
1,650
1,666
2,228
2,129
2,363
1,971
2,284
2,550
2,757
2,330
2,577
2,484
2,541
2,266
2,239
2,195
2,358
2,029
2,190
0,216
0,217
0,227
0,335
0,337
0,308
0,291
0,207
0,216
0,198
0,204
0,198
0,227
40,655
31,977
46,373
38,795
53,782
40,415
47,212
37,389
37,302
48,905
50,202
47,945
43,165
3,84
2,72
3,82
5,58
7,03
5,01
5,41
3,42
3,60
4,41
4,34
4,68
4,47
3,015
2,752
3,097
4,023
4,116
3,82
3,4
3,212
3,059
4,624
3,683
4,317
3,074
1,423
1,424
1,543
1,476
1,568
1,478
1,565
1,563
1,489
1,551
1,708
1,501
1,804
0,106
0,101
0,1
0,131
0,144
0,121
0,137
0,101
0,111
0,123
0,126
0,11
0,153
42,90
39,19
47,79
59,38
64,54
56,46
53,21
50,20
45,55
71,72
62,91
64,80
55,45
3,20
2,78
3,10
5,27
5,93
4,62
4,66
3,24
3,40
5,69
4,64
4,75
4,70
Obr. 1 – 4: Vztah mezi obsahem N a S v sušině rostlin (fáze růstu DC 24 - DC 65)
1
2
Vztah mezi obsahem N a S v sušině rostlin ječmene (DC 24)
Korelace : r =0,51269**
Vztah mezi obsahem N a S v sušině rostlin (fáze růstu DC31)
Korelace : r = 0,51829**
0,46
0,50
0,44
0,48
0,42
0,46
0,40
0,44
0,36
0,34
0,38
0,32
S (%)
S (%)
y = 0,1591 + 0,0397*x
0,40
0,36
0,30
0,28
0,34
0,26
0,32
0,24
0,30
0,22
0,28
0,20
0,26
0,18
0,24
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0
N (%)
3
y = 0,1131 + 0,0499*x
0,38
0,42
5,2
5,4
5,6
0,16
2,0
5,8
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
4
Vztah mezi obsahem N a S v sušině rostlin (fáze růstu DC 43)
Korelace : r = 0,84335**
3,4
3,6
3,8
N (%)
95% hladina spolehlivosti
4,0
4,2
4,4
4,6
95% hladina spolehlivosti
Vztah mezi obsahem N a S v sušině rostlin (fáze růstu DC 65)
Korelace : r = 0,72680**
0,36
0,26
0,34
0,32
0,24
0,30
0,22
0,28
0,26
0,20
0,22
S
S
0,24
0,20
0,18
y = 0,0459 + 0,0736*x
y = -0,0307 + 0,1361*x
0,16
0,18
0,16
0,14
0,14
0,12
0,12
0,10
0,08
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
N
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
95% hladina spolehlivosti
0,10
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
N
1,6
1,7
1,8
1,9
95% hladina spolehlivosti
181
Obr. 5: Počet produktivních odnoží
Obr. 6: Výnos zrna
Výnos zrna
Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti
8,8
8,6
8,4
8,2
výnos (t.ha-1)
8,0
7,8
7,6
7,4
7,2
7,0
6,8
6,6
6,4
6,2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
varianta
Vyhodnocen byl i počet produktivních odnoží, který nebyl aplikací síry výrazněji ovlivněn (obr. 5),
i když to řada autorů uvádí (Haneklaus, Schnug, 1994; Haneklaus et al., 1995; Rasmussen, Kresge,
1986). Nejvyšší počet produktivních odnoží byl zaznamenán po aplikaci LAV 27 s elementární sírou
(var. 10). Příznivě se projevila v tomto směru také aplikace síranu amonného (var. 5). V průměru
nejvyšší výnos byl dosažen po aplikaci hnojiva DASA (graf 6). Aplikace hnojiv spíše negativně
ovlivnila klíčivost zrna ječmene. Vyšší hodnoty oproti nehnojené kontrole byly zaznamenány u var. 11.
U variant s vyšší dávkou dusíku, kde byla současně aplikována síranová forma síry (var. 4, 6, 8), došlo
ke snížení klíčivosti, zatímco tam, kde byla aplikována elementární síra (var.10 - 13), tomu bylo naopak
(tab. 3). Zrno ječmene sklizené z variant s vyšší dávkou dusíku přijímalo z počátku většinou vodu
ochotněji. Nejrychlejší příjem byl zaznamenán u var. 3, tj. tam, kde byl aplikován pouze dusík ve vyšší
dávce.
Tab. 3: Chemické složení zrna a jeho klíčivost
zrno
varianta
varianta
jedn.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Vlhkost zrna
%
10,5
10,6
10,6
10,4
10,8
10,8
10,4
10,5
10,4
10,5
10,5
10,5
10,4
Obsah škrobu
%
66,2
65,8
65,3
66,1
66,1
65,7
66,1
64,7
64,1
65,4
65,5
66,9
65,3
Obsah bílkovin
%
11,7
12,0
12,2
11,7
11,1
11,6
11,2
11,5
11,9
11,8
11,4
11,4
12,0
Klíčivost H2O2 72h
%
96,8
96,3
95,8
96,8
95,0
96,3
95,8
96,0
94,8
96,8
97,5
96,0
96,3
vlhkost po 1. namočení
%
34,5
39,7
43,4
33,9
34,6
34,2
34,2
34,5
35,4
34,9
34,4
34,3
35,0
vlhkost po 2. namočení
%
42,6
43,0
45,0
42,2
42,8
42,5
42,8
42,8
43,5
43,3
42,8
43,3
43,3
vlhkost po 3. namočení
%
45,2
45,9
46,7
46,4
45,1
45,1
45,2
45,1
45,0
45,1
45,1
45,1
45,1
Příjem vody
Závěr
Aplikace síry na počátku odnožování zvyšovala intenzitu jejího čerpání již před metáním,
podporovala u většiny variant příjem dusíku a tvorbu biomasy sušiny. Výrazněji se ale neprojevila na
počtu produktivních odnoží. Nejvyšší výnos zrna byl stanoven po aplikaci hnojiva DASA. Byl potvrzen
úzký vztah mezi příjmem dusíku a síry rostlinami ječmene. Aplikace hnojiv měla na klíčivost zrna
ječmene spíše negativní vliv. Vyšší dávky dusíku, aplikované společně se síranovou formou síry, vedly
ke snížení klíčivosti zrn, naopak hnojení dusíkem v kombinaci s elementární sírou klíčivost zvyšovalo.
Zrna ječmene, sklizená z variant s vyšší dávkou dusíku, přijímala z počátku většinou vodu ochotněji.
Nejrychlejší příjem byl zaznamenán po hnojení pouze dusíkem. Z výsledků pokusů je tedy zřejmé, že
182
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
výživa může fyziologické vlastnosti zrna ovlivnit, a to se pak následně může odrazit i v jeho kvalitě
jako osiva.
Poděkování
Příspěvek vznikl jako výstup projektu MŠMT s názvem „Výzkumné centrum pro studium
obsahových látek ječmene a chmele“ č. 1M0570 a projektu Interní Grantové Agentury
MENDELU v Brně č. IP 9/2012.
Literatura
ASARE, E., SCARISBRICK, D.H. (1990). Rate of nitrogen and sulphur fertilizers on yield, yield components and seed
quality of oilseed rape (Brassica napus L.). Field Crops Res: 41- 46.
BASAŘOVÁ, G., ET AL. (1992). Pivovarsko-sladařská analytika. Merkanta s r.o. Praha, 388.
BLOEM, E.M., HANEKLAUS, S., SCHNUG, E. (1997). Influence of soil water regime expressed by diferences in terrain
on sulphur nutritional status and yield of oilseed rape. In: Proc. 9th Int. Plant Coll: 140-144.
CECCOTTI, S.P., MORRIS, R.J., MESSICK, D.L. (1997). Aglobal overview of the sulphur situation: industry´s
background, market trends, and commercial aspects of sulphur fertilisers. Nutr Ecosystems 2: 5-202.
DAEMMGEN, U., WALKER, R., GRÜNHAGE, L., JÄGER, H.J. (1997). The atmospheric sulphur cycle. Nutr. Ecosystems
2: 75-114.
DUYNSIVELD, W.H.M, STREBEL, O., BOETTCHER, J. (1993). Prognose der Grundwasserqualität in einem
Wassereinzugsgebiet mit Stofftransportmodellen. Berlin : Umweltbundesamt, Texte Umweltbundesamt 93/05
UBA-FB, 92-106.
ERIKSEN, J. (1997). Sulphur cycling in Danish agricultural soils: turnover in organic S fractions. Soil Biol.Biochem., 29
(9-10), 1371-1377.
GRZEBISZ,W., PRZYGOCKA-CYNA,W. (2007). Spring malt barley response to elemental sulphur – the prognostic value
of N and S concentrations in malt barley leaves. Plant Soil.Environ., 53, 2007 (9), 388-394.
HANEKLAUS, S., SCHNUG, E. (1994). Diagnosis of Crop Sulphur Status and Application of X-Ray Fluorescence
Spectroscopy for the Sulphur Determination in Plant and Soil Materials, Sulphur in Agriculture, 18, 31 – 40.
HANEKLAUS, S., MURPHY, D. P. L., NOWAK, G., SCHNUG, E. (1995). Effects of the timing of sulfur aplication on
grain yield and yield components of wheat. Z. Pflanzenernachr. Bodenk., 158, 83 – 85.
HŘIVNA, L. (2010). Výnos a kvalita pšenice ozimé a jarního ječmene po hnojení sírou a dusíkem. Habilitační práce, 197 s.
MCGRATH, S.P, ZHAO, F.J. (1996). Sulphur uptake, yield responses and the interactions between nitrogen and sulphur in
winter oilseed rape (Brassica napus L.). Jour. Agric. Sci 126: 53-62.
RASMUSSEN, P. E., KRESGE, P. O. (1986). Plant response to sulfur in the Western United States. In. „Sulfur in
Agriculture“ (M. A. Tabatabai, ed.), American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil
Science Society of America, Madison, Wisconsin, U.S.A., 375 – 403.
RICHTER, R., HŘIVNA L. (1999). Síra a její působení na výnos semene a obsah oleje u ozimé řepky. Agrochemie III. 39:
7-10.
SCHNUG, E. (1993). Ökosystemare Auswirkungen des Einsatzes von Nährstoffen in der Landwirtschaft. In: Nährstoffe und
Pflanzenschutzmittel in Agrarökosystemen. Schriftenreihe des Bundesministers für Ernährung, Landwirtschaft und
Forsten. Reihe A: Angewandte Wissenschaft, 25-48.
SCHNUG, E., HANEKLAUS S. (1994). Sulphur deficiency in Brassica napus. Landbauforschung Völkenrode, FAL,
Braunschweig, 144: 31.
ZHAO, F.J., HAWKESFORD, M.J., WARILOW A.G.S., MCGRATH, S.P., CLARKSON, D.T. (1996). Responses of two
wheat varieties to sulphur addition and diagnosis of sulphur deficiency. Plant Soil 181: 317-323.
Contact address: Doc. Dr. Ing. Luděk Hřivna, Mendelova univerzita v Brně, Ústav technologie
potravin, Zemědělská 1, 613 00 Brno. e-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
183
FYZIKÁLNÍ OŠETŘENÍ SEMEN MALOOBJEMOVÝCH PLODIN A
JEHO VLIV NA KLÍČIVOST A ZDRAVOTNÍ STAV OSIVA
The Influence of Physical Seed Treatment on Minor Crops Germinations and Fungal
Pathogen Occurrence
Karel Vejražka1, Jan Hofbauer1, Jana Víchová2
1
Zemědělský výzkum, s.r.o. Troubsko
2
Mendelova univerzita v Brně
Abstract
Influence of exposition time of low temperature plasma on germination energy, total germination
and fungal diseases on seeds were studied in trial. Cluster mallow, abyssinian kale, chickpea, fenugreek,
safflower and tufty rye samples were selected for treatment. Plasma treatment, crop and its interaction
had statistically significant influence on germination energy and total germination. Non-treated cluster
mallow seeds have low germination energy (15.5 %), after 50 second treatment gained 49 %. The
longest treatment (50 sec) was statistical significantly different (78.44 %) from other (86.25 - 89.88 %)
in total germination. The highest reduction (over 40 %) of germination was recorded for fenugreek and
50 seconds treatment. No differences were found for tufty rye, safflower and cluster mallow in total
germination. Fungal occurrence on seed samples varied between treatments and crops. 30 seconds
treatment reduced Fusarium sp. more than 13 % in tufty rye sample (/01). Contrary only 10 seconds
treatment reduced Fusarium sp. (11 %) in second rye sample (/02).
Keywords: safflower, seed, germination, plasma, minor crop
Souhrn
Byl sledován vliv doby ošetření nízkoteplotní plasmou na energii klíčení, klíčivost a zdravotní stav
semen slézu přeslenitého, katránu habešského, cizrny beraní, pískavice řecké seno, světlice
barvířské/safloru a žita lesního. Byl zjištěn statisticky průkazný vliv plodiny, varianty ošetření a
interakce těchto faktorů na úroveň energie klíčení a klíčivosti semen testovaných plodin. U slézu byla
zjištěna nejnižší hodnota energie klíčení u neošetřené varianty (15,5 %), nejvyšší pak u varianty
ošetřené 50 sekund (49 %). Varianta ošetření 50 sekund (78,44 %) byla, v parametru klíčivosti,
statisticky průkazně odlišná od ostatních variant (86,25 - 89,88 %). U pískavice došlo u varianty
ošetření 50 sekund k redukci klíčivosti o více než 40 %, u varianty 10 sekund k nárůstu o 2,5 % oproti
neošetřené kontrole. Statisticky neprůkazné rozdíly v klíčivosti jednotlivých variant ošetření byly
zjištěny u žita, safloru a slézu. Při hodnocení výskytu houbových chorob byly zjištěny rozdíly
v průměrných hodnotách výskytu. U vzorku žita 60603/01 byl zjištěn pokles napadení rody Fusarium
až o 13 % u varianty 30 sekund oproti neošetřené kontrole. Naopak u vzorku žita 60603/02 byl zjištěn
11% pokles u varianty 10 sekund a nárůst o 2 % u ostatních variant ošetření oproti kontrole.
Klíčová slova: světlice, osivo, klíčivost, plasma, minoritní plodiny
Úvod
Semena minoritních plodin jsou napadána patogeny srovnatelně s velkoobjemovými plodinami.
Z ekonomického hlediska je však nerentabilní registrovat do těchto plodin přípravky na ochranu rostlin,
což prakticky znamená nemožnost chemického moření. Je proto nutné hledat alternativní způsoby
184
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
ošetření semen. Nejznámější je ošetření horkou vodou, které se používá hlavně u zelenin. Chemické i
nechemické způsoby ošetření semen však mohou mít odlišnou účinnost a v určitých dávkách mohou mít
negativní efekt na parametry osiva (Vejražka et al., 2011).
Mezi další metody s vysokým potenciálem patří ošetření nízkoteplotní plasmou v atmosférickém
prostředí (Černák et al., 2009). Možnost aplikace této metody na kukuřici testovali Henselová et al.
(2012). Ve svém pokusu prokázali stimulační efekt nižších dávek ošetření (60 a 120 sekund) na růst
klíčících rostlin, a také vliv ošetření na enzymatickou aktivitu. Pozitivní efekt ošetření plasmou na
klíčivost semen merlíku bílého prokázala Šerá et al. (2008). Cílem pokusu bylo zjistit vliv
nízkoteplotního plasmatu (metodou DCSBD) na klíčivost a zdravotní stav semen slézu přeslenitého,
katránu habešského, cizrny beraní, pískavice řecké seno, světlice barvířské a žita lesního.
Metodika
Pro pokus byly použity vzorky osiv slézu přeslenitého (cv. Dolina), katránu habešského (cv.
Katka), cizrny beraní (cv. Irenka), pískavice řecké seno (cv. Hanka), světlice barvířské (syn. Saflor, nšl.
TR2 a TR4) a dvě partie žita lesního (cv. Lesan). Vzorky byly ošetřeny nízkoteplotní plasmou
(DCSBD) formou spolupráce s „Regionálním VaV centrem pro nízkonákladové plazmové a
nanotechnologické povrchové úpravy“ na pracovišti Masarykovy univerzity v Brně. Expoziční časy
ošetření byly 10, 30 a 50 sekund, výkon výboje pak byl vždy identický. Neošetřená kontrola každého
vzorku byla uchována při laboratorní teplotě. Celkem bylo 32 vzorků, u nichž byla stanovena energie
klíčení, celková klíčivost a zdravotní stav osiva.
Ze vzorků osiva bylo na počítadle semen Contador (Pfeuffer GmbH) odpočítáno vždy 100 semen.
Semena byla umístěna na filtračním papíru v Petriho miskách o průměru 90 mm. Každý vzorek byl
založen ve dvou opakováních. Do každé misky bylo přidáno 5 ml destilované vody. Vlastní zkouška
klíčivosti probíhala v neosvětleném termostatu při konstantní teplotě 20 ± 0,5 °C po dobu 7 dní. Energie
klíčení byla hodnocena po 72 hodinách po založení pokusu, dále pak každých 24 hodin. Po
168 hodinách byl proveden poslední odpočet a vypočtena klíčivost jednotlivých vzorků. Výskyt
vadných klíčků nebyl hodnocen. Zdravotní stav osiva byl hodnocen metodou kultivace na bramborovodextrosovém agaru (PDA) na Petriho miskách dle metodiky ISTA (1966). Vzorky nebyly před kultivací
chemicky povrchově ošetřeny. Pro každou variantu bylo hodnoceno 10 misek po 10 semenech.
Ke statistickému hodnocení byla použita vícefaktorová analýza variance s následným testováním
jednoduchých kontrastů Tukey HSD testem (α = 0,05) v prostředí programu Statistica 7.1.
Výsledky a diskuse
Energie klíčení
Analýzou variance byl zjištěn statisticky průkazný vliv plodiny, varianty ošetření a interakce těchto
faktorů na úroveň energie klíčení semen testovaných plodin (tab. 1). Následným testováním byly
varianty ošetření rozděleny do tří skupin (tab. 2). Nejvyšších hodnot energie klíčivosti dosáhla
neošetřená varianta (69,69 %), nejnižších pak varianta 50 sekund (61,56 %). Zbylé varianty tvořily
přechodnou skupinu. Následným testováním byly plodiny rozděleny do striktně oddělených skupin
(tab. 3). Tyto skupiny korespondují s botanickou charakteristikou jednotlivých druhů a rychlostí klíčení
jejich semen. Nezvykle nízká je pouze hodnota energie klíčení u cizrny beraní (4 %), ačkoliv celková
klíčivost byla standardní (tab. 3). Z tab. 4 jsou zřejmé interakce plodina x ošetření, které ukazují
odlišnou reakci jednotlivých plodin. U slézu byla zjištěna nejnižší hodnota energie klíčivosti u
neošetřené varianty (15,5 %), nejvyšší pak u varianty 50 sekund (49 %). Toto chování ošetřených
semen, ukazující na určitou formu skarifikace, popisuje i Filatova et al. (2011). Opačné chování
vykazovala pískavice, u které byla nejnižší hodnota energie klíčivosti dosažena u varianty 50 sekund
(40 %) a nejvyšší u varianty neošetřené (80,5 %). Takový rozdíl může způsobovat problémy
v nerovnoměrném vzcházení porostu, což má negativní dopad na celkovou vyrovnanost porostu. Žito a
saflor nebyly statisticky průkazně odlišné mezi variantami ošetření (tab. 4).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
185
Tab. 1: Analýza variance pro celkovou klíčivost a energii klíčení
celková klíčivost
Stupně
PČ
volnosti
Faktor
p
energie klíčení
Stupně
PČ
p
volnosti
plodina
7
374
0,000
7
8146,3
0,000
ošetření
plodina*ošetření
Chyba
3
21
32
365
119
39
0,000
0,002
3
21
32
189,1
237,8
41,9
0,009
0,000
Tab. 2: Následné testování variant ošetření pro celkovou klíčivost a energii klíčení
Ošetření
Celková
klíčivost
průměr
%
50 sekund
10 sekund
30 sekund
neošetřeno
78,44
86,25
85,06
89,88
Energie
klíčení
průměr
%
a
b
b
b
61,56
64,00
64,13
69,69
a
ab
ab
b
Pozn. Odlišná písmena označují statisticky průkazně odlišné skupiny
Tab. 3: Následné testování plodin pro celkovou klíčivost a energii klíčení
Plodina
katrán
cizrna 2012
pískavice
sléz těžký
saflor TR4
saflor TR2
žito 60603/02
žito 60603/01
Celková
klíčivost
průměr %
73,50
78,00
81,63
84,38
87,25
90,25
91,63
92,63
Plodina
a
ab
abc
bcd
bcd
cd
cd
d
cizrna 2012
sléz těžký
katrán
pískavice
saflor TR4
saflor TR2
žito 60603/02
žito 60603/01
Energie
klíčení
průměr %
4,00
34,50
59,88
62,13
85,25
89,38
91,38
92,25
a
b
c
c
d
d
d
d
Pozn. Odlišná písmena označují statisticky průkazně odlišné skupiny
Klíčivost
Analýzou variance byl zjištěn statisticky průkazný vliv plodiny, varianty ošetření a interakce těchto
faktorů na celkovou klíčivost semen testovaných plodin (tab. 1). Následným testováním byly varianty
ošetření rozděleny do dvou skupin. Varianta ošetření 50 sekund (78,44 %) byla statisticky průkazně
odlišná od ostatních variant (86,25 - 89,88 %). Statisticky průkazně nejnižší klíčivosti pak dosáhl katrán
(tab. 3), nejvyšších hodnot pak dosáhly vzorky žita a safloru (vždy nad 85 %). Z tabulky č. 4 jsou
zřejmé interakce mezi plodinou a variantou ošetření v parametru celková klíčivost. U pískavice došlo
při variantě 50 sekund k redukci klíčivosti o více než 40 %, při variantě 10 sekund k nárůstu o 2,5 %
oproti neošetřené kontrole. Statisticky neprůkazné rozdíly v klíčivosti jednotlivých variant ošetření byly
zjištěny u žita, safloru a slézu (tab. 4). Lze tedy usoudit, že u pískavice byl nalezen horní limit ošetření
semen, zatímco u ostatních plodin je možné vyzkoušet delší expozice.
186
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Zdravotní stav semen
Hodnocením výskytu houbových chorob byly zjištěny rozdíly (Alternaria sp., Mucor sp., Fusarium
sp., Penicillinum sp., Stemphylium sp., Cladosporium sp.) byly zjištěny rozdíly v průměrných
hodnotách výskytu (data nejsou uvedena). Z výsledků však není patrný žádný výrazný vliv délky
ošetření na napadení semen. U vzorku žita 60603/01 byl zjištěn pokles napadení rody Fusarium sp. až o
13 % u varianty 30 sekund oproti neošetřené kontrole. Naopak u vzorku žita 60603/02 byl zjištěn 11%
pokles napadení u varianty 10 sekund a nárůst o 2 % u ostatních variant ošetření oproti kontrole.
Tab. 4: Následné testování interakce plodina x ošetření pro celkovou klíčivost a energii klíčení
Ošetření
Celková
klíčivost
průměr %
pískavice
50 sekund
51,50
katrán
katrán
katrán
cizrna 2012
cizrna 2012
cizrna 2012
sléz těžký
saflor TR4
saflor TR4
sléz těžký
sléz těžký
sléz těžký
cizrna 2012
saflor TR2
žito 60603/01
katrán
pískavice
žito 60603/02
saflor TR2
saflor TR4
žito 60603/02
saflor TR2
saflor TR4
pískavice
žito 60603/01
saflor TR2
žito 60603/02
žito 60603/02
pískavice
žito 60603/01
žito 60603/01
30 sekund
10 sekund
50 sekund
10 sekund
50 sekund
30 sekund
50 sekund
50 sekund
30 sekund
neošetřeno
30 sekund
10 sekund
neošetřeno
50 sekund
50 sekund
neošetřeno
30 sekund
50 sekund
neošetřeno
neošetřeno
10 sekund
10 sekund
10 sekund
neošetřeno
10 sekund
30 sekund
30 sekund
neošetřeno
10 sekund
neošetřeno
30 sekund
64,50
70,50
71,00
72,00
76,00
77,00
81,00
83,50
84,00
84,50
85,00
87,00
87,00
87,50
88,00
88,00
88,50
89,00
89,00
89,50
90,00
91,50
92,00
92,00
92,50
93,00
93,50
94,00
94,50
95,00
95,00
Plodina
Plodina
Ošetření
Energie
klíčení
průměr %
a
cizrna 2012
30 sekund
0,00
a
ab
abc
abc
abc
abc
abc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
bc
c
c
c
c
c
c
c
c
c
c
cizrna 2012
cizrna 2012
cizrna 2012
sléz těžký
sléz těžký
pískavice
katrán
sléz těžký
katrán
sléz těžký
katrán
pískavice
pískavice
saflor TR4
saflor TR4
pískavice
katrán
saflor TR2
žito 60603/01
saflor TR2
žito 60603/02
saflor TR4
žito 60603/02
saflor TR2
saflor TR2
saflor TR4
žito 60603/01
žito 60603/02
žito 60603/01
žito 60603/02
žito 60603/01
50 sekund
10 sekund
neošetřeno
neošetřeno
10 sekund
50 sekund
30 sekund
30 sekund
10 sekund
50 sekund
50 sekund
30 sekund
10 sekund
30 sekund
50 sekund
neošetřeno
neošetřeno
50 sekund
50 sekund
neošetřeno
50 sekund
neošetřeno
10 sekund
30 sekund
10 sekund
10 sekund
10 sekund
30 sekund
30 sekund
neošetřeno
neošetřeno
0,00
6,00
10,00
15,50
25,50
40,00
47,50
48,00
49,00
49,00
59,00
61,50
66,50
79,50
80,00
80,50
84,00
87,50
88,00
89,00
89,00
89,50
90,00
90,50
90,50
92,00
92,50
92,50
93,50
94,00
95,00
a
a
a
ab
abc
bcd
cd
cd
cd
cd
de
def
defg
efgh
efgh
efgh
efgh
fgh
fgh
gh
gh
gh
gh
gh
gh
gh
gh
gh
h
h
h
Závěr
Byl sledován vliv doby ošetření nízkoteplotní plasmou na parametry klíčivosti (energie klíčení a
klíčivost) a zdravotní stav semen slézu přeslenitého, katránu habešského, cizrny beraní, pískavice řecké
seno, světlice barvířské/safloru a žita lesního.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
187
Byl zjištěn statisticky průkazný vliv plodiny, varianty ošetření a interakce těchto faktorů na úroveň
energie klíčení semen testovaných plodin. Nejvyšších hodnot energie klíčení dosáhla neošetřená
varianta (69,69 %), nejnižších pak varianta ošetření 50 sekund (61,56 %). Následným testováním byly
plodiny rozděleny do striktně oddělených skupin, které korespondují s botanickou charakteristikou
jednotlivých druhů a rychlosti klíčení jejich semen. U slézu byla zjištěna nejnižší hodnota energie
klíčení u neošetřené varianty (15,5 %), nejvyšší pak u varianty ošetření 50 sekund (49 %). Opačné
chování vykazovala pískavice, u které byla nejnižší hodnota energie klíčení dosažena u varianty
ošetření 50 sekund (40 %) a nejvyšší u varianty neošetřené (80,5 %). Takový rozdíl již může
způsobovat problémy v nerovnoměrném vzcházení porostu, což lze hodnotit negativně. Žito a saflor
nebyly statisticky průkazně odlišné mezi variantami ošetření.
Varianta ošetření 50 sekund (78,44 %) byla, v parametru klíčivost, statisticky průkazně odlišná od
ostatních variant (86,25 - 89,88 %). Statisticky průkazně nejnižší klíčivosti pak dosáhl katrán,
nejvyšších hodnot pak dosáhly vzorky žita a safloru (vždy nad 85 %). U pískavice došlo při variantě
ošetření 50 sekund k redukci klíčivosti o více než 40 %, při variantě 10 sekund pak k nárůstu o 2,5 %
oproti neošetřené kontrole. Statisticky neprůkazné rozdíly v klíčivosti jednotlivých variant ošetření byly
zjištěny u žita, safloru a slézu. Lze tedy usoudit, že u pískavice byl nalezen horní limit ošetření semen,
zatímco u ostatních plodin je možné vyzkoušet větší expozice.
Hodnocením napadení houbovými chorobami (Alternaria sp., Mucor sp., Fusarium sp.,
Penicillinum sp., Stemphylium sp., Cladosporium sp.) byly zjištěny rozdíly v průměrných hodnotách
napadení (data nejsou uvedena). U vzorku žita 60603/01 byl zjištěn pokles napadení rody Fusarium až
o 13 % u varianty 30 sekund oproti neošetřené kontrole. Naopak u vzorku žita 60603/02 byl zjištěn 11%
pokles napadení u varianty 10 sekund a nárůst o 2 % u ostatních variant ošetření oproti kontrole.
Z výsledků však není výrazně výrazný vliv délky ošetření na napadení semen.
Z dosažených výsledků je patrné, že ošetření nízkoteplotní plasmou může být pro některé druhy
perspektivní. Je však třeba výsledky ověřit, rozšířit rozsah ošetření pro každou plodinu zvlášť. Dalším
kritickým bodem může být přechod z laboratorních rozsahů vzorků do provozních velikostí partií osiv.
Poděkování
Práce byla vytvořena za podpory projektu NAZV QH81029 a prostředků na dlouhodobý koncepční
rozvoj výzkumné organizace. Speciální poděkování patří Doc. Pavlu Slavíčkovi z Masarykovy
univerzity za ošetření semen a Ing. Strejčkové za technickou práci.
Literatura
ČERNÁK, M., ČERNÁKOVÁ, L´., HUDEC, I., KOVÁČIK, D., ZAHORANOVÁ, A. (2009). Diffuse Coplanar Surface
Barrier Discharge and its applications for in-line processing of low-added-value materials. Eur. Phys. J. Appl. Phys.
47: 22806.
FILATOVA, I., AZHARONOK, V., KARYROV, M., BELJAVSKY, V., GVOZDOV, A., SHIK, A., ANTONUK, A.
(2011). The effect of plasma treatment of seeds of some grain and legumes on their sowing quality and productivity.
Rom. Journ. Phys. 56, supplement, 139-143.
HENSELOVÁ, M., SLOVÁKOVÁ, L´., MARTINKA, M., ZAHORANOVÁ, A. (2012). Growth, anatomy and enzyme
activity changes in mazize roots induced by treatment of seeds with low-temperature plasma. Biologia 67 (3): 490497.
ISTA (1966). Int. Rules for Seed Testing, Proceedings Seed Testing Association, 31: 1-152.
ŠERÁ, B., STRAŇÁK, V., ŠERÝ, M., TICHÝ, M., ŠPATENKA, P. (2008). Germination of chenopodium album in
response to microwave plasma treatment. Plasma Sci. Technol. 10: 506-511.
VEJRAŽKA, K., HOFBAUER, J., HRUDOVÁ, E., ŠINDELKOVÁ, I. (2011). Effect of Fungicide Seed Treatment on
Safflower (Carthamus tinctorius L.) Germination. SEED AND SEEDLINGS: SCIENTIFIC AND TECHNICAL
SEMINAR, 82-87.
Contact address: Ing Karel Vejražka, Ph.D. Zemědělský výzkum, s.r.o., Zahradní 1, 664 41 Troubsko,
E-mail: [email protected]
188
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
HODNOCENÍ POTENCIÁLU VYBRANÝCH PLANÝCH DRUHŮ
RODU SOLANUM PRO ŠLECHTĚNÍ BRAMBORU (SOLANUM
TUBEROSUM L.) NA OBSAH A KVALITU BÍLKOVIN V HLÍZÁCH
Evaluation of Potential of Selected Wild Species from Solanum Genus for Potato (Solanum
tuberosum L.) Breeding on Protein Content and Quality
Jan Bárta1, Adéla Brabcová1, Veronika Bártová1, Vendulka Horáčková2
1
Oddělení pěstování rostlin, ZF, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
2
Výzkumný ústav bramborářský, s.r.o. Havlíčkův Brod
Abstract
Contribution was focused on the evaluation and comparison of tuber protein content in set of
selected genotypes of Solanum tuberosum L., less cultivated potato species and wild species from genus
Solanum. Except tuber protein content, potato genotypes was evaluated from point of view of average
tuber weight, tuber dry matter, tuber nitrogen content, patatin and protease inhibitors fraction content
and their relative abundances in tuber proteins. Noticeable differences were obtained among individual
genotypes and genotype groups. Protein content in tubers through all studied genotypes ranged from
0.80 (S. bulbocastanum) to 2.39 (S. pinnatisectum) % of fresh matter (FM), content of major protein
patatin represented 0.14 (S. tuberosum, cv. Desirée) – 0.84 (S. sucrense) % FM. Complex model
assessment of all studied genotypes was performed on the basis of area index calculation in sun-ray plot
including four parameters (average tuber weight, tuber dry matter, protein content in fresh matter,
patatin relative abundance). The highest area index (max. % 2) was founded in genotypes S. tuberosum
cv. Westamyl (0.736), S. goniocalyx (0.664) and S. sucrense (0.618).
Keywords: Solanum, potato tubers, wild species, protein, patatin
Souhrn
Příspěvek se zabývá hodnocením a porovnáním obsahu bílkovin v hlízách v rámci souboru
vybraných genotypů bramboru hlíznatého (Solanum tuberosum L.), méně pěstovaných kulturních druhů
a planých druhů z rodu Solanum. Kromě obsahu bílkovin v hlízách byly genotypy hodnoceny také
z pohledu dalších parametrů – průměrná hmotnost hlíz, sušina hlíz, obsah dusíku, obsah patatinu a
frakce s převahou inhibitorů proteas v hlízách a jejich relativní abundance v hlízových bílkovinách.
Mezi jednotlivými genotypy i genotypovými skupinami byly zjištěny výrazné rozdíly. Obsah bílkovin
se pohyboval v rámci celého souboru genotypů v rozpětí 0,80 (S. bulbocastanum) – 2,39
(S. pinnatisectum) % pův. hm. hlíz, obsah majoritní bílkoviny patatinu v hlízách představoval 0,14
(S. tuberosum, cv. Desirée) – 0,84 (S. sucrense) % pův. hm. Bylo provedeno modelové komplexní
hodnocení studovaných genotypů na základě výpočtu indexů ploch paprskových grafů zahrnujících
čtyři parametry (průměrná hmotnost hlíz, obsah sušiny, obsah bílkovin v sušině, relativní abundance
patatinu). Největší index plochy (max. = 2) zaujímaly genotypy S. tuberosum cv. Westamyl (0,736),
S. goniocalyx (0,664) a S. sucrense (0,618).
Klíčová slova: Solanum, hlízy bramboru, plané druhy, bílkoviny, patatin
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
189
Úvod
V hlízách bramboru (S. tuberosum) převažují voda (70 – 84 %) a škrob (11 – 25 %). Dusíkatých
látek je v hlízách obvykle jen kolem 2 %, množství vlastních bílkovin pak představuje asi 34 – 70 %
(Bárta & Bártová, 2007). Bílkoviny hlíz bramboru mají vysokou nutriční hodnotu - index esenciálních
aminokyselin je na úrovni 83,7 % (Bárta & Čurn, 2004). Hlízové bílkoviny je možné dělit na tři skupiny
– patatin, resp. patatinové bílkoviny (MW 39 - 45 kDa), frakci inhibitorů proteas (MW 4 - 25 kDa) a
ostatní bílkoviny (Bárta & Bártová, 2007). Patatinové bílkoviny představují 20 - 40 % a jsou
považovány za zásobní glykoproteiny, u kterých byla nalezena aktivita nespecifické lipidacylhydrolasy
(LAH). Jsou rozpustné ve vodě a kromě enzymové aktivity vykazují technologické vlastnosti (pěnivost,
emulsifikační aktivita) významné pro potravinářství (Koningsveld et al., 2006). Inhibitory proteas
představují asi 30 – 50 % a podle inhibičních aktivit a dalších kriterií jsou členěny do sedmi tříd
(Pouvreau, 2004). Vzhledem k svému množstevnímu zastoupení v hlízách jsou rovněž považovány za
zásobní bílkoviny, ale zároveň mají podíl na obraně hlíz proti houbovým a bakteriálním pathogenům.
Byla publikována řada prací (např. Bárta & Bártová, 2007; Kärenlampi & White, 2009; Miedzianka
et al., 2012) v souvislosti s možným uplatněním vlastností bramborových inhibitorů proteas
v zemědělské, potravinářské, biotechnologické a medicínské praxi.
V zahraničním výzkumu a šlechtění bramboru existují programy na zvýšení obsahu nutričních
složek v hlízách (Dobson et al., 2010). Pro zvyšování obsahu bílkovin v hlízách jsou dva důvody: 1) Jak
již bylo výše uvedeno, bílkoviny hlíz mají vysokou nutriční hodnotu, což má svůj význam v bilanci
příjmu bílkovin u konzumentů ze zemí s vysokou spotřebou brambor nebo pro konzumenty
z hospodářsky slabých regionů. 2) V některých státech, ve kterých jsou brambory zpracovávány na
škrob, jsou zároveň se škrobem izolovány také bílkoviny (Dale & MacKay, 1994; Bárta & Bártová,
2007). Technologických způsobů izolace bílkovin je dnes více – denaturované bílkoviny jsou využívány
hlavně pro krmení hospodářských zvířat, u systémů zajišťujících zisk nativních bílkovin je snaha
využívat výše uvedené biologické vlastnosti patatinu a inhibitorů proteas pro praktické aplikace
v potravinářství či v medicíně (Kärenlampi & White, 2009).
Informací o obsahu bílkovin a zastoupení jejich frakcí v hlízách odrůd S. tuberosum je v současné
době poměrně dostatečné množství. Nízká dostupnost informací je o hlízových bílkovinách méně
pěstovaných kulturních druhů a dostupnost informací o bílkovinách hlíz z planých druhů je zcela
nedostatečná. Přitom jsou tyto druhy často cennými genovými zdroji při šlechtění nových odrůd
bramboru hlíznatého.
Cílem příspěvku je hodnocení kvantity a frakčního složení bílkovin hlíz u souboru vybraných
planých a méně pěstovaných kulturních druhů brambor, jako potenciálních genových zdrojů pro
šlechtění na vyšší obsah a kvalitu bílkovin v hlízách.
Metodika
Rostlinný materiál v podobě hlíz 13 hlízotvorných druhů rodu Solanum (celkem 15 genotypů) byl
dodán z Genové banky bramboru (Výzkumný ústav bramborářský, Havlíčkův Brod, s.r.o.) v roce 2009.
Soubor vybraných genotypů zahrnoval genotypy 8 planých druhů, dále genotypy 4 druhů zemědělsky
využívaných v Jižní a Střední Americe a pro srovnání 3 odrůdy druhu Solanum tuberosum (detailní
seznam genotypů je uveden v tab. 1). Rostliny byly vypěstovány ve skleníku z hlíz v perforovaných
vědrech naplněných upraveným zahradnickým substrátem. V průběhu vegetace byly rostliny pravidelně
zavlažovány, vyvazovány k oporné tyči a chemicky ošetřovány proti škodlivému hmyzu a pathogenům.
Sklizeň byla provedena ručně, po nástupu fyziologické zralosti.
Sklizené hlízy byly opatrně omyty vodou, osušeny, zváženy, rozkrájeny na plátky, naváženy do
dóz, ihned zmraženy a následně lyofilizovány. Po lyofilizaci do konstantní hmotnosti (<420 mbar,
-50 °C, 72 hod.) byl materiál zvážen a homogenizován do podoby jemného prášku. Z hmotností čerstvé
a suché hmoty byla vypočtena sušina hlíz. Z hlízového prášku byly provedeny ostatní analýzy (vždy ve
třech opakováních).
190
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 1: Seznam hodnocených genotypů a jejich základní charakteristika
Druh
Genotyp (odrůda, položka)
Oblast pěstování
nebo výskytu
Ploidita/EBN*,**
Odrůdy Solanum tuberosum L.
S. tuberosum L.
cv. Desireé
Evropa
4x/4
S. tuberosum
cv. Kuras
Evropa
4x/4
S. tuberosum
cv. Westamyl
Evropa
4x/4
Genotypy druhů pěstitelsky využívaných v oblastech původního výskytu
7270; 00066
Jižní Amerika*
4x/4
S. andigenum
701130; 00109; Gorhuas Huayro
Jižní Amerika*
S. goniocalyx
703295; 00136; Griola Negra
Jižní Amerika*
2x/2
S. phureja
AD2-1; 00001
Jižní Amerika*
2x/2
S. stenotomum
Genotypy planých druhů
S. bulbocastanum
8010; 00035
Mexiko*
2x/1
S. chacoense
51236; 00037
Jižní Amerika*
2x/2
S. leptophyes
18301; 00048
Jižní Amerika*
2x/2
S. pinnatisectum
8166; 00051
Mexiko*
2x/1
S. sparsipilum
7216; 00054
Jižní Amerika*
2x/2
S. stoloniferum
7230; 00061
Mexiko*
4x/2
S. sucrense
8151; 00062
Jižní Amerika*
4x/4
S. yungasense
55214; 00070
Jižní Amerika*
2x/2
*podle práce Hawkes (1994), **EBN – endosperm balance number (číslo vyjadřující potenciál
genotypu pro tvorbu mezidruhových hybridů)
Analýza dusíku v sušině hlíz byla provedena pomocí elementárního analyzátoru Flash EA 1112
(ThermoQuest, USA/Itálie) na principu modifikované Dumasovy metody s navážkou 25 mg vzorku.
Obsah bílkovin v sušině hlíz byl stanoven fotometricky na principu BCA techniky (Smith et al., 1985)
pomocí analytického kitu „BCA Protein Assay“ (Pierce, USA) a spektrofotometru BioMate 5
(ThermoElectron, UK). Extrakce bílkovin ze sušiny a zpracování získaných dat bylo provedeno podle
metodiky Bárta et al. (2008a). Vyjádření obsahu bílkovin v původní hmotě bylo provedeno přepočtem s
využitím dat o sušině hlíz. Zastoupení hlavních bílkovinných frakcí bylo odhadnuto z výsledků analýz
vzorků na automatické čipové elektroforese Experion s využitím kitu Experion Pro260 (vše Bio-Rad,
USA). Extrakce bílkovin z lyofilizované sušiny byla provedena pomocí extrakčního pufru 0,0625 M
Tris-HCl, pH 6,8 s přídavkem 2 % SDS (200 mg sušiny + 2 ml uvedeného pufru) po dobu 2 h při 4 °C.
Za patatinovou frakci byly považovány bílkoviny s molekulovou hmotností v intervalu 39 - 45 kDa
(PRA, relativní abundance patatinu) a za inhibitory proteas bílkoviny s molekulovou hmotností
v intervalu 8 - 31 kDa (PIFRA, relativní abundance frakce s převahou inhibitorů proteas). Obsah
patatinu a frakce inhibitorů proteas v původní hmotě hlíz byl vypočten s využitím hodnot relativních
abundancí těchto dvou skupin bílkovin a obsahu bílkovin v původní hmotě hlíz. Zpracování dat bylo
provedeno pomocí programu Microsoft Excel (zpracování dat, konstrukce paprskových grafů a výpočet
plošného indexu) a Statistica, ver. 6 (StatSoft, Inc., USA). Pro hodnocení odlišností středních hodnot
byl použit Fisherův LSD test.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
191
Výsledky a diskuse
Hlízy hodnocených druhů vykazují velmi rozdílnou variabilitu ve všech sledovaných parametrech.
Velmi výrazné jsou rozdíly v průměrné hmotnosti hlíz (tab. 2), v rozpětí 1,4 g (S. sucrense) až 26,7 g
(S. goniocalyx). I přes „zkreslení“, způsobené pěstováním materiálu v nádobách (vědrech), jsou u
hmotnosti hlíz patrné výrazné rozdíly mezi odrůdami druhu S. tuberosum (průměr 14,2 g), ostatními
kultivovanými druhy (průměr 10,7 g) a genotypy planých druhů (průměr 2,7 g). Další důležitý
parameter – sušina hlíz – se hodnotově pohyboval v intervalu 17,0 % (S. phureja) – 44,3 %
(S. yungasense). Do značných rozdílů se promítají jak genotypové rysy, tak i rozdíly způsobené sezonou
ve skleníku, velikost hlíz, užitkové zaměření odrůdy (u druhu S. tuberosum) aj.
Obsah dusíku v hlízách obecně kladně koreluje s obsahem bílkovin v hlízách. Obsah dusíku
násobený příslušným koeficientem (obvykle se používá 6,25) vyjadřuje obsah dusíkatých látek. U
brambor obsah bílkovin dosahuje v průměru jen 50 % obsahu dusíkatých látek, ale může kolísat ve
značném rozpětí od 34 do 70 % i více (Bárta & Bártová, 2007). V rámci souboru 15 genotypů
hodnocených v této práci bylo nalezeno rozpětí hodnot od 0,32 % (S. tuberosum, cv. Desireé) do 1,11 %
(S. sucrense). Za obvyklý obsah dusíku v hlízách je možné považovat hodnoty do 0,5 %, což při použití
přepočítávacího koeficientu představuje okolo 3 % dusíkatých látek v původní hmotě hlíz. Otázkou ale
je, zda-li je použití koeficientu 6,25 pro přepočet dusíku na dusíkaté látky u brambor vhodné, vzhledem
k vysokému zastoupení volných amidů v hlízách. Obsah bílkovin v původní hmotě hlíz se u
analyzovaných genotypů pohyboval také v poměrně širokém rozpětí od 0,80 % (S. bulbocastanum) do
2,39 % (S. pinnatisectum) díky skupině planých druhů. Kromě S. bulbocastanum měly všechny ostatní
sledované druhy obsah bílkovin v původní hmotě hlíz vyšší než 1 %. Obsah bílkovin v hlízách je tedy
možné u celého souboru genotypů hodnotit jako vysoký. Kromě S. pinnatisectum měly velmi vysoký
obsah bílkovin (nad 1,9 %) v původní hmotě hlíz také S. yungasense (2,10 %) a S. andigena (1,96 %).
Kvalita bílkovin je ovlivněna zastoupením bílkovinných frakcí a jejich aminokyselinovou
skladbou. Jak bylo v úvodu této práce uvedeno, většina bílkovin hlíz patří k dvěma skupinám zásobních
bílkovin – patatinu a inhibitorům proteas. Patatin, resp. jeho isoformy, byly v souboru hodnocených
druhů zastoupeny v rozsahu od 0,14 (S. tuberosum cv. Desireé) do 0,84 (S. sucrense). Ve většině
publikacích o patatinu je jeho množství vyjadřováno jako relativní podíl z bílkovinné složky v rozmezí
20 – 40 % (Bárta & Bártová, 2007). Bylo však zjištěno i odlišné rozpětí, např. v naší předešlé práci
(Bárta et al., 2008b) při hodnocení zastoupení patatinu u 40 odrůd S. tuberosum jsme nalezli hodnoty
v rozpětí 8 – 31 %. Jak ukazuje tab. 3, hodnocení zde uváděných 15 genotypů vykazuje rozpětí od 8,0
- 43,5 % patatinu z celkových bílkovin. Frakce s převahou inhibitorů proteas (4 – 25 kDa) se v rámci
souboru 15 hodnocených genotypů pohybovala v rozpětí 0,62 % (S. bulbocastanum) – 1,84 %
(S. pinnatisectum) pův. hm. hlíz. Relativní abundance frakce inhibitorů proteas je literárně uváděna
v rozpětí 30 – 50 %, což naše výsledky téměř ve všech případech převyšují (tab. 3). Frakce inhibitorů
proteas je však v naší práci definována jako všechny bílkovinné pruhy v elektroforetickém profilu
s rozpětím molekulové hmotnosti 8 – 31 kDa.
Pro komplexní hodnocení studovaných genotypů byl vypočten index ploch paprskových grafů (obr.
1) zahrnujících čtyři parametry (průměrná hmotnost hlíz, obsah sušiny, obsah bílkovin v sušině,
relativní abundance patatinu). Hodnotové rozpětí parametrů bylo zvoleno modelově a všechny
parametry měly při výpočtu stejnou váhu. Největší index plochy (max. = 2) zaujímaly genotypy
S. tuberosum cv. Westamyl (0,736), S. goniocalyx (0,664) a S. sucrense (0,618). I přes výhodu tohoto
systému – zhodnocení genotypů „jedním číslem“ – může dojít ke zkreslení situace. Např. vysoká
hodnota plošného indexu u genotypu S. goniocalyx je daná především vysokou hmotností hlíz.
Hodnocení vhodnosti sledovaných genotypů pro využití k mezidruhové hybridizaci přesahuje svým
rozsahem i složitostí možnosti této práce. I přes složitost mezidruhové hybridizace by mohlo být
pozitivní zjištění, že S. sucrense, jenž by mělo poměrně dobře vytvářet mezidruhové hybridy
s kulturním bramborem S. tuberosum (Sedláková, 2010), má vysoký obsah bílkovin i patatinu v hlízách.
192
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 2: Základní parametry hlíz hodnocených genotypů
Průměrná
Sušina hlíz
Druh
hmotnost hlíz [g]
[% původ. hmoty]
Obsah dusíku
[% původ. hmoty]
S. tuberosum cv. Desirée
S. tuberosum cv. Kuras
S. tuberosum cv. Westamyl
5,1 d
18,5 b
19,1 b
22,2 i
32,9 cd
32,4 d
0,32 e
0,33 e
0,42 de
S. andigenum
S. goniocalyx
S. phurea
S. stenotomum
4,6
26,7
3,4
7,9
d
a
e
c
21,9
22,6
17,0
29,6
ij
hi
l
e
0,72
0,43
0,62
0,44
c
de
cd
de
3,4
2,9
2,4
1,9
2,3
2,7
1,4
4,8
e
ef
fg
gh
fg
ef
h
d
19,5
35,7
25,6
33,3
23,1
27,4
21,3
44,3
k
b
g
c
h
f
j
a
0,36
0,32
0,78
0,99
0,63
0,63
1,11
0,40
e
e
bc
ab
cd
cd
a
de
S. bulbocastanum
S. chacoense
S. leptophyes
S. pinnatisectum
S. sparsipilum
S. stoloniferum
S. sucrense
S. yungasense
Rozdílná malá písmena ve sloupcích indikují průkazný rozdíl na hladině významnosti P < 0,05
(Fisher LSD test).
Tab. 3: Obsah bílkovin a hlavních bílkovinných frakcí v hlízách
Obsah
Patatin
bílkovin
Druh
[% pův. hm.]
Frakce inhibitorů
proteas
obsah
[% pův. hm.]
PRA
[% rel.]
obsah
[% pův. hm.]
PIFRA
[% rel.]
S. tuberosum cv. Desirée
S. tuberosum cv. Kuras
S. tuberosum cv.
Westamyl
1,04 i
1,17 h
0,14 h
0,19 g
13,7
16,3
0,80 g
0,95 ef
76,5
81,8
1,67
0,53 c
31.5
0,98
58,6
S. andigenum
S. goniocalyx
S. phurea
S. stenotomum
1,96
1,08
1,26
1,54
c
i
g
f
0,44
0,28
0,35
0,45
d
f
e
d
22,2
25,8
27,8
28,9
1,39
0,65
0,72
1,02
b
hi
gh
e
70,9
59,9
57,2
66,0
S. bulbocastanum
S. chacoense
S. leptophyes
S. pinnatisectum
S. sparsipilum
S. stoloniferum
S. sucrense
S. yungasense
0,80
1,71
1,50
2,39
1,74
1,17
1,93
2,10
j
de
f
a
d
h
c
b
0,14
0,28
0,54
0,19
0,56
0,16
0,84
0,45
h
f
bc
g
b
gh
a
d
17,6
16,1
35,8
8,0
32,2
14,1
43,5
21,4
0,62
1,29
0,94
1,84
1,12
0,95
0,93
1,47
i
c
ef
a
d
ef
f
b
77,6
75,9
62,6
77,0
64,4
81,5
48,0
70,0
e
ef
Pozn.: PRA – relativní abundance patatinu, PIFRA – relativní abundance frakce
s převahou inhibitorů proteas (8 - 31 kDa). Rozdílná malá písmena ve sloupcích indikují
průkazný rozdíl na hladině významnosti P < 0,05 (Fisher LSD test).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
193
Obr. 1: Ukázka komplexního hodnocení genotypů brambor pomocí paprskových grafů
s využitím vybraných charakteristik hlíz. ATW – průměrná hmotnost hlíz (v g; rozsah
0 - 30 g), DM – sušina hlíz (v % pův. hm.; rozsah 0 - 50 %), PC DM – obsah v bílkovin
v sušině (v % sušiny; rozsah 0 - 10 %); PRA – relativní abundance patatinu (v %
celkového proteinu; rozsah 0 - 50 %); bezrozměrné číslo v závorce za názvem genotypu je
index plochy čtyřúhelníku s maximem 2,00
S. tuberosum cv. Desireé (0,229)
S. tuberosum cv. Kuras (0,479)
S. tuberosum cv. Westamyl (0,736)
S. andigenum (0,462)
S. bulbocastanum (0,194)
S. sparsipilum (0,457)
S. goniocalyx (0,664)
S. chacoense (0,298)
S. stoloniferum (0,214)
S. phureja (0,383)
S. leptophyes (0,410)
S. sucrense (0,618)
S. stenotomum (0,459)
S. pinnatisectum (0,322)
S. yungasense (0,417)
194
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Závěr
Výsledky ukázaly, že méně pěstované a plané druhy brambor mohou významně zvyšovat
variabilitu obsahu bílkovin a jejich frakcí v hlízách oproti genotypům S. tuberosum. Nalezení
kombinace vysokých hodnot sledovaných parametrů v jednom genotypu je vzácné a jediný způsob
hodnocení genotypů nemusí poskytovat jednoznačné závěry. Nejvyšší hodnoty obsahu bílkovin
v hlízách byly nalezeny u genotypů S. pinnatisectum (2,39 %), S. yungasense (2,10 %) a S. andigena
(19,6 %), nejvyšší hodnoty obsahu patatinu v hlízách byly nalezeny u genotypů S. sucrense (0,84 %),
S. sparsipilum (0,56 %), S. leptophyes (0,54 %). Dosažené výsledky nelze přeceňovat, je potřebné
provést ročníkové opakování.
Poděkování
Výsledky a publikace vznikly v rámci řešení výzkumného projektu MZe NAZV č. QI91A069.
Literatura
BÁRTA, J., BÁRTOVÁ, V. (2007). Bílkoviny hlíz bramboru (Solanum tuberosum L.). Vědecká monografie, Jihočeská
univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, České Budějovice, 116 p.
BÁRTA, J., BÁRTOVÁ, V., ČURN, V., DIVIŠ, J., PETERKA, J. (2008). Stanovení obsahu bílkovin v sušině hlíz brambor
pomocí vybraných kolorimetrických technik. Metodika pro praxi, ZF JU v Českých Budějovicích, 24 p. (ISBN:
978-80-7394-099-7).
BÁRTA, J., BÁRTOVÁ, V. (2008). Patatin, the major protein of potato (Solanum tuberosum L.) tubers, and its occurrence
as genotype effect: processing versus table potatoes. Czech J. of Food Sciences 26: 347-359.
BÁRTA, J., ČURN, V. (2004). Bílkoviny hlíz bramboru (Solanum tuberosum L.) – klasifikace, charakteristika, význam.
Chemické Listy 98: 373-378.
DALE, M. F. B.; MACKAY, G. R. (1994). Inheritance of table and processing quality. In Potato Genetics; Bradshaw, J. E.,
Mackay, G. R., eds.; CAB International: Wallingford, UK, 1994; p 552.
DOBSON GARY, SHEPHERD T., VERRALL S. R., GRIFFITHS W. D., RAMSAY G., MCNICOL J. W., DAVIES H. V.,
STEWART D. (2010). A Metabolomics study of cultivated potato (Solanum tuberosum) groups Andigena, Phureja,
Stenotomum, and Tuberosum using gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Agricultural and Food
Chemistry 58: 1214-1223.
HAWKES, J. G. (1994). Origins of cultivated potatoes and species relationships. In Potato Genetics; Bradshaw, J. E.,
Mackay, G. R., eds.; CAB International: Wallingford, UK, 1994; p 552.
KÄRENLAMPI, S. O.; WHITE, P. J. (2009). Potato proteins, lipids, and minerals. In Advances in potato chemistry and
technology; Singh, J., Kaur, L. eds.; Academic Press imprinted by Elsevier: Amsterdam, Netherlands, 2009; p 508.
KONINGSVELD VAN G.A., WALSTRA, P., VORAGEN, A.G.J., KUIJPERS, I.J., BOEKEL, VAN M.A.J.S., GRUPPEN,
H. (2006). Effect of protein composition and enzymatic activity on formation and properties of potato protein
stabilized emulsions. Journal of Agricultural and Food Chemistry 54: 6419-6427.
MIEDZIANKA, J., PEKSA, A., ANIOLOWSKA, M. (2012). Properties of acetylated potato protein preparations. Food
Chemistry 133: 1283-1291.
POUVREAU, L. (2004). Occurence of physico-chemical properties of protease inhibitors from potato tubers (Solanum
tuberoslum). Ph.D. thesis. Wageningen Agricultural University, Wageningen, The Netherlands, 157 p.
SEDLÁKOVÁ, V. (2010). Tvorba a molekulární detekce somatických hybridů bramboru s vyšší odolností k plísni
bramboru. Disertační práce. FAPPZ, ČZU v Praze, Praha, 179 p.
SMITH, P.K., KROHN, R.I., HERMANSON, G.T., MALLIA, A.K., GARTNER, F.H., PROVENZANO, M.D.,
FUJIMOTO, E.K., GORKÉ, N.M., OLSON, B.J., KLENK, D.C. (1985). Measuremat of protein using
bicinchoninic acid. Analytical Biochemistry 150: 76-85.
Contact address: Asoc. Prof. Jan Bárta, Ph.D., Division of Crop Production, Faculty of Agriculture,
University of South Bohemia in České Budějovice, Studentská 13, 370 05 České Budějovice
E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
195
MOŽNOSTI PRODUKCE SADBY BRAMBOR V PODMÍNKÁCH
EKOLOGICKÉHO ZEMĚDĚLSTVÍ
Production Possibilities Seed Potatoes in Conditions of Organic Farming
Petr Dvořák, Libor Mičák
KRV ČZU v Praze
Abstract
This paper presents the available options regulation of aphids, respectively virus diseases in seed
potatoes in the system of organic agriculture. These experiences and the results were verified in our
experiment, which provided valuable results of these conditions. According to the results of ELISA test
the choosing the very early varieties, pre-sprouting of seed and buffer strip of buckwheat complied and
met the health requirements of seed potatoes. Varieties with longer vegetation are (in terms of organic
agriculture) more demanding and require greater demands for protection against vectors of virus
diseases.
Keywords: seed potatoes, aphids, neem, buffer strips
Souhrn
Tento příspěvek předkládá dostupné možnosti regulace mšic, resp. virových chorob u sadbových
brambor v podmínkách ekologického zemědělství. Tyto zkušenosti a výsledky jsme ověřovali v našem
pokusu, který poskytl cenné zkušenosti z těchto podmínek. Výběr velmi raných odrůd, předklíčení
sadby a obsev pohankou dle výsledků ELISA testů vyhovělo a splnilo požadavky na zdravotní stav
sadbových hlíz. Pěstování odrůd s delší vegetací je (v podmínkách ekologického zemědělství)
náročnější a vyžaduje vyšší nároky na ochranu proti přenašečům virových chorob.
Klíčová slova: sadba brambor, mšice, neem, obsevy
Biologická ochrana a podpora přirozených nepřátel je významnou částí komplexního přístupu
k regulaci mšic v porostech sadbových brambor. Mšice mají řadu nepřátel, kterým je třeba vytvořit
vhodné podmínky a efektivně je podporovat.
Je třeba mít na paměti, že přirození nepřátelé mšic se obvykle objeví s určitým zpožděním, protože
reagují na jejich přítomnost. Je tedy vhodné mít prostředky, které toto období pokryjí či zkrátí. Např. na
okraje pozemku či do porostu umístit takové kvetoucí rostliny, které přitahují a udržují užitečný hmyz.
V případě uplatňování biologické ochrany je v prvé řadě třeba se vyhnout používání neselektivních
biopesticidů (Neem Azal T/S či Spintor). V této oblasti lze také přistoupit k přípravě vlastních postřiků
z vhodných rostlin a látek (jejich vlastní účinnost bývá nižší, ale často s minimálním účinkem na
necílové organismy).
Entomologické studie popisují i další možnou cestu regulace mšic, a to cestou regulace mravenců,
kteří se krmí medovicí, a tím ochraňují kolonie mšic a ztěžují či znemožňují práci přirozeným
nepřátelům. Elwell a Maas (1995) podrobně studovali možnosti regulace mravenců v polních
podmínkách. Uvádí např. kypření půdy či zavlažování pozemku (přeronem), čímž podle nich lze
kolonie mravenců výrazně regulovat. A to tím, že se vajíčka a larvy mravenců vystaví predátorům a
slunečnímu záření.
196
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Příprava sadby a zakládání porostů
Předkličování
Studie provedená v Německu naznačuje, že předkličování může být prostředkem pro snížení
infekce hlíz PVY. Z výsledků Döring a Saucke (2003) vyplývá snížení infekce hlíz až o 50 %.
Mulčování
Povrchové mulčování rostlinnými materiály (sláma, jetelotráva, seno) může významně snížit
výskyt virových chorob u sadbových hlíz. Na mulčovaných plochách byla statisticky významně snížena
populace mšic, což se v praxi projevilo i ve snížení PVY o 28 % (Döring a Saucke, 2003).
Kombinace předklíčení a mulčování může být účinným prostředkem snížení náletu mšic a PVY
infekce hlíz v porostech sadbových brambor.
Biopesticidy a další metody regulace během vegetace
Neem Azal
Neem v podobě extraktů, olejů je účinným pomocníkem pro regulaci mšic při brzkém náletu, kdy
není dostatek přirozených nepřátel a hrozí vážné nebezpečí přenosu virových chorob. Přesto tyto látky
nejsou účinné proti všem druhů mšic a k efektivní kontrole je dále nezbytná časná aplikace v rané fázi
náletu mšic (např. dle prognózy VÚB či vlastní signalizace na lepových deskách a miskách). Neem má
také pomalý způsob účinku, který je obvykle viditelný až za 10 dní po aplikaci. U neemu je obvykle
nezbytné postřik opakovat (u tohoto přípravku je však stanoveno omezení spočívající v možnosti pouze
2 aplikací za vegetaci, což je v sadbových porostech často nedostačující).
Další rostlinné přípravky
Chilli papričkám, skočci či kopretinám jsou přisuzovány účinky proti mšicím a lze nalézt návody a
postupy pro jejich přípravu (vhodných především na zahrádku či pokojové květiny). Také další plodiny
anýz, pažitka, česnek, cibule, ředkvička, petržel jsou doporučovány pro souběžné pěstování
(intercroping) s bramborami.
Právě intercroping cibule (Allium cepa) snížil počty mšice Aphis gossypii v porostech sadbových
brambor. Pro dosažení tohoto snížení byla cibule vysázena v řádku brambor po 0,75 m (Potts a Gunadi,
1991). Gaspari et al. (2007) uvádí pro změnu vliv kopřivy, resp. jejího vodného výluhu na snížení
plodnosti mšic (v průměru o 20 %).
Pro potřeby pěstitelů sadbových brambor jsou komerčně dostupné přípravky z kopretiny
(Pyrethra), které jsou účinné proti mšicím, ale také proti predátorům. V mnoha dalších oblastech světa
lze pro potlačení mšic nalézt dobré zkušenosti s pěstováním kopru vonného (Anethum graveolens),
lichořeřišnice větší (Tropaeolum majus), bojínku lučního (Phleum pratense L.) (Bug Lady, 2004) či
pohanky obecné (Fagopyrum vulgare). Poslední dvě zmiňované jsou v našich podmínkách běžné,
dostupné a pěstovatelé na větších plochách. Langoya a Rijn (2008) uvádí důležitost pestrosti plodin a
dostupnosti květů po celou vegetaci, neboť slouží jako potrava pro predátory a je nevyhnutelná pro
dokončení jejich životního cyklu.
Ukončení vegetace a sklizeň
Stanovení správného termínu odstranění natě (z pohledu výskytu mšic či plísně bramboru) a
sklizně (s ohledem na vyzrálost a výtěžnost hlíz) je jedním z hlavní bodů pěstitelské technologie. Toto
se prvovádí mechanickou cestou (cepáky či mulčovači), podmínky ekologického způsobu hospodaření
jinou možnost nedovolují.
V poslední době se lze na vhodných lokalitách setkat s dalším způsobem, tzv. „green crop lifting“,
který je při časné sklizni v porostech sadbových brambor spojen s o 17 % nižší infekcí PVY (Böhm a
Fittje, 2003). Naproti tomu však dochází k výraznějšímu výnosovému poklesu o 18 %, avšak v rámci
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
197
tržních sadbových hlíz (28 - 50 mm) už jen o 14 % (Böhm a Fittje, 2003). V podstatě se jedná o velmi
brzkou sklizeň, kdy nať je zelená a před sklizní se neodstraňuje (tj. porosty se sklízí i s natí). To však
přináší zvýšené nároky na sklízeče, problémy s nevyzrálostí hlíz, zvýšeným mechanickým poškozením
a hnilobami (zejména během skladování). Pro využití tohoto postupu jsou vhodnější sušší oblasti s
pozemky bez kamenů a provozy se šetrnou sklizňovou a precizní posklizňovou linkou (právě z důvodu
snížení mechanického poškození hlíz, nutného oschnutí a zahojení nevyzrálých hlíz, tj. pro menší
provozy či partie).
Metodika
Na Výzkumné stanici katedry rostlinné výroby v Praze-Uhříněvsi byl v roce 2012 na ekologicky
certifikované ploše založen pokus pro ověření možnosti snížit výskyt mšic a následně i obsah virových
chorob v hlízách brambor. Do pokusů byly zařazeny tři odrůdy (Bellarosa, Radana a Red Anna). Sadba
(kategorie A) byla předklíčena a vysázena poloautomatickým sazečem (18.4.12). Každá odrůda byla
(bez opakování) vysázena na parcelu o velikosti 153 m2 a obseta pásem širokým 6 m. Během vegetace
byla uplatňována mechanická kultivace a proveden jeden postřik přípravkem Spintor (0,15 l/ha,
21.6.12) a jeden postřik proti plísni bramboru (Flowbrix 2,7 l/ha, 21.6.12). Pokusné parcely byly
rozměřeny a na příslušných dílcích provedeno: 29.6.12 u odrůdy Bellarosa - 1. ruční vytrhání natě (s
odvozem natě z pozemku) a 2. mechanické rozbití natě; 9.7.12 u odrůdy Radana a Red Anna - 1. ruční
vytrhání natě (s odvozem natě z pozemku) a 2. mechanické rozbití natě. Kontrolní porost byl založen a
ošetřen za stejných podmínek jen s tím rozdílem, že nebyl obset pohankou a nať byla odstraněna až
týden před sklizní a odběrem vzorků. Termín sklizně a odběru vzorků byl pro všechny varianty stejný
(26.7.12). Při sklizni bylo náhodně z každé varianty vykopáno 35 trsů, ze kterých pak byly odebrány
hlízy pro laboratorní analýzy. Odebrané vzorky hlíz byly předány laboratornímu centru VÚB
v Havlíčkově Brodě k diagnóze virové infekce metodou ELISA PP1 (dle metodik ÚKZÚZ).
Výsledky a diskuse
Ročník 2012 z hlediska vývoje počasí přál náletu mšic (graf 1) a již 24. týden patřil k těm velmi
silným (na některých místech již překračoval až čtyřnásobně nejsilnější záchyty z katastrofického roku
1994. Na základě této prognózy jsme na příslušných parcelkách přistoupili ke zmulčování a vytrhání
natě. Také 25. týden byl ve znamení velmi silného náletu do Lambersových misek, umístěných
v porostech brambor, na což pěstitele brambor SRS upozorňovala a doporučovala, aby udržovali
insekticidní clonu v porostech sadbových brambor.
Graf 1: Průběh situace náletu mšic (zdroj SRS)
198
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Včasné založení porostů z předklíčené sadby zajistilo, že při masivním náletu mšic a při brzkém
odstranění natě u příslušných parcel, byla v porostu již přijatelná výnosová úroveň hlíz sadbové
velikosti.
Zdravotní stav hlíz byl velmi uspokojivý. U hlíz velmi raných odrůd Bellarosa a Radana nebyly
u žádné z pokusných variant zjištěny virové choroby (tab. 1). Pouze u kontrolní varianty polorané
odrůdy Red Anna bylo po přepočtení zjištěno 3,8 % těžkých virových chorob (TVCH).
Tab. 1: Zjištěné obsahy virových chorob v hlízách brambor u jednotlivých odrůd, způsobů a termínů
odstranění natě (z podmínek ekologického systému pěstování v roce 2012)
Odrůda
Varianta
Počet
Z toho počet pozitivních
Přepočtené
rostlin
% TVCH
SV
Y
A
XM
Bellarosa
kontrola bez obsevu
35
0
0
0
0
0
Bellarosa
nať mulčovaná
35
0
0
0
0
0
Radana
kontrola bez obsevu
35
0
0
0
0
0
Radana
nať mulčovaná
35
0
0
0
0
0
Radana
nať vytrhaná
35
0
0
0
0
0
Red Anna
kontrola bez obsevu
35
0
0
0
4
3,8
Red Anna
nať mulčovaná
35
0
0
0
0
0
Red Anna
nať vytrhaná
35
0
0
0
0
0
K produkci biosadby jsme se snažili využít nám známé a dostupné možnosti snížení náletu mšic a
přenosu výskytu virových chorob. V podmínkách ekologického zemědělství je předklíčení či minimálně
narašení sadby nezbytností (zejména za účelem zkrácení vegetace, ale i z pohledu plísně bramboru).
Právě uspíšení vegetace se jistě podstatnou měrou v letošním roce zasloužilo o snížení infekce hlíz. V
době masivního náletu mšic bylo možné již u porostu velmi rané odrůdy Bellarosa přistoupit
k odstranění natě, neboť trsy již měly vysokou výtěžnost sadbových hlíz. Opíráme se a zároveň si
dovolujeme souhlasit se závěry řady autorů, kteří dospěli k podobným výsledkům. Jako např. Karalus
(1998) při použití předklíčené sadby zajistil snížení PVY o 29 %.
Pro naše pokusy jsme zvolili obsev pohanky, jejíž kvetoucí porost a účinek nektaru by měl podle
Jacometti et al. (2010) výrazně zvyšovat populaci zlatoočka (o 70 %) a významně snižovat populaci
mšic (o 39 %). Delší vegetace u polorané odrůdy Red Anna a absence obsevu pohanky u kontrolní
varianty měla vliv na zvýšený výskyt TVCH (tab. 1). Jsme si vědomi, že tyto výsledky jsou jednoleté a
potřebují delší časovou řadu na ověření a stanovení metodiky pro podmínky ekologického zemědělství.
Závěr
Výše uvedené výsledky naznačují, že i při silnějším náletu mšic lze, v podmínkách ekologického
zemědělství, za využití výhod (ranějších odrůd, předklíčení, včasné výsadby, obsevů či mulčování)
regulovat výskyt virových chorob. Produkce sadbových hlíz je tak v podmínkách ekologického
zemědělství možná. Vyžaduje však maximálního znalost a využití těchto regulačních metod a postupů.
Poděkování
Těchto výsledků bylo dosaženo díky uplatnění výsledků z projektu MZe ČR NAZV č. QH82149,
jehož jedním dílčím cílem byla regulace mandelinky bramborové za využití vhodných doprovodných a
repelentních rostlin. Příspěvek vznikl za podpory „S“ projektu MŠMT ČR.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
199
Literatura
BÖHM H. a FITTJE S. (2002). Abstracts of papers and posters, EAPR Vorträge für Pflanzenzüchtung, European
Association for Potato Research (EAPR), Vorträge für Pflanzenzüchtung, no. Supplement I, p. 107.
DÖRING T. a SAUCKE H. (2003). Strohmulch und Vorkeimen zur Minderung des Virusrisikos in ökologisch produzierten
Pflanzkartoffeln. Paper presented at 7. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau "Ökologischer Landbau
der Zukunft", Wien, 24.- 26.02.2003; Published in Freyer, Bernhard, Eds. Beiträge zur 7. Wissenschaftstagung zum
Ökologischen Landbau "Ökologischer Landbau der Zukunft": 545-546 (Online: www.orgprints.org/00001104).
ELWELL H. A MAAS A. (1995). Natural Pest & Disease Control. Natural Farming Network, Zimbabwe, P.O.Box 301,
Causeway, Harare.
GASPARI M., LYKOURESSIS D., PERDIKIS D. A POLISSIOU M. (2007). Nettle extract effects on the aphid Myzus
persicae and its natural enemy, the predator Macrolophus pygmaeus (Hem., Miridae). J. Appl. Entomol., 131
(9-10): 652–657 (Doi: 10.1111/j.1439-0418.2006.01095.x).
KARALUS W. (1998). Einfluss des Vorkeimens auf den Krankheitsbefall im Ökologischen Kartoffelbau. Der Kartoffelbau,
49 (5): 196-199.
LANGOYA, L.A. A P.C.J. VAN RIJN (2008). The significance of floral resources for natural control of aphids. Proc.
Netherlands Entomological Society meeting, 19: 67-74 (Online http://dare.uva.nl/document/126830).
JACOMETTI M., JØRGENSEN N. A WRATTEN S. (2010). Enhancing biological control by an omnivorous lacewing:
Floral resources reduce aphid numbers at low aphid densities. Biological Control, 55: 159–165.
POTTS M.J. A GUNADI N. (1991). The influence of intercropping with Allium on some insect populations in potato
(Solanum tuberosum). Annals of Applied Biology, 119(1): 207-213.
Contact address: Petr Dvořák, Ph.D., Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
200
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
VLIV DESINFEKCE BRAMBOROVÉ SADBY NA ZDRAVOTNÍ STAV
POROSTU A VÝNOS SADBOVÝCH HLÍZ
The Effect of Tuber Seed Potato Disinfection on Plant Health and Yielding on Tuber Seed
Potato Plantations
Wojciech Słabicki1, Maria Pytlarz-Kozicka2
1
Private farm in Marszowice*
2
Wroclaw University of Environment al and Life Sciences, Poland
Abstract
The aim of research was determination of efficiency of seed – potatoes disinfection on seed
plantations in fungi diseases control and in the reduction in the occurrence of virus diseases vectors.
Research proved that applied disinfection of tuber seed – potatoes of very early potato cultivar
Denar, contributed to decreased infestation of plants with fungi and virus diseases in relation to control
object and at earlier harvest.
Higher total yield of tubers, seed – potatoes and marketable fraction was obtained from the objects
with seed – potatoes disinfection, both with Prestige 290 FS and with Nuprid 600 FS preparation.
Earlier harvest resulted in decreased tuber yield, but increased yield of seed – potatoes and higher
percentage share of seed – potatoes in total yield.
Keywords: seed – potato disinfection, plant health, yield
Souhrn
Cílem experimentu bylo posouzení efektivity desinfekce sadby brambor pro omezení výskytu
houbových chorob a snížení množství přenašečů viróz.
Výzkum potvrdil, že aplikace desinfekce sadby u odrůdy velmi raných brambor Denar přispěla ke
snížení výskytu houbových a virových chorob ve vztahu ke kontrole a ranosti sklizně. Vyšší celkový
výnos a výnos sadbových hlíz byl zjištěn u obou variant desinfekce hlíz, u přípravku Prestige 290 FS i u
Nuprid 600 FS. Raná sklizeň sice snížila celkový výnos, ale navýšila podíl sadbových hlíz na celkovém
výnosu.
Klíčová slova: sadba brambor, desifekce, zdravotní stav, výnos
Introduction
In Poland, the share of qualified seed – potatoes ranges merely 3 – 5 % of total potatoes cultivation
area, which, as compared to other countries, gives definitely modest results. The cause of this situation
can be high prices of seed – potato material and economic failure of the farmers, as well as poor
promotion of new marketable cultivars.
The basic element of potatoes production on seed plantations and, at the same time, the condition
of their appropriate growth, is health seed – potato material, as disease – infested tubers constitute the
main source of infection in the course of the growing period. Protection against diseases developing
during potatoes emergence consists, first of all, in disinfecting seed – potato material. The latter
procedure is justified, on production plantations, when severe infestation with rhizoctoniose takes place
or, when the spring is wet and cold. Spring disinfection allows to protect tubers during the period of the
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
201
most harmful effects of the disease. On the other hand, in seeds cultivation this treatment is necessary,
because the purpose of such cultivation is obtaining healthy progeny tubers and disinfected tubers are
also protected against pathogens contained in the soil, which, at favorable conditions can attack
emerging sprouts and young stems. Plants growing from disinfected tubers feature faster growth and
they are much stronger than those originating from not disinfected tubers, which, in the case of seed –
potatoes plantations is of the highest importance. The aim of research was determination of the
efficiency of seed – potatoes disinfection in fungi diseases control and in reducing the occurrence of
virus diseases vectors on seed – potatoes plantations.
Methodology
Field experiments were conducted in a private farm in Marszowice near Oława in the years 2010 2012, according to the split - plot method, with two variables: 1. Disinfection of potato tubers – a)
control – without disinfection, b) Prestige 290 FS, c) Nuprid 600 FS. 2. Harvest term: a) early harvest
after spraying with Reglone preparation, b) harvest after natural drying up of the haulm.
The examined seed dressing involved: Prestige 290 FS, - insecticide and fungicide of contact and
stomach action for disinfecting seed – potatoes in order to protect them against aphides, Colorado
beetle, wireworms and rhizoctoniose. In a plant it features a systemic action. The content of biologically
active substances: imidacloprid - 140 g/l and pencycuron - 150 g/l. It is applied in the dose of 75 ml in
1,5 l water per 100 kg potatoes.
Nuprid 600 FS – insecticide of a contact and stomach action, for disinfecting seeds against pests
occurring in an early stage of plant development. In a plant, it characterizes a systemic action. The
content of biologically active substances: imidacloprid - 600 g/1 preparation. Application was in the
dose of 75 ml in 1,5 l of water per 100 kg potatoes.
The experiment was carried out on the Brown soil originating from slightly loamy sand on heavy
loamy sand. The soil is classified to III soil class of good wheat complex. Soil reaction determined in 1n
KCl was slightly acid and soil richness in phosphorus, magnesium and potassium represented a medium
level. The experiment was established according to the split – plot method, in four replications, in the
second half of April. Planting was done by hand, using a marker, to the depth of 6 - 8 cm, with
seed - potatoes of very early Denar cultivar, in B III degree in the first year and reproduced in the farm
in the following years of research. Inter - rows spacing amounted 75 cm and in a row it ranged about 35
cm. The size of a plot equaled 3,0 m (4 rows) x 10 m = 30,0 m2.
During the growing period, there took place observation of plant growth and development, as well
as of infestation with pathogens in order to prove the induction of plant resistance through disinfection
applied. The mentioned observation involved records of the occurrence of subsequent development
stages, counting of plants infested with virus and fungi diseases, as well as counting of the amount of
aphides on 100 leaves, on each object, every two weeks after full emergence. After the stage of buds
forming had been finished, there were collected samples of 10 plants from each plot and there were
weighed above – ground parts of plants, tubers, roots and stolons, to analyze the effect of seed –
potatoes disinfection on stimulation of plants growth and development. Potatoes were harvested in two
terms, depending on the objects: two weeks after spraying with Reglone preparation (early harvest) or
after natural drying up of the haulm, done by hand, after digging potatoes out by potato elevator digger.
After the harvest, there were determined total tubers yield and its structure, reproduction index, as well
as the weight of an average tuber. The results were subjected to statistical analysis, following analysis
of variance for two – factorial experiment, established according to the split – plot method. Significance
of the effect of the examined factors was determined on the basis of the F-test in analysis of variance.
Results and discussion
Weather conditions in the years of research (tab. 1), in potato growing period, differed from mean
values for many years. The distribution of precipitation was highly diverse and mean monthly
202
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
temperatures were higher from those recorded for many years, which disadvantageously affected the
size of tubers yield.
Tab. 1: Mean air temperatures (ºC) and summary precipitation (mm) in growing period in Swojec
Research – Development Stationw okresie wegetacji - Swojec
Mean value for the
Mean value for the
2010
2011
2012
years 1976 - 2005
years 2010 – 2012
Month
0
Mean air temperatures ( C)
April
8,3
9,3
11,9
9,8
10,3
May
14,1
12,7
14,8
15,8
14,4
June
16,9
17,9
19,1
17,2
18,1
July
18,7
21,4
18,2
20,0
19,9
August
17,9
18,9
19,2
19,3
19,1
Month
Summary precipitation (mm)
April
30,5
45,4
27,0
27,6
33,3
May
51,3
140,7
49,4
63,7
84,6
June
59,5
32,9
95,7
94,7
74,4
July
78,9
78,6
170,9
108,0
119,2
August
61,7
109,1
78,9
73,2
87,1
The development of plants depended on cultivar traits and applied seed dressing did not influence
on the length of development stages, as well as on the length of growing period. Seeds emergence was
even due to optima soil temperature and sufficient amount of precipitation in that period. After
emergence had been finished, the percentage of missing plants in the experiment was not significant and
it ranged from 0,1 % to 7,2 % , depending on the object and the year of research. Plant losses after
emergence resulted, first of all, from seed – potatoes rotting caused by Phytoftora infestans fungus or by
the disease caused by Erwinia carotovora var. Atroseptica bacteria. The most harmful form of
rhizoctoniose, according to Lutomirska and Szutkowska (2000), is rotting of seed – potatoes sprouts,
which brings about delay in plant development and can even prevent a tuber from germination and,
therefore, translate into considerable losses in emergence on plantations..the source of infection,
according to Gudemestad (2002) are seed – potatoes. In our investigation there were observed higher
amounts of losses o control objects, which, according to Osowski and Bernat (2010) can prove that
disinfection of tubers as a protective treatment becomes highly important as far as seed – potatoes
cultivation is concerned.
Colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata) occurred occasionally and applied spraying with
insecticides efficiently eliminating that pest. However, there was recorded numerous occurrence of
dicotyledon weeds, like white goose - foot (Chenopodium album), common wormwood (Artemisia
vulguris L.) or, from monocotyledon weeds, barnyard grass (Echinochloa crus-galli).
The examined seed dressings did not differentiate the amounts of aphides on the objects with
disinfected seed – potatoes as compared to control object (tab. 2). The quantity of aphides inhabiting
potato leaves depended on the date of observation and the year of research. Similar conclusions were
drawn by Kostiw (2004), who stated that the number of vectors is dependent on weather conditions, the
efficiency of their transmission of viruses and the term of aphides migration cannot be controlled by
humans. According to Kostiw (2004), the most important factor is cultivar resistance and infection
pressure zone, i.e. aphides species composition understood as efficiency of vectors in transmission of
viruses, term of their migration and their number, as well as, additionally, the number of virus sources.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
203
Tab. 2: Observation of aphides in growing period
Year
2010
2011
2012
Date of
observation
Harvest time
Species of
aphides
M. p.
A.n., A.f.
Other
Sum
M. p.
A.n., A.f.
Other
Sum
M. p.
A.n., A.f.
Other
Sum
1-10 VI
Early
21-30 VI
Late
Early
1-10 VII
Late
Early
11-20 VII
Late
Early
Late
B
U
B
U
B
U
B
U
B
U
B
U
B
U
B
U
1
2
2
5
2
1
3
0
1
1
0
0
2
6
7
15
2
4
1
7
0
0
1
1
0
5
4
9
1
3
3
7
2
7
2
11
2
2
1
1
1
1
1
3
7
11
1
1
2
9
1
10
3
3
1
1
1
1
3
6
12
21
2
1
3
6
2
7
3
12
1
1
3
3
0
3
5
8
16
1
1
2
1
2
3
6
2
1
3
1
1
0
1
3
1
5
2
4
3
9
3
1
4
3
3
0
2
2
2
3
2
7
5
1
3
9
3
1
4
1
1
2
0
0
B – wingless, U – winged, M. p. – Myzus persicae, A. n. - Aphis nasturtii, A. f. – Aphis frangulae
The percentage of plants suffering from virus diseases (tab. 3) increased in the subsequent years of
research. It was higher on control objects and when potatoes were harvested after drying up of the
haulm. Application of both examined seed dressings provided for the decrease in plants infestation with
virus diseases and improved health of subsequent potatoes generations to the same degree.
Tab. 3: Percentage of plants showing the symptoms of virus diseases
Seed
2010
2011
Harvest
dressing
term
Y
L
M Sum Y
L
M Sum
Early
Kontrola
After
drying up
Early
Prestige
290FS
After
drying up
Early
Nuprid
After
600 FS
drying up
2012
Y
L
M
Sum
3
-
-
3
5
-
-
5
7
2
1
10
2
1
-
3
7
1
-
8
8
1
-
9
-
-
-
-
1
-
-
1
1
1
-
2
2
-
-
2
3
-
-
3
3
-
1
4
1
-
-
1
1
-
-
1
1
1
-
2
1
-
-
1
3
-
-
3
4
-
-
4
Disinfecting seed – potatoes in the case of infestation with fungi diseases (tab. 4) advantageously
affected on plant health. Basing on research results it was possible to state that disinfecting seed –
potatoes with Prestige 290FS, which has pencycuron in its composition, did significantly influence on
reduction in infestation with Phytoftora infestans fungus. The effect of reduction in plant infestation
with rhizoctoniose Cartier were also confirmed in the works by Bernat and Osowski (2006), Wróbel
and Erlichowski (1998), as well as by other authors.
204
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Tab. 4: Percentage of plants infested with fungi diseases
Seed dressing
Harvest term
Control
Prestige 290FS
Nuprid 600 FS
NIR (α = 0,05)
Early
After drying up
NIR (α = 0,05)
2010
5,9
2,6
4,8
1,4
2,8
5,9
1,3
2011
% of infested plants
6,3
2,9
4,1
1,9
3,1
5,7
1,7
2012
6,6
3,2
5,5
1,6
3,7
6,3
1,2
The examination of plant weight (tab. 5), conducted in the experiment in the stage of finished bud
formation, proved that disinfection of seed – potatoes contributed to significant increase in mean weight
of shoots, tubers and roots in comparison to the data obtained from the control object. It is very import
ant for seed plantations, because, following the findings by Kostiwa and Robak (2009), better –
developer plants, i.e. biologically older plants, are more resistant to infestation with virus diseases as
they acquire immunity to virus diseases connected with age.
Tab. 5: Weight of 1 plant (g) in growing period – mean values for research years
Seed
dressing
Harvest term
Control
Prestige
290FS
Nuprid 600
FS
NIR (α = 0,05)
Early
After drying
up
NIR (α = 0,05)
Weight of
above –
ground parts
396
520
Weight of
tubers
526
539
Weight of
Mean weight of
underground
plant
parts
35
957
48
1107
449
552
42
66
444
466
r. n.
530
548
r. .n.
39
45
36
1013
r. n.
r. n.
r. .n.
21
1043
1059
The yields of tubers (tab. 6) were high, ranging from 31,7 to 36,9 dt·ha-1 and they depended on
weather conditions in the years of research, as well as on the examined factors. Total field of tubers,
seed – potatoes and marketable fraction were significantly high ear on the objects with applied
disinfection and when harvest took place after natural drying up of the haulm Shortening of growing
period by earlier destruction of the haulm resulted in considerable decrease in the yield in all the years
of research.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
205
Tab. 6: Total tubers yield, seed – potatoes yield and marketable tubers yield (t.ha-1), mean values for
research years
Seed dressing
Harvest term
Control
Prestige 290FS
Nuprid 600 FS
NIR (α = 0,05)
Early
After drying up
NIR (α = 0,05)
Total tubers
yield
31,7
36,5
36,9
2,0
33,2
37,1
3,5
Seed –
potatoes yield
21,0
26,3
26,5
1,8
24,4
24,8
r. n.
Market. tubers
yield
27,2
31,6
32,7
r. n.
26,3
34,7
5,9
Tab. 7: Percentage of seed – potatoes and marketable tubers in total yield, mean values for research
years
Seed dressing
Harvest term
Control
Prestige 290 FS
Nuprid 600 FS
NIR (α = 0,05)
Early
After drying up
NIR (α = 0,05)
% share of seed –
potatoes
68,0
71,0
69,6
r. .n
76,5
62,6
5,7
% of marketable
tubers b
83,7
84,5
86,0
r. n.
78,0
91,4
5,2
Lower yield of seed – potatoes on control objects in relation to the one from the objects with seed
– potatoes disinfection, as well as their lower percentage share in total yield (tab. 7) was caused by high
percentage share of small tubers (smaller than 30 mm). The differences in the yield amounted, average,
50 - 55 dt·ha-1 depending on seed dressing introduced. Higher tubers yields on the objects with
disinfection were also obtained by Osowski and Bernat (2010). The increases in total yield and
marketable fraction of progeny tubers ranged from 3,6 t/ha to 5,2 t/ha as compared to total yield from
control objects. Disinfection of seed – potatoes also favorably affected on the increase in tuber weight,
from 5,0 to 5,7 g and on reproduction index, from 0,9 to1,6 tubers under a bush, depending on the
object.
Tab. 8: Weight of average tuber (g) and reproduction index - mean values for research years
Seed dressing
Harvest term
Kontrola
Prestige 290FS
Nuprid 600 FS
NIR (α = 0,05)
Early
After drying up
NIR (α = 0,05)
206
Tuber weight
72,8
77,8
78,5
r. n.
78,6
85,2
5,2
Reproduction index
7,7
8,6
9,3
r. n.
9,8
7,0
1,2
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Conclusions
Seed dressings used for disinfecting seed – potatoes did not have any negative effect on the growth
and development of plants.
It was proved positive influence of tubers disinfection on reduction in plants infestation with fungi
and virus diseases.
There was observed advantageous effect of disinfection treatment on the yield size and yield
structure of progeny tubers.
Tubers disinfection favorably affected on plants weight and reproduction index.
Literature
BERNAT E., OSOWSKI J. (2006). Wpływ różnych terminów zaprawiania na tempo wschodów I zdrowotność ziemniaka.
Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 46 (1) 2006; 401-407.
GUDMESTAD N.C. (2002). Rhizoctonia Canker of Potato. www. ndsu. nodak. edu/instruct/gudmesta/lateblight/
rhizoctext.html.
KOSTIW M. (2004). Biologiczne i przyrodnicze uwarunkowania nasiennictwa ziemniaka w Polsce. Biuletyn IHAR 232;
259-268.
KOSTIW., ROBAK B. (2009). Występowanie mszyc Myzus Persiace (Sulz.) i Aphis nasturtii (Kalt.) w uprawach ziemniaka
w różnych rejonach kraju. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 49 (3) 2009; 1187-1191.
LUTOMIRSKA B., SZUTKOWSKA M. (2000). Poradnik Producentów Ziemniaka 2000/2001. IHAR Oddz. Jadwisin: 63–
77.
OSOWSKI J. (2002). Wpływ zaprawiania na zdrowotność bulw ziemniaka. Biuletyn IHAR 223/224; 369-373.
OSOWSKI J., BERNAT E. 2010. Wpływ terminów zaprawiania i krojenia bulw na tempo wschodów i porażenie roślin
rizoktoniozą ziemniaka. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (2) 2010; 689-694.
Contact address: Dr hab. Maria Pytlarz-Kozicka, Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Uniwersytet
Przyrodniczy we Wrocławiu, Wroclaw University of Environment al and Life Sciences, 50-363
Wrocław, plac Grunwaldzki 24 A, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
207
VLIV MEZIŘÁDKOVÉ VZDÁLENOSTI A OŠETŘOVÁNÍ NA VÝNOS
JÍLKU JEDNOLETÉHO V REŽIMU EKOLOGICKÉHO
ZEMĚDĚLSTVÍ
The Effect of Row Distance and Weed Management on Annual Ryegrass Seed Yield under
Organic Conditions
Radek Macháč
OSEVA vývoj a výzkum s.r.o.
Abstract
In the small-plot field trial conducted in 2010 - 2012 under organic conditions, the effect of some
growing technics on the weediness and seed yield of the annual ryegrass were observed. Main trial
factors were sowing rate, row distance, organic fertilization and weed management. The best results
(highest seed yield) were achieved in wide-rows crop which were fertilized by organic manure and
treated by hoeing machine. Seed yields achieved in the best trial treatments are comparable to average
seed yields of conventional Czech grass seed producers. Line hoeing shown also best results in weed
control of organic annual ryegrass seed crop. Sowing rate does not show significant effect on seed yield.
Keywords: annual Ryegrass, seed, organic farming
Souhrn
V letech 2010 - 12 byl v maloparcelních polních pokusech sledován vliv meziřádkové vzdálenosti,
způsobu ošetření, výsevku a organického hnojení na zaplevelení porostu a semenářskou výkonnost jílku
mnohokvětého jednoletého v podmínkách ekologického zemědělství. Nejvyšší výnos semen jílku
jednoletého byl dosažen u širokořádkových porostů, které byly hnojeny organickým hnojivem a které
byly plečkovány radličkovou plečkou. Výnosy dosažené u nejlepších variant jsou srovnatelné
s průměrnými výnosy dosahovanými českými producenty v konvenčním zemědělství. Plečkování
porostu se rovněž ukázalo jako nejúčinnější způsob ochrany ekologických semenářských porostů jílku
jednoletého vůči zaplevelení.
Klíčová slova: jílek mnohokvětý jednoletý, osivo, ekologické zemědělství
Jílek mnohokvětý jednoletý (Lolium multiflorum Lam. var. westerwoldicum Wittm.) je významný
pícní travní druh. Na rozdíl od jiných travních druhů již v roce zásevu poskytuje vysoké výnosy zelené
píce. Uplatnění nachází zejména při zakládání krátkodobých pícních porostů na orné půdě. Rychlý růst
a vývoj po zasetí je důvodem, proč se s úspěchem využívá i jako krycí plodina při zakládání
dlouhodobých lučních a pastevních porostů (Hejduk, 2002). Často se využívá i jako meziplodina pro
krytí potřeby píce v letním a podzimním období nebo na zelené hnojení. Legislativa EU i národní
stanoví požadavky, že osiva používaná v ekologickém zemědělství musí být vyprodukovány rovněž
v režimu ekologického zemědělství. Nicméně, veškeré semenářské porosty i vyprodukována osiva musí
splňovat kritéria zákona o osivu a sadbě a prováděcích vyhlášek k tomuto zákonu bez jakýchkoliv
výjimek. Základní pravidla pro ekologické pěstování trav na semeno uvádějí Cagaš et al. (2010).
Nicméně podmínky pro úspěšné pěstování jílku mnohokvětého jednoletého v režimu ekologického
zemědělství nebyly dosud blíže specifikovány. Proto OSEVA vývoj a výzkum s.r.o. řeší společně
s partnery z jiných výzkumných ústavů projekt NAZV QI101C167 „Výzkum metod a technologických
postupů zvyšujících výnos a kvalitu osiv vybraných druhů trav, jetelovin a meziplodin v ekologickém
208
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
zemědělství“. Součástí projektu je výzkum technologie pěstování jílku mnohokvětého jednoletého
v podmínkách ekologického zemědělství, o kterém informuje tento příspěvek.
Metodika
Polní maloparcelní pokusy byly v letech 2010 - 12 opakovaně založeny na pozemcích Výzkumné
stanice travinářské v Zubří (356 m n. m., průměrná teplota 7,5 oC, srážkový normál 864 mm). Na
pokusných pozemcích nebyly dva roky před založením pokusů aplikovány žádné pesticidy ani
průmyslová hnojiva. Velikost parcel pro sklizeň činila 10 m2 (1,26 m x 8 m). Pokusné parcely byly
uspořádány do čtyř randomizovaných bloků (opakování). V pokusu byly kombinovány tři pokusné
faktory: (1) meziřádková vzdálenost (10,5 – 21 - 42 cm), (2) výsevek (základní - 25 kg.ha-1, snížený –
20 kg.ha-1) a (3) organické hnojení (nehnojeno, hnojeno 100 kg N.ha-1). S meziřádkovou vzdáleností
souvisí rovněž způsob ošetřování pokusů – regulace zaplevelení (řádky 10,5 a 21 cm – vláčení
prutovými branami; řádky 42 cm plečkování radličkovou plečkou), které bylo prováděno ve fázi
odnožování (BBCH 25).
Před ošetřením a 14 dnů po ošetření bylo provedeno hodnocení zaplevelenosti pokusných parcel
(v % pokryvnosti) včetně hodnocení plevelného spektra. Pro stanovení výnosu obilek byla v růstové
fázi BBCH 87 - 89 provedena přímá sklizeň parcelní sklízecí mlátičkou Wintersteiger Elite. Osivo
z každé parcely bylo zachyceno do prodyšného plátěného sáčku a šetrně dosušeno v komorové sušárně.
Po vysušení bylo sklizené osivo předčištěno na laboratorní předčističce a poté vyčištěno na konečnou
čistotu na laboratorní čističce Westrup-Kamas LA-LS. Z hmotnosti vyčištěného osiva byl stanoven
výnos obilek a byly odebrány vzorky obilek pro stanovení čistoty, HTS, energie klíčení a klíčivosti.
Získané výsledky byly podrobeny statistické analýze pomocí programu STATISTICA (data analysis
software system), version 10. (Cochran-Bartlettův test, ANOVA, následné testování dle Tukey).
Výsledky a diskuse
Hodnocení zaplevelení
Zaplevelení bylo ovlivněno především způsobem organizace porostu. Před mechanickým zásahem
bylo nejvyšší zaplevelení pozorováno u parcel se širokými řádky (42 cm), naopak nejnižší zaplevelení
bylo stanoveno u úzkých řádků. Po mechanickém ošetření porostu se zaplevelení snížilo u všech
ošetřených variant. Nicméně nejúčinnějším opatřením se stalo plečkování porostu radličkovou plečkou,
kdy došlo ke snížení zaplevelení v průměru o 37 %, po vláčení došlo k redukci zaplevelení v průměru
o 22 %.
Na účinnost mechanického ošetření však měly velký vliv půdně-klimatické podmínky. Například
v roce 2010, kdy byl povrch půdy značně utužen v důsledku silných dešťů po zasetí a pozdějšího
přísušku, nepronikly pracovní nástroje do požadované hloubky, a účinnost odplevelujících zásahů tak
byla snížena. Naopak nejvyšší účinnost mechanických ošetření byla zaznamenána v roce 2011
(v průměru 56 %), kdy zejména u plečkovaných variant došlo k výrazné redukci zaplevelení (až o
75 %). Také v roce 2012 byla účinnost mechanických zásahů dobrá, ovšem později, v důsledku
vydatných pozdních srážek, došlo ke vzcházení druhé vlny plevelů (zejména ježatka kuří noha) a
sekundárnímu zaplevelení porostů, čímž celková průměrná účinnost klesla na 26 %. Plečkování
travosemenných porostů jako účinnou ochranu vůči zaplevelení doporučoval Demela (1976).
Zaplevelení jednotlivých variant je znázorněno v grafu 1.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
209
Graf 1: Vliv jednotlivých pokusných variant na zaplevelení jílku jednoletého vč. intervalů
spolehlivosti (p = 0,05)
Hodnocení výnosu semen
Nejlepších výsledků bylo dosaženo u variant s šířkou řádků 42 cm, které byly ošetřeny
plečkováním a přihnojeny organickým hnojivem. V průměru 3 let zde bylo dosaženo výnosu
1287 kg.ha-1, což je výnos srovnatelný s průměrnými, avšak nikoliv špičkovými, výnosy dosahovanými
v českém konvenčním zemědělství. V porovnání výsevků byly vyšší výnosy dosaženy u vyššího
výsevku (25 kg.ha-1), kdy došlo k neprůkaznému zvýšení výnosu o 4 % (p = 0,149). Podle očekávání
byly vyšší výnosy dosaženy u variant hnojených organickým hnojivem, kde došlo k statisticky vysoce
průkaznému zvýšení výnosu semen o více než 17 % (p <0,0001). Toto zjištění je v korelaci se
zkušenostmi z konvenčního travního semenářství, kde výživa semenářských porostů je jedním
z hlavních faktorů ovlivňujících výši výnosu semen.
Tab. 1: Vliv pokusných faktorů na výnos semen jílku jednoletého
Šířka
řádků
cm
10,5
10,5
10,5
10,5
21
21
21
21
42
42
42
42
Výsevek
kg.ha-1
20
20
25
25
20
20
25
25
20
20
25
25
průkaznost
Hnojení
N
kg.ha-1
0
100
0
100
0
100
0
100
0
100
0
100
Výnos semen
2010
kg.ha-1
983
1053
999
1133
919
942
909
958
936
983
966
1032
0,294
2011
kg.ha-1 T05
984 ef
1261 bcd
1054 def
1261 bcd
893 f
1351 bc
1071 def
1424 b
1161 cde
1680 a
1158 cde
1722 a
2012
T05
kg.ha-1
923 bcdef
932 bcde
946 bcde
1002 abc
798 f
860 def
819 ef
878 cdef
970 bcd
1033 ab
983 abcd
1107 a
průměr 2010 - 12
kg.ha-1
T05
963 defg
1082 cde
1000 def
1132 bc
870 g
1051 cdef
933 fg
1087 cd
1023 cdef
1232 ab
1036 cdef
1287 a
<0,0001
<0,0001
<0,0001
Statisticky vysoce průkazné rozdíly byly stanoveny i u pokusného faktoru šířka řádků. Nejvyšších
výnosů zde bylo dosaženo u meziřádkové vzdálenosti 42 cm. Výnosy semen jílku jednoletého
210
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
pěstovaného v užších řádcích byly vysoce průkazně nižší (p <0,0001) o 10 % (řádky 10,5 cm), resp. o
16 % (řádky 21 cm). Vyšší výnosy u širokých řádků jsou spojeny zejména s účinnějším způsobem
regulace zaplevelení. Nicméně, svou roli zde může hrát i vliv mechanického ošetření na prokypření a
provzdušnění půdy, jak referují Boelt et al. (2002). Vliv jednotlivých pokusných variant na výši výnosu
semen je uveden v tab. 1.
Vliv pokusných faktorů na kvalitu osiva byl malý. Hmotnost tisíce obilek nebyla v jednotlivých
letech nijak statisticky významně ovlivněna, jediný průkazný rozdíl byl nalezen v průměru let 2010 –
2012, a to u rozdílných výsevků nehnojené varianty u nejužších řádků (viz tab. 2).
Tab. 2: Vliv pokusných faktorů na HTS jílku jednoletého
Šířka
řádků
cm
10,5
10,5
10,5
10,5
21
21
21
21
42
42
42
42
Výseve
k
kg.ha-1
20
20
25
25
20
20
25
25
20
20
25
25
hnojení
N
kg.ha-1
0
100
0
100
0
100
0
100
0
100
0
100
2010
2011
2012
Průměr 2010-12
g
2,64
2,52
2,41
2,58
2,49
2,46
2,42
2,54
2,57
2,45
2,55
2,52
g
2,70
2,71
2,47
2,73
2,64
2,68
2,63
2,58
2,57
2,63
2,64
2,53
g
2,62
2,58
2,54
2,56
2,58
2,57
2,58
2,52
2,51
2,51
2,55
2,53
g
2,65
2,60
2,47
2,62
2,57
2,57
2,54
2,55
2,55
2,53
2,58
2,53
p=
0,804
0,171
0,281
T05
a
ab
b
ab
ab
ab
ab
ab
ab
ab
ab
ab
0,138
U ostatních ukazatelů kvality osiva (čistota, energie klíčení, klíčivost) nebyly nalezeny žádné
průkazné rozdíly mezi jednotlivými variantami (výsledky nejsou ukázány).
Závěr
Výsledky tříletých polních pokusů prokázaly, že pěstování jílku mnohokvětého jednoletého na
semeno v podmínkách ekologického zemědělství může přinést uspokojivé výsledky, srovnatelné
s průměrnými výnosy dosahovanými u konvenčního způsobu pěstování trav na semeno. Nejvhodnější
technologií se ukázalo pěstování jílku v širokých řádcích, doplněné plečkováním porostu. Podmínkou
úspěchu je však zabezpečení dostatečné výživy porostu hnojením organickými hnojivy. Výše výsevku
neměla na výnos semen statisticky významný vliv. Při regulaci zaplevelení se lépe uplatnilo plečkování,
které potlačilo plevele efektivnějším způsobem a na delší dobu nežli vláčení plecími branami. Výsledky
lze využít i v konvenčním zemědělství, zejména v systému integrované produkce
Literatura
BOELT B. DELEURAN L., GISLUM R. (2002). Organic forage seed production in Denmark. IHSG Newsletter 34. s. 3-4.
CAGAŠ B. a kol. (2010). Trávy pěstované na semeno. 1. vydání Olomouc: Vydavatelství Ing. Petr Baštan. 276 s.
DEMELA J. (1976). Travní semenářství. SZN Praha. 186 s.
HEJDUK S. (2002). Pícninářství. In: Urban, Šarapatka a kol. Ekologické zemědělství. 1. vydání. MŽP Praha, 279 s..
Contact address: Ing. Radek Macháč, Ph.D., OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., Hamerská 698,
756 54 Zubří, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
211
HODNOCENÍ ODRŮDOVÉ ČISTOTY MERKANTILNÍCH VZORKŮ
PŠENICE A JEČMENE VE VZTAHU KE STRUKTUŘE OSIVA
Evaluation of Variety Purity in Wheat and Barley Commercial Samples in Relation to Seed
Origin
Jana Bradová
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha
Abstract
Grain of winter wheat and spring barley represents an important commodity. Varietal purity is a
guarantee of the correct use of grain according to required economic characteristics. The paper presents
the evaluation of varietal purity of samples of winter wheat and spring barley for trading in relation to
the use of certified seeds in the long time period (2002 - 2012). Electrophoretic methods of wheat
gliadins and barley hordeins were used for a testing of variety purity of wheat and barley samples. In the
reporting period, the average representation of variety pure samples of wheat was 67 % and in the case
barley 76 %. The use of certified seeds is on average about 62 % for wheat and 70 % for barley. The
obtained results demonstrate a major effect of the use of certified seed on varietal purity of winter wheat
and spring barley.
Keywords: seed, wheat, barley, electrophoresis, variety purity
Souhrn
Obsahem příspěvku je vyhodnocení odrůdové čistoty vzorků ozimé pšenice a jarního ječmene
určených k obchodování ve vztahu k používání certifikovaného osiva v dlouhodobém časovém úseku
(2002 – 2012). K testování odrůdové čistoty byla použita metoda elektroforézy gliadinů pšenice, resp.
hordeinů ječmene. V celém sledovaném období průměrné zastoupení odrůdově čistých vzorků u pšenice
bylo 67 % a u ječmene byl průměrný podíl čistých vzorků 76 %. Užití certifikovaných osiv se v
průměru pohybuje okolo 62 % u pšenice a 70 % u ječmene. Získané výsledky dokumentují zásadní vliv
používání certifikovaného osiva na odrůdovou čistotu ozimé pšenice a jarního ječmene.
Klíčová slova: osivo, pšenice, ječmen, elektroforéza, odrůdová čistota
Úvod
Obilniny jsou v ČR stabilně nejpěstovanější plodinou a největší plochy zaujímá ozimá pšenice a
jarní ječmen. Hlavní produkt – zrno, lze použít současně jako tržní produkt pro zpracovatelský průmysl
i jako osivo. Chemicky neošetřené osivo je pak možné v případě nadbytku zužitkovat pro účely
potravinářské, krmivářské a další (Houba a Hosnedl, 2002). Odrůda je základním prvkem rostlinné
výroby, jejíž význam spočívá hlavně v tom, že představuje soubor geneticky fixovaných vlastností
plodiny, které se při dodržení potřebných podmínek (např. odrůdová agrotechnika) realizují a předurčují
finální produkci plodiny k jasně definovanému účelu. Tudíž nejdůležitějším a rovněž ekonomicky
nejvýhodnějším intenzifikačním opatřením je volba vhodné odrůdy pro dané podmínky oblasti,
pěstitelský záměr i zvolenou intenzitu pěstování. Zárukou pravosti odrůdy a odrůdové čistoty je využití
certifikovaných osiv. Jedině certifikovaný rozmnožovací materiál zaručí pěstiteli možnost maximálního
využití potenciálu odrůdy, protože garantuje zdravotní stav, biologickou hodnotu osiva a odrůdovou
pravost a čistotu. Testování odrůd představuje nejužitečnější nástroj pro hodnocení genetické kvality
212
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
osiva a může být zaměřeno na identifikaci odrůdy, na rozlišení mezi různými odrůdami či na kontrolu
genetické čistoty. Odrůdy lze testovat na základě tradičních metod založených na pozorování
morfologických charakteristik, pomocí biochemických metod (Černý a Šašek, 1998a), nebo pomocí
novějších metod založených na analýzách DNA (Fernandez et al., 2002).
Cílem práce bylo vyhodnotit možnou závislost odrůdové čistoty vzorků ozimé pšenice a jarního
ječmene určených k obchodování na používání certifikovaného osiva.
Metodika
Sledování odrůdové čistoty a odrůdové pravosti ozimé pšenice a jarního ječmene bylo ve
Výzkumném ústavu rostlinné výroby, v.v.i. každoročně prováděno u sklizňových vzorků již od roku
1997 u pšenice a od roku 1999 u ječmene. Vzorky pšenice a ječmene byly našemu pracovišti
poskytovány Zemědělským výzkumným ústavem Kroměříž, s.r.o. a Agrotestem fyto,s.r.o. Vzorky
pocházely přímo od pěstitelů ze všech výrobních oblastí České republiky. Na základě přihlášených
množitelských ploch (elita + certifikované C1 osivo - ÚKZÚZ) v příslušném roce bylo vybíráno
k testování cca po 10 nejběžněji pěstovaných odrůdách pšenice a ječmene. Základním požadavkem
bylo, aby vzorky nebyly upravovány, tj. byly přímo od kombajnu. Ročně bylo kontrolováno v průměru
100 vzorků pšenice a 100 vzorků ječmene.
Ke kontrole odrůdové pravosti a odrůdové čistoty byla použita metoda elektroforézy
prolaminových bílkovin zrna pšenice a ječmene podle ČSN 46 1085 z roku 1998. Zjištěná odrůdová
čistota byla rozdělena do tří skupin. Do 1. skupiny byly zařazeny vzorky s deklarovanou odrůdou
se 100% čistotou. 2. skupina zahrnovala vzorky s deklarovanou odrůdou ve směsi s odrůdovými
příměsemi a 3. skupina obsahovala vzorky s neodpovídající odrůdovou deklarací.
Údaje o struktuře osiv ozimé pšenice a jarního ječmene poskytlo Družstvo vlastníků odrůd (tab. 1).
Statistická analýza byla provedena pomocí Softwaru Statistika 6.0 od firmy StatSoft ČR.
Výsledky a diskuse
Česká republika je malou zemí s rozvinutým sektorem semenářství a s nadprůměrnou obměnou
certifikovaných osiv (Rosenberg, 2009). Tab. 1 ukazuje procentický podíl využívání certifikovaných
osiv v dlouhodobém časovém úseku (2002 – 2012) v porovnání s využitím farmářských a osiv jiného
původu. Farmářská osiva jsou charakterizována jako produkt z vlastní sklizně právně chráněné odrůdy,
který je využit pěstitelem k dalšímu pěstování. Legislativa upravující využívání farmářského osiva je
zakotvena v zákoně 408/2000 Sb., o ochraně práv k odrůdám rostlin. Osiva jiného původu zahrnují
osiva z nelegálního obchodu, vlastní necertifikované osivo nechráněných odrůd, neevidované osivo z
přímých dovozů pěstiteli (např. na severní Moravě z Polska) i farmářská osiva malých pěstitelů, která se
neevidují (cca 2 %). Necertifikovaná osiva jsou zpravidla charakterizovaná vyšším podílem odrůdových
příměsí, které mohou snižovat jeho ekonomickou hodnotu. V případě pšenice Šašek a kol. (1999) uvádí,
že přítomnost příměsí nepotravinářských (C), případně chlebových (B) odrůd v rozsahu cca 20 - 30 %
může výrazně snížit pekařskou jakost odrůd pšenice třídy E (elitní) a A (kvalitní).
Z tab. 1 je zřejmé, že podíl využívání certifikovaných osiv převažuje, a to zejména od roku 2002,
kdy byla zahájena národní podpora nákupu certifikovaného osiva a zároveň byl uskutečněn výběr
náhrad farmářských osiv prostřednictvím Družstva vlastníků odrůd. V roce 2007 skončila podpora
nákupu certifikovaného osiva pšenice a příznivý vliv dotace na osiva přispěl ke stabilizaci používání
certifikovaných osiv (Rosenberg, 2009). Vzhledem k tomu, že ve využívání certifikovaného osiva
jarního ječmene se ve velké míře uplatňuje vliv zpracovatelů (požadavek velkých odrůdově
deklarovaných partií vybraných odrůd jarního ječmene zejména pro výrobu sladu (Psota, 2009)),
podpora nákupu certifikovaného osiva (období let 2002 - 2003) se u této komodity výrazně neprojevila.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
213
Tab. 1: Struktura využívání osiv ozimé pšenice a jarního ječmene
Pšenice ozimá
2000/ 2001/ 2002/ 2003/ 2004/ 2005/ 2006/ 2007/ 2008/ 2009/ 2010/ 2011/
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
podíl certifikovaných osiv (%)
39
70
78
50
72
67
68
72
66
51
56
60
podíl farmářských osiv (%)
0
0
9
12
14
17
16
18
21
28
27
29
osiva jiného původu (%)
61
30
13
38
14
16
16
10
13
21
17
11
podíl certifikovaných osiv (%)
47
67
66
73
73
72
70
83
76
73
73
65
podíl farmářských osiv (%)
0
0
11
13
13
14
14
16
17
15
18
16
osiva jiného původu (%)
53
33
23
14
14
14
16
1
7
12
9
19
Ječmen jarní
podpora nákupu certifikovaného osiva
Mezinárodní semenářská organizace ISTA (International Seed Testing Assotiation) doporučuje
k určení odrůdové čistoty využití polymorfismu zásobních proteinů v obilovinách, ale nespecifikuje
limitní hodnoty zastoupení odrůdových příměsí v hodnocené odrůdě (ISTA 1999). Pokud se jedná o
velké dávky pšenice či ječmene, u nichž je nutno určit homogenitu či heterogenitu, tzn. odrůdové
složení, je možno k tomuto účelu využít statistickou analýzu na základě konfidenčních limitů (Černý a
Šašek, 1998b). Odběratelé často požadují velké, odrůdově čisté partie zrna a odrůdová čistota těchto
partií pak bezesporu závisí na použitém osivu a zejména na jeho odrůdové čistotě.
Grafy 1 a 2 prezentují výsledky hodnocení odrůdové čistoty merkantilních vzorků ozimé pšenice a
jarního ječmene u všech sledovaných ročníků. Vzorky pšenice odpovídaly plně deklarované odrůdě
v průměru 67 %, přičemž variabilita podílu plně odpovídajících vzorků byla 4,3 %. Počet vzorků
neodpovídající odrůdové deklaraci vykazoval mírně klesající trend a osciloval kolem průměrné hodnoty
9 % s variabilitou 3,5 %. Průměrný podíl vzorků ječmene zcela odpovídajících deklarované odrůdě byl
76 % s variabilitou 7,3 %, přičemž hodnoty vykazovaly ve sledovaném období stoupající trend zejména
na úkor klesajícího počtu vzorků s příměsí jiné, než deklarované odrůdy. Procento vzorků ječmene,
neodpovídajících vůbec odrůdové deklaraci kolísalo kolem průměrné hodnoty 6 % s variabilitou 1,5 %.
Nejvyšší odrůdovou čistotu vykazovaly merkantilní vzorky pšenice z roku 2006, což zapadá do období
státem podporovaného nákupu certifikovaného osiva.
Graf 1: Odrůdová čistota merkantilních vzorků ozimé pšenice (sklizňové ročníky 1997 - 2012)
214
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Graf 2: Odrůdová čistota merkantilních vzorků jarního ječmene (sklizňové ročníky 1999 - 2012)
Grafy 3 a 4 ukazují porovnání výsledků odrůdové čistoty vzorků ozimé pšenice a jarního ječmene
určených k obchodování s používáním certifikovaného osiva farmáři.
Porovnáme-li výsledky hodnocení odrůdové čistoty vzorků ozimé pšenice s využíváním
certifikovaného osiva do roku 2007, oba tyto parametry vyznačují různou variabilitou s výjimkou roku
2002 (graf 3). Rokem 2008 počínaje, hodnoty těchto parametrů vykazují podobný vzrůstající charakter.
Z grafu 3 je patrný pozitivní vliv zvyšujícího se využívání farmářského osiva na odrůdovou čistotu
merkantilních vzorků pšenice ozimé. Výsledky rovněž mohou signalizovat, že je farmáři kladen větší
důraz na odrůdovou čistotu farmářského osiva pšenice ozimé.
Graf 3: Porovnání výsledků odrůdové čistoty merkantilních vzorků ozimé pšenice s používáním
certifikovaného osiva v letech 2001 - 2012
Pokud se týká porovnání výsledků odrůdové čistoty merkantilních vzorků ječmene jarního a
používání certifikovaného osiva, i zde lze pozorovat určitou závislost, a to zejména na konci
sledovaného období (2009 - 2012), (graf 4). Podobně jako u pšenice se projevuje vliv využívání
farmářského osiva na odrůdovou čistotu vzorků jarního ječmene.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
215
Graf 4: Porovnání výsledků odrůdové čistoty merkantilních vzorků jarního ječmene s používáním
certifikovaného osiva v letech 2001 - 2012
Závěr
Na základě uskutečněných průzkumů lze konstatovat, že jakostní osivo je nezbytným
předpokladem pro dosažení dobrého výsledku při pěstování ozimé pšenice a jarního ječmene. Přestože
se nákup certifikovaného osiva může zdát finančně nákladný, investice do osiva se vyplatí, protože
takové osivo dává záruku vysoké biologické hodnoty, která se ve výsledku promítne do výnosu a
kvality zrna.
Poděkování
Tato práce byla podpořena řešením výzkumného záměru MZe ČR č. 0002700604
Literatura
ČERNÝ, J., ŠAŠEK,. A. (1998a). Využití elektroforetické analýzy BGM k charakteristice odrůd pšenice a ječmene. ÚZPI
Praha.
ČERNÝ, J., ŠAŠEK, A. (1998b). Stanovení odrůdové pravosti pšenice a ječmene elektroforézou bílkovinných genetických
markerů. Metodiky pro zemědělskou praxi. ÚZPI Praha.
ČSN 46 1081 (1998:). Pšenice obecná a ječmen. Stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty, část 1: Elektroforéza
bílkovin ve škrobovém gelu (SGE).
FERNANDEZ, M., FIGUEIRAS, A., BENITO, C. (2002). The use of ISSR and RAPD markers for detecting DNA
polymorphism, genotype identification and genetic diversity among barley cultivars with known origin. Tudor.
Appl. Genet. 104:845–851.
HOUBA, M., HOSNEDL, V. (2002). Osivo a sadba, Praha, 186 s.
ISTA (1999). International rules for seed testing. VIII. Verification of species and cultivar: 41–43, 252–254.
ROSENBERG, L. (2009). Osiva a jejich struktura v České Republice. In: Osivo a sadba. ČZU, Praha.
ŠAŠEK, A., ČERNÝ, J., HUMPOLÍKOVÁ, P., PEKÁRKOVÁ, J. (1999). Vliv odrůdové čistoty na jakost deklarovaných
odrůd potravinářské pšenice. Rostlinná výroba. 45:197-204.
PSOTA,
V.
(2009).
Význam
odrůdy
a
její
čistoty
pro
výrobu
sladu.
Dostupné
na:
http://www.druvod.cz/files/aktuality/slechtitelske_listy___jaro_20091_copy.pdf. 18.12.2012.
Contact address: Ing. Jana Bradová, VÚRV, v.v.i., Praha 6 – Ruzyně, Drnovská 507, 161 06 Praha 6,
E-mail: [email protected]
216
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
KLÍČIVOST ŘEPY CUKROVKY V ZÁVISLOSTI NA METODĚ
ÚPRAVY OSIVA
Germination of Sugar Beet Depending on the Method of Preparing Seeds
Hanna Szajsner1, Urszula Prośba-Białczyk2, Sylwia Lewandowska1, Elżbieta Sacała
3
, Anna Demczuk3, Edward Grzyś3
1
Department of Genetics, Plant Breeding and Seeds Production
2
Department of Crop Production
3
Department of Plant Nutrition
Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland
Abstract
In two factorial laboratory experiment the effect of priming technology and laser irradiation on two
forms of sugar beet balls was evaluated. Germination capacity and the course of early developed phases
of seedlings was marked. The following coefficients were calculated: speed of germination, the average
time for germination according to Pieper for stimulated and control seeds. The content of carotenoids
and chlorophylls in the obtained seedlings was also defined. Stimulated (primed) seeds showed higher
energy and germination capacity. Pre-sowing laser irradiation of seed balls had a positive impact on the
energy of germination, the length of embryonic root and value of Pieper and Maguire’s index of nonstimulated seeds in priming technology. The highest content of carotenoids and chlorophyll was
characterized in the expanded cotyledons of stimulated seeds after priming and irradiated by laser light.
Keywords: sugar beet, laser light, priming, carotenoids, chlorophyll, Pieper index, Maguire index,
germination
Souhrn
V experiementu byl hodnocen vliv primingu a ozařování laserem u dvou typů pelet osiva řepy
cukrovky. Byla zaznamenávána energie klíčení a průběh růstu klíčenců v rané fázi klíčení a vypočteny
hodnoty rychlosti klíčení (podle Maguira) a průměrná doba klíčení podle Piepera pro stimulované a
kontrolní vzorky. U mladých rostlin byl hodnocen i obsah chlofylu a karotenoidů. Osiva stimulovaná
měla vyšší energii a kapacitu klíčení. Předseťová úprava laserem měla pozitivní dopad na energii
klíčení, na délku zárodečného kořínku a hodnoty Pieperova a Maguire indexů nestimulovaných
primingem. Nejvyšší obsah karotenoidů a chlorofylu měly klíčenci z osiva po primingu a po ozáření
laserem.
Keywords: řepa cukrová, laser, priming, karotenoidy, chlorofyl, Pieper index, Maguire index,
germination
Introduction
Seeds are one of the most important means of production and their quality has an impact on
farming and largely determines the profitability of each crop. Free market has caused competitiveness in
seed industry. One of the most important yielding factors is good quality and proper preparation of seed
material. This situation forces companies to introduce additional biological treatments to improve the
quality of seeds. The method of seed preparation for sowing favors the use of genetic potential included
in seeds. Methods of pre-sowing seeds processing using physical methods such as: priming, laser
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
217
radiation, ionizing radiation, ultraviolet, ultrasound, magnetic, electrical and electromagnetic fields
stimulate physiological and biochemical changes in seeds. These methods are safer for environment
than chemical methods and the effect of their use resulted in greater vigor and higher yield.
The aim of this research was to study the germination process of sugar beet balls depending on the
method of seed preparation. The germination capacity of seed balls and the course of the early
development phases were marked. The following coefficients were calculated: the speed of germination
according to Maguire, the average time of germination according to Pieper for stimulated seeds in
priming technology, irradiated by semiconductor laser rays and control. The content of carotenoids and
chlorophyll in obtained seedlings was also stated.
Material and methods
The experimental materials were sugar beet seeds. In two-factorial laboratory experiment the firstorder factor was seed preparation – S – stimulated beet-seed balls in priming technology and NS – nonstimulated. The second-order factors were different doses of laser light: four (D4), eight times (D8), a
basic irradiation dose 2.5 • 10-1J • cm-2 and control variant (C) – beet-seed balls were not irradiated.
Before setting up the experiment seeds were irradiated by semiconductor laser rays, model CTL – 1106
MX. The irradiated surface was established with the help of scanner co-operating together with laser
(model CTL 1202 S). The seeds were sown in the first day after irradiation to plastic dishes. The
experiment was set up by a series of four independent replications. The seed material of sugar beet was
placed in a germination apparatus in controlled conditions of temperature and humidity. The
germination capacity was estimated (first and final counting) – in accordance with International Seed
Testing ISTA Rules 2007. The morphological characteristics of seedlings were measured: the length of
roots and cotyledons together with hypocotyl and also the germination coefficient was calculated: the
index of speed germination according to Maguire and the index of average germination time according
to Pieper.
Maguire index - index of speed germination calculated as the sum of quotients of normally
germinated seeds divided by another day of germination.
Maguire index
=
Pieper index – index of average germination time was calculated as quotient of the sum of number
products of normally germinated seeds on that day and the number of days from sowing to removing the
seeds from the ground up to the sum of these days.
Pieper index =
In the leaves of seedlings the contents of carotenoids and chlorophyll by spectrophotometrical
method were indicated according to Lichtenthaler (1987). The absorbance measuring was done using a
spectrophotometer CECIL 2011 CE wavelengths: 470, 647 and 663 nm.
The results were analyzed statistically according to the methodology appropriate to the two-factor
laboratory experiment. F-test was used to determine the significance of differences between the
variants. Duncan test was used to create homogeneous groups.
Results and discussion
Analysis of variance for germination capacity (first counting) showed a significant diversity of the
way of stimulation, the applied doses of laser radiation, as well as the interaction of stimulation
218
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
(priming) x dose. Stimulated seeds in priming technology (S) showed significantly higher germination
values than non-stimulated seeds (NS) – graph 1a.
Pre-sowing seeds irradiation had a positive impact on the value of this characteristic. Both used
doses D4 and D8 significantly caused the increase of germination capacity in the first period 20 and
25 % in relation to control – 63.63 % (graph 1b).
In non-stimulated seeds which proved a significantly lower germination capacity of control seeds
(27.25 %), a significant increase of this characteristic value was observed. After using a dose of D8 the
germination capacity was 80.00 % and 70.75 % after D4 (graph 1c).
For germination capacity (final counting) the conducted analysis of variance showed significant
differences only between stimulated and non-stimulated sugar beet seeds – graph 1a.
Graph 1: The effect of stimulation on germination capacity (first and final counting) - %
a)
b)
Germination energy
(%)
b
60
40
20
80
70
60
50
40
30
20
10
120
100
C
0
NS
D8
D4
D8
a a a
a
80
b
40
20
0
S
LSD
NS
Dose
LSD
a
60
0
S
D4
90
Germination energy (%)
b
100
80
Germination energy (%)
a a
C
100
Germination capacity
120
c)
LSD
Dose
Both applied laser radiation doses influenced on the embryonic root which increased significantly.
Four times irradiation caused stimulation of 4.89 mm root’s length, while eight times means – 2.04 mm
in relation to the control values (32.46 mm) – graph 2a.
Stated interaction revealed significant influence of pre-sowing laser stimulation on non-stimulated
seeds (S) causing elongation of embryonic root after doses D4 – 38.5 mm and a dose D8 – 35.83 mm
in comparison to control of 30.53 mm (graph 2b).
Graph 2: Length of embryonic root [mm]
a)
a
35
C
b
c
D4
D8
50
30
25
20
15
10
LSD
5
0
C
D4
D8
Dose
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
LSD
Roots lenght (mm)
Roots lenght (mm)
40
b)
40
a
a
a
a
b
c
30
20
10
0
S
NS
LSD
219
Length of aboveground part of seedling did not show any significant effect of any studied factors
or their interaction.
The high value of Maguire’s coefficient indicates rapid germination of tested seeds. Stimulated
seeds (S) – 43.51 in comparison to non-stimulated ones (25.82) Graph 3a had higher coefficient values.
The applied D8 doses (36.35) caused a significant increase of coefficient value in comparison with
control (33.22) – Graph 3b. The interaction of the laser light doses with (priming) stimulation showed a
significant value increase of that characteristic for non-stimulated seeds after application of the two
doses (D8 – 28.70; D4 – 27.78 in relation to control 20.98), (graph 3c).
Graph 3: Coefficient of germination speed according to Maguire
a)
100
a
Maguire indeks
40
35
b
30
25
20
80
c)
C
a
b
50
b
60
40
LSD
20
15
0
10
C
5
D4
0
S
NS
D8
Maguire indeks
45
Maguire indeks
50
b)
LSD
b
D8
a
40
a a
30
b
20
10
0
Dose
LSD
a
D4
S
NS
LSD
Low value of germination coefficient calculated according to Pieper attest high seeds vigor and
rapid emergence, high value is a sign that emergence will be extended in time. Non-stimulated seeds
were characterized by a significantly higher coefficient (4.15) than stimulated ones (2.43), what may
indicate their later and less aligned emergence (graph 4a). Reducing of coefficient value was caused by
both applied laser light doses causing thereby improvement of seed value of sugar beet balls (graph 4b).
The interaction of tested factors proved influence of irradiation on non-stimulated seeds (NS), the used
laser radiation caused a significant reducing of germination coefficient according to Pieper (D4 = 3.85
and D8 = 3.65) in comparison to control beet-seed balls (4.96), (graph 4c).
Graph 4: Pieper’s coefficient
a)
b)
Pieper indeks
4
Pieper indeks
3,5
3
b
2,5
2
1,5
1
0
S
NS
LSD
C
a
b
D4
D8
b
6
C
0,5
220
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Pieper indeks
a
4,5
c)
D4
D8
Dose
LSD
a
5
b b
4
3
a a a
2
1
0
S
NS
LSD
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
The content of plant pigments – carotenoids and chlorophyll (a and b) was determined in
cotyledons of seedlings. The highest content of carotenoids and chlorophyll characterized cotyledons
developed from stimulated seeds in priming technology and laser irradiated with a dose D8 (graph 5).
Graf 5: Influence of pre-sowing seed stimulation on carotenoids and chlorophylls (a and b) content
carotenoids
chl a
chl b
chl a + chl b
mg*g‐1 of fresh matter
1,2
a
ab
1
b
0,8
a
b
c
a
c
0,6
0,4
c
ab
b
ab
a
a
0,2
c
bc
c
bc
c
ab
c
b
c
ab
0
Control S
D4
D8
Control NS
D4
D8
The study showed a significant effect of pre-sowing biostimulation by laser radiation and in
priming technology on quality of seed material. Refined seeds by priming method proved significantly
better parameters of seed value. Significant increase of germination capacity (first counting) and
elongation of embryonic root in non-stimulated sugar beet seeds after application of pre-sowing
radiation was observed in the experiment (Prośba-Białczyk et al., 2011). Dinoev (2006) in research on
wheat noted growth of germination capacity in the first period after irradiation of seeds by
semiconductor laser rays. Skowron and Cieśla (2008) in the study of wheat stated speed-up of
germination, plant emergence and also elongation of sprout stimulated by magnetic field.
Changes were also observed in coefficient of germination. Maguire’s coefficient which defines
speed of seed germination has increased. However, the coefficient of average time of germination of
one kernel according to Pieper has been significantly reduced what proves the value improvement of
beet-seed balls. Skowron and Cieśla (2008) conducted the estimation of magnetic field based on
germination coefficients. Coefficients for tested samples were similar to the controls. The positive
impact of pre-sowing seeds refining leading to the uniformity of emergence and increasing yields of
cultivated plants also proved Orzeszko-Rywka et al,. (2010).
Photosynthesis - the basic plant physiological process consists in absorption and transformation of
light photons by chlorophyll. Laser biostimulation uses the seeds ability to absorb and convert light
energy into energy stored in chemical compounds and used in later life processes Rochalska and
Orzeszko-Rywka (2004).
Pre-sowing seed stimulation has influenced on the content of plant pigments – carotenoids and
chlorophyll. Cotyledons of seedlings developed from stimulated seeds (priming) and irradiated with
laser rays contained significantly more carotenoids and chlorophyll. Sacała et al. (2012) observed an
increase of chlorophylls content (a + b) in leaves of tested variety during laser stimulation tests on sugar
beet seeds. Experiments conducted by Rochalska et al. (2008) on sugar beets revealed that chlorophyll
content and plant effectiveness may be stimulated by pre-sowing seed treatment by magnetic field of
low-frequency.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
221
Conclusions
Stimulated seeds (priming) were characterized by higher energy and germination capacity.
Semiconductor laser stimulation was proved in laboratory studies. Irradiation of seeds with laser
had a positive effect on standard seeds vigor, non-stimulated – their germination capacity (first and final
counting), Pieper and Maguire’s coefficient.
Seeds germination and seedling emergence from stimulated seeds (priming) were characterized by
a higher dynamics and uniformity than emergence from non-stimulated seeds.
Cotyledons of seedlings developed from stimulated seeds (priming) contained more plant pigments
- carotenoids and chlorophyll.
Literature
DINOEV S. (2006). Laser – a Controlled Assistant in Agriculture. Problems of Engineering Cybernetics and Robotics, 56,
86-91.
ISTA. (2007). International Rules for Seed Testing.
LICHTENTHALER H.K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods
enzymol., 148: 350-382.
ORZESZKO-RYWKA A., ROCHALSKA M., CHAMCZYŃSKA M. (2010). Ocena przydatności olejków roślinnych do
zaprawiania nasion wybranych roślin uprawnych. Journal of Research and Applications in Agricultural
Engineering. Vol. 55(4), 36-41.
PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., GRZYŚ E., DEMCZUK A., SACAŁA E. (2011). Vliv stimulace osiva na
produktivitu cukrowe repy. Listy Cukrovarnicke a Reparsske 127, 344 347.
ROCHALSKA M., GRABOWSKA K., ZIARNIK A. (2008). Impact of low frequency magnetic fields on yield and quality
of sugar beet. Int. Agrophysics 23:163-174.
ROCHALSKA M., ORZESZKO-RYWKA A. (2004). Nietypowe metody pożniwnej poprawy jakości materiału siewnego.
Postępy Nauk Rolniczych. Nr . 67-80.
SACAŁA E., DEMCZUK A., GRZYŚ E., PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H. (2012). Impact of presowing laser
irradiation of seeds on sugar beet properties. Int. Agrophys.,26, 295-300.
SKOWRON M., CIEŚLA A. (2008). Biostymulacja ziarniaków silnym stałym polem magnetycznym. Prace Instytutu
elektrotechniki, z. 236, 143-167.
Contact adress: Dr. hab. Hanna Szajsner Department of Genetics, Plant Breeding and Seeds
Production, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland, Pl Grunwaldzki 24A,
50-363 Wrocław
222
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
ODRŮDY, OSIVO A PRODUKČNÍ POTENCIÁL CUKROVÉ ŘEPY
Varieties, and Seed Production Potential of Sugar beet
Josef Pulkrábek, Jaroslav Urban, Jan Křováček
KRV ČZU v Praze
Abstract
The article evaluates changes in production potential of sugar beet in the Czech Republic. Growing
system differences between farmer production (large scale) and results of precission field trials were
compared in time from 1980 till 2012. The share of used production potential at farm conditions sharply
increases. Between 1980 – 2012 root yields increased about 1 ton per year at farms and about 1.2 ton at
precission field trials. The share of used production potential was 72.7. % for root yields and 68.9 % for
yield of white sugar in frame of the last five years. Values were compared from the data of 20 the most
growed varieties.
Keywords: seed, sugar beet, cultivars testing, root yield, varieties
Souhrn
Příspěvek hodnotí změny ve využívání produkčního potenciálu vybraných ukazatelů cukrové řepy
v ČR. Využívání hodnotí na základě posouzení rozdílu mezi produkcí na provozních plochách a
výsledky maloparcelkových odrůdových pokusů v časové řadě 1980 - 2012. Využití produkčního
potenciálu v zemědělské prvovýrobě u cukrovky výrazně stoupá. Za posledních 30 let výnos kořene
stoupal na provozních plochách v průměru o 1 tunu ročně a v maloparcelkových pokusech v průměru o
1,2 tuny ročně. V posledním pětiletí představuje využití výnosového potenciálu 72,7 %. Využití
výnosového potenciálu bílého cukru dosáhlo v posledních pěti letech v průměru 68,9 %. V posledním
desetiletí se podařilo na provozních plochách zvýšit výtěžek bílého cukru, ročně v absolutní hodnotě
o 0,18 %. V příspěvku je uveden procentický podíl 20 nejpěstovanějších odrůd; podíl prvních 10
nejprodávanějších byl od 63,7 až do 77,7 % z prodaných výsevních jednotek osiva cukrové řepy.
Klíčová slova: osivo, cukrová řepa, výnos bulev, odrůdy
Úvod
Na zvyšování výnosů cukrovky a její technologické jakosti se v rámci technologie pěstování
významně podílí odrůda, její osivo a kvalita setí, což jsou základní předpoklady pro založení
kompletního porostu. Všichni velmi dobře známe rčení: jak a co zasejeme, takovou můžeme očekávat
sklizeň. Samozřejmě, že nám musí přát počasí a musíme splnit i další agrotechnická a agrochemická
opatření - od osevního postupu, kvalitní podzimní a jarní přípravy půdy s minimálním počtem operací,
řízené výživy (Chochola, 2012; Prosba-Bialczyk et al., 2011), ochrany rostlin (Janků et. al., 2012) až po
vlastní sklizeň. Jako rozhodující činitele pěstování jsou a budou kvalitní odrůdy (Hakaufová, 2011 a
2012) a komplexní agrotechnika ve vzájemných souvislostech.
Cukrová řepa je díky současným výkonným geneticky jednoklíčkovým odrůdám a při výrazném
podílu intenzivních pěstitelských technologií bezpochyby nejproduktivnější plodinou mírného
zeměpisného pásma. Dosahuje dnes více než desetinásobku výnosu cukru oproti počátku svého
pěstování před více než 170 lety. Cukrovka dnes již běžně dosahuje výnosu bílého cukru kolem 10 tun
z hektaru. Potenciální výnos je však až dvojnásobný (Chochola a Pulkrábek, 2012).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
223
Situace v pěstování cukrovky, kdy rostou náklady a ceny za surovinu (řepu) stagnují, nutí pěstitele
zvyšovat výnosy při snižování či stabilizaci nákladů. V praxi to kromě jiného znamená výběr nejlepších
pozemků, kde je cukrovka zařazována častěji po sobě (jednou za 3 roky, výjimečně někdy i za 2 roky).
Zvyšuje se tím však nebezpečí šíření a výskytu rizomanie, rizoktonie, skvrnatičky řepné, háďátka
řepného a dalších škodlivých činitelů (Jursík et al., 2010). V případech rizomanie, rizoktonie a háďátka
jsou chemické přípravky neúčinné nebo ekonomicky nepřijatelné. Současná situace je zde „lepší“
v tom, že nejenže můžeme, ale musíme využít nově vyšlechtěné tolerantní či rezistentní odrůdy, které se
výnosem a jakostí vyrovnají odrůdám normálním (netolerantním) a to i v neinfekčních podmínkách.
Podle údajů Svazu pěstitelů cukrovky (Konečný, 2012) bylo pro osev v roce 2012 z celkového množství
prodaného osiva zakoupeno 100 % výsevních jednotek tolerantních odrůd k rizomanii a 6 % odrůd
tolerantních k nematodům či jiným chorobám. Tolerantní a v blízké budoucnosti rezistentní odrůdy
jsou tedy zatím nejlepším řešením.
Složitější situace je v případě rizoktonie, kde možnosti otestování pozemku jsou horší. Omezení
této choroby spočívá v kvalitní přípravě půdy (vyrovnaný vzdušný a vodní režim), vyřazení hostitelů
(kukuřice, cukrovka), které zanechávají mnoho posklizňových zbytků – to znamená, v případech
výskytu není vhodné častější řazení těchto plodin na stejný pozemek. Šlechtění je zde prakticky
v počátcích, v ČR jsou od roku 2006 registrovány tolerantní odrůdy.
Cerkosporióza (skvrnatička řepná) je nejčastější chorobou listů řepy. V Čechách se začala šířit se
zaoráváním chrástu a častějším řazením cukrovky na týž pozemek. O jejím výskytu rozhoduje vyšší
vlhkost vzduchu (nad 95 %) a teploty nad 25 o C. Pokud volíme odrůdy tolerantní (rezistentní), máme
možnost vynechat či oddálit první fungicidní postřik. U netolerantních – náchylných odrůd je nutné
porost ošetřit preventivně a následně podle intenzity výskytu choroby i 2x – 3x. Některé současné
„nové“ odrůdy mají kombinovanou rezistenci k cerkospoře i rizomanii.
Háďátko řepné se vyskytuje běžně prakticky na všech řepařských půdách a doporučovaná ochrana
pěstováním háďátku nepřátelských brukvovitých meziplodin je známá. Od roku 2006 jsou
do sortimentu doplňovány tolerantní odrůdy, které jsou relativně srovnatelné ve výnosech
s netolerantními odrůdami i na pozemcích málo zamořených háďátkem (Chochola, 2011).
Šlechtění odrůd s různými tolerancemi či rezistencemi je vysoce aktuální již řadu let, neboť na tom
závisí rentabilita pěstování cukrovky. Šlechtitelé pracují i na dalších velmi významných šlechtitelských
cílech, jako je šlechtění odrůd, které by byly odolné vůči abiotickým stresovým faktorům (např. teplo,
zima, sucho, intenzita slunečního záření atd.).
Významné úsilí je věnováno šlechtění ozimé cukrovky, neboť prodloužením vegetační doby by se
výrazně navýšil výnosový potenciál (zhruba o 25 %) a zlepšilo vytížení cukrovarů (kampaň by bylo
možné zahájit cca o 2 měsíce dříve). Letální teplota pro současnou řepu je -6 až –7 °C a je nutno
překonat vybíhání přezimující řepy. To jsou dvě velké výzvy pro šlechtění a výzkum. V současné době
se jeví jako velmi nepravděpodobné, že by se k řešení těchto problémů dalo využít genetických
modifikací, avšak zájem velkých výzkumných a šlechtitelských institucí o ozimou řepu svědčí o tom, že
bude možné v delším časovém horizontu vyšlechtit ozimou řepu pro Evropu i klasickými metodami
(Chochola a Pulkrábek, 2012).
Nestačí jen vyšlechtit dobrou odrůdu, ale je nezbytné připravit i kvalitní osivo. To dnes všichni
pěstitelé považují za samozřejmou záležitost. Koupí-li si pěstitel osivo, bude mít bezpochyby vysoce
produkční genotyp a po semenářské stránce bude osivo také perfektní. Tím pěstitel naplňuje základní
předpoklad pro kompletní a vyrovnaný porost, bez kterého nemůže mít výnosy srovnatelné
s Německem či Rakouskem. Aby osivo bylo po semenářské stránce kvalitní, je třeba vynaložit mnoho
úsilí.
Před konečnou úpravou (mořením a obalením) je dílčí meziprodukt podrobován celé řadě měření.
Vedle tradičního stanovení čistoty, HTS, klíčivosti, zdravotního stavu, stupně naplnění plodů, se měří
různé biochemické, fyzikální a fyziologické parametry osiva. Stanovení jakosti obsahuje mnoho
podrobných analýz, využívána je i kontrola nejmodernějšími přístroji na buněčné úrovni - analýza počtu
224
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
chromozómů ke stanovení eventuálního cizího křížení. Například firma Strube začala využívat
trojrozměrný systém pro sériové vyšetřování osiva. Pomocí této mikroohniskové počítačové tomografie
se podařil kvalitativní skok v hodnocení osiva. Trojrozměrná počítačová tomografie umožňuje pohled
do nitra semen a plodů bez porušení struktury, ukazuje pohled na prostorové uspořádání jednotlivých
částí semen a celého klubíčka a jejich exaktní změření ve všech třech rozměrech.
Výraznou změnou je využívání aktivace osiva s cílem podpořit vyrovnanou a rychlou vzcházivost
porostu. Změny nastávají i ve využívání mořidel. Na trh přicházejí nové kombinace na bázi tefluthrinu,
thiometoxamu a clothianidinu (Cruiser Force, Force Magna, Poncho Beta) či jejich kombinací. Dle
výsledků pokusů jsou dobře účinné a některé i levnější. Vysoká kvalita osiva cukrovky výrazně přispěla
ke zvýšení využití výnosového potenciálu odrůd.
V ČR jsou pro potřeby pěstitelů každoročně zpracovávány seznamy doporučených odrůd (SDO).
Vychází z maloparcelkových pokusů a k jejich hlavním cílům patří sledování výkonnosti odrůd
registrovaných v ČR se zajištěnou optimální ochranou proti chorobám a škůdcům (Hakaufová, 2010).
Cílem předloženého článku je ukázat na význam odrůdy a analyzovat produkční potenciál
současných odrůd, jmenovitě posoudit jeho využívání v provozních podmínkách.
Metodika
O využívání výnosového potenciálu odrůd cukrovky v provozních podmínkách nejlépe vypovídá
srovnání průměrných produkčních a kvalitativních údajů za Českou republiku s výsledky pokusů
ÚKZÚZ z maloparcelkových pokusů zpracovávaných pro Seznam doporučených odrůd. Na základě
posouzení rozdílu mezi výnosem na provozních plochách a výsledky maloparcelkových odrůdových
pokusů lze vyvodit odpovídající závěry o využívání jednotlivých složek charakterizujících produkční
schopnost stávajících odrůd a využití jejich vlastností v praxi.
Tvorbu Seznamu doporučených odrůd garantuje Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský
(dále jen „ÚKZÚZ“), jakožto správní orgán, určený Ministerstvem zemědělství ČR pro účely
poskytování informací, organizováním samostatných zkoušek s registrovanými odrůdami a
každoročním zveřejňováním výsledků těchto zkoušek v Seznamu. Pověřeným pro SDO řepy cukrové je
Svaz pěstitelů cukrovky Čech. Odborným garantem a navrhovatelem pokusného schématu výsevu,
metodiky fungicidního ošetření, odběru a přípravy osiva potřebného pro výsev na jednotlivých
zkušebních lokalitách, kontrolou průběhu pokusnických prací a statistickým vyhodnocením výsledků
maloparcelkových pokusů je pověřen ÚKZÚZ (Anonym, 2012; Hakaufová, 2010). Tyto úkoly zajišťuje
v těsné spoluprácí s komisí pro Seznam doporučených odrůd a se svazy pěstitelů.
Údaje o produkčních ukazatelích vychází z jednotné statistiky zpracovávané pod gescí MZe ČR.
Svaz pěstitelů cukrovky Čech každoročně soustřeďuje informace o prodeji osiva jednotlivých odrůd,
formách úpravy a moření osiva (Konečný, 2012). Výchozí údaje o výsledcích na provozních plochách
cukrové řepy vychází pro rok 2012 z odborného odhadu.
Výsledky a diskuse
O významu produkčního potenciálu odrůd cukrové řepy a o potřebě jeho vysokého využívání
svědčí údaje charakterizující pěstování cukrové řepy v ČR (tab. 1.).
Na základě posouzení rozdílu mezi výnosem na provozních plochách a výsledky
maloparcelkových odrůdových pokusů v časové řadě 1980 - 2012 jsme vypočítali využití produkčního
potenciálu pro jednotlivé ukazatele množství a jakosti sklizených bulev (tab. 2 a 3). V posledních letech
je potěšitelné, že využití produkčního potenciálu v zemědělské prvovýrobě u cukrovky výrazně stoupá.
Za posledních 30 let výnos kořene stoupal na provozních plochách v průměru o 1 tunu ročně a
v maloparcelkových pokusech v průměru o 1,2 tuny ročně. V posledním pětiletí představuje využití
výnosového potenciálu 72,7 %. V devadesátých letech bylo horší (67,7 %). Nejmenší rozdíly mezi
provozem a pokusy jsou v dosahované cukernatosti. Výrazné zlepšení nastalo v posledních letech ve
výnosu bílého cukru, přesto jsou zde značné rezervy. Využití výnosového potenciálu bílého cukru
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
225
dosáhlo v posledních pěti letech v průměru 68,9 %, v letech 1980 - 1990 bylo 51,7 %. Velmi intenzivně
se v posledním desetiletí podařilo na provozních plochách zvýšit výtěžek bílého cukru, ročně stoupal
v absolutní hodnotě o 0,18 %. Uvedené hodnoty ukazují nejen na velmi dobrou práci šlechtitelů, ale
i na trvalé zvyšování úrovně pěstování cukrovky na provozních plochách. To nám dává naději obstát
v tvrdých konkurenčních podmínkách cukerního sektoru.
Tab. 1: Statistika komodity cukr – cukrová řepa v ČR (pramen MZe ČR)
Parametr v hospodářském roce
Jednotka 2009/2010
Počet všech pěstitelů cukrové řepy
ks
711
Průměrná plocha cukrové řepy na 1 pěstitele
ha
76
Celková sklizňová plocha cukrové řepy
ha
53 718
Výnos bulev pro výrobu cukru
t/ha
60,94
Cukernatost bulev
%
16,85
Výnos polarizačního cukru
t/ha
10,27
Výnos bílého cukru
t/ha
9,30
Výroba bílého cukru v ČR vyrobeného v ČR
t
431 818
2010/2011
730
79
57 420
59,34
16,65
9,88
8,79
432 755
2011/2012
712
83
59 243
71,26
17,32
12,34
11,25
564 440
Tab. 2: Využívání výnosového potenciálu odrůd cukrovky v ČR
Hodnocené období
a statistické
charakteristiky
Maximum
Minimum
Směrodatná
odchylka
Průměr 1980 - 2012
Průměr 1981 - 1990
Průměr 1991 - 2000
Průměr 2001 - 2010
Průměr 2008 - 2012
Rezerva v % za
posledních 5 let
Cukernatost
Výnos polarizačního cukru
Výnos kořene
%
t.ha-1
t.ha-1
Provozní
Provozní
Provozní
Pokusy
plochy Procento Pokusy
plochy Procento Pokusy
plochy
Procento
ÚKZÚZ
ČR
využití ÚKZÚZ
ČR
využití ÚKZÚZ
ČR
využití
98,4
71,3
78,4
20,0
18,7
103,0
17,5
12,3
75,0
38,7
30,1
55,2
15,2
13,8
79,4
7,4
4,3
47,6
13,7
66,2
53,4
65,6
74,7
86,8
10,6
44,2
35,8
39,7
53,8
62,8
6,7
66,7
67,7
60,6
72,2
72,7
1,2
17,9
17,7
18,0
18,0
18,0
1,4
16,3
14,8
16,6
17,4
17,3
27,3
7,3
91,1
83,9
92,7
96,5
95,8
2,5
11,9
9,7
11,8
13,4
15,6
2,2
7,3
5,4
6,7
9,3
10,8
4,2
8,5
60,7
56,2
56,7
69,2
69,6
30,4
Tab. 3: Využívání výnosového potenciálu odrůd cukrovky v ČR
Hodnocené období
a statistické
charakteristiky
Maximum
Minimum
Směrodatná
odchylka
Průměr 1980 - 2012
Průměr 1981 - 1990
Průměr 1991 - 2000
Průměr 2001 - 2010
Průměr 2008 - 2012
Rezerva v % za
posledních 5 let
226
Výnos řepy přepočtený na
Výtěžek bílého cukru
Výnos rafinády
16% cukernatost t.ha-1
%
t.ha-1
Provozní
Provozní
Provozní
Pokusy
plochy Procento Pokusy
plochy Procento Pokusy
plochy Procento
ÚKZÚZ
ČR
využití ÚKZÚZ
ČR
využití ÚKZÚZ
ČR
využití
17,6
16,3
98,8
15,8
11,3
72,1
111,8
78,5
73,8
12,4
10,2
70,3
6,2
3,1
41,6
47,4
25,8
45,4
1,4
15,6
14,9
15,8
16,1
16,3
1,9
13,3
11,2
13,6
15,0
15,6
9,6
85,6
75,2
86,6
93,7
95,5
4,5
2,4
10,4
8,0
10,3
12,0
14,1
2,2
6,0
3,9
5,5
8,1
9,7
10,1
57,0
49,3
53,4
67,8
68,9
31,1
16,3
75,8
60,5
75,4
86,2
100,1
14,4
45,8
32,7
41,7
59,4
68,8
9,1
59,7
54,6
55,5
69,1
68,9
31,1
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Využitelný produkční potenciál výnosu kořene u současných odrůd cukrovky dosahuje v našich
podmínkách přes 90 tun z hektaru, výnosu polarizačního cukru kolem 17 tun. Při vysoké technologické
kvalitě bulev naroste na jednom hektaru v našich podmínkách přes 15 tun bílého cukru (maloparcelkové
pokusy pro Seznam doporučených odrůd). To jsou průměry z více opakování, na některých
opakováních jsou výsledky ještě příznivější a lze předpokládat, že u nově zkoušených odrůd jsou ještě
lepší.
Prodej osiva nejpěstovanějších odrůd řepy cukrové v ČR vychází ze šetření SPCČ (Konečný,
2012). V tab. 4 jsou uvedeny nejprodávanější odrůdy v letech 2009 až 2012. Hodnoty prodeje uváděné
u každé odrůdy jsou v procentech z celkového prodeje výsevních jednotek. V tabulce je uveden
procentický podíl nejpěstovanějších 20 odrůd; ten se pohyboval ve sledovaném období od 90,3 %
v roce 2012 do 96,6 % v roce 2009. Ukazuje se, že v posledních letech jsou toto rozhodující odrůdy.
Dále je uveden podíl prvních 10 nejprodávanějších odrůd, který se pohyboval v rozpětí od 63,7 až do
77,7 %. Vypočítaný podíl odrůdy vychází z celkového prodeje výsevních jednotek v daném roce, ten
byl nejvyšší v roce 2012. Pro lepší orientaci v dané problematice poslední údaj v tab. 1 uvádí plochu
pěstování cukrové řepy v ČR v daném roce. Velmi důležité je, aby odrůdy s vysokým potenciálem byly
na provozních plochách skutečně využívány. Přehled o nejpěstovanějších uvádí tab. 4.
Tab. 4: Prodej osiva nejpěstovanějších odrůd řepy cukrové v ČR v letech 2009 - 2012 (vyjádřeno
v procentech z celkového prodeje výsevních jednotek)
Pořadí
odrůdy
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Podíl odrůdy v 2012
(%)
Pohoda
10,5
SY Apel
8,1
Kiringa KWS
7,5
Expert
6,7
Victor
6,3
Lucata
6,0
Imperial
5,9
Gallan
4,3
Katka KWS
4,2
SY Marvin
4,2
Labonita
11 KWS
4,1
12 Monsun
3,8
13 Caruso
3,6
14 Scorpion
3,0
15 Esperanza
2,6
16 Pavla KWS
2,2
17 Danka KWS
2,1
18 Vitalina KWS
1,9
19 Charly
1,9
20 Halina KWS
1,3
Celkem prodáno VJ
80 485
Podíl prvních 10 odrůd
63,7
Podíl 20 odrůd
90,3
Plocha pěstování
cukrové řepy v ČR (ha) 60 135
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Podíl odrůdy v 2011
(%)
Pohoda
11,6
Imperial
9,0
Lucata
8,5
Esperanza
7,3
Victor
6,7
Antilla
6,6
Sy - Belana
5,0
Expert
5,0
Kiringa KWS
4,3
Merak
3,3
Podíl odrůdy v 2010
(%)
Pohoda
12,4
Lucata
11,5
Esperanza
10,0
Imperial
9,0
Antilla
8,2
Victor
6,1
Caruso
5,0
Nancy
4,8
Sy - Belana
3,5
Expert
3,2
Podíl odrůdy v 2009
(%)
Antilla
14,9
Lucata
13,0
Pohoda
12,5
Caruso
8,0
Esperanza
7,4
Nancy
6,4
Canyon
4,6
Scorpion
3,8
Merak
3,7
Britannia
3,4
Katka KWS
SY Apel
Caruso
Britannia
SY Marvin
Pavla KWS
Nancy
Python
Halina KWS
Scorpion
Britannia
Merak
Marietta
Scorpion
Katka KWS
Python
Pavla KWS
Canyon
Bering
Danka KWS
Marietta
Monza
Imperial
Victor
Limonica
Expert
Julietta
Bering
Felicita
Python
3,1
2,7
2,6
2,4
2,4
2,3
2,3
2,1
2,1
1,8
68 528
67,2
91,0
59 243
3,2
3,0
2,7
2,1
1,8
1,7
1,7
1,5
1,3
1,1
67 547
73,8
93,9
57 420
3,1
2,7
2,5
2,4
2,0
1,6
1,3
1,2
1,2
0,9
62 675
77,7
96,6
53 718
227
Závěr
Na základě provedeného rozboru a celkového zhodnocení situace kolem využívání produkčního
potenciálu pěstovaných odrůd se ukazuje, že se pěstitelům daří vybírat vhodné odrůdy pro konkrétní
pozemky. K tomu jim významně napomáhá „Seznam doporučených odrůd“ ukazuje se, že je velmi
potřebný a přínosný pro další rozvoj českého řepařství, cukrovarnictví a lihovarnictví.
Graf 1: Využívání produkčního potenciálu odrůd cukrovky v ČR ve výnosu bulev přepočítaném na 16
procentní cukernatost (t/ha)
120,00
110,00
100,00
90,00
y = 1,423x + 51,565
t/ha
80,00
R
2
= 0,6871
70,00
60,00
50,00
40,00
y = 1,4186x + 21,733
2012
2011
2010
2009
= 0,8851
2007
2
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1980
1981
R
20,00
2008
30,00
Rok y s le dování
Pokusy pro SDO
Provozní plochy
Graf 2: Využívání produkčního potenciálu odrůd cukrovky v ČR v teoretické výtěžnosti cukru (%)
20,00
18,00
16,00
14,00
y = 0,0554x + 14,611
2
R = 0,1502
12,00
y = 0,1846x + 10,181
2
R = 0,8321
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1981
1980
10,00
Rok y s le dování
Pokusy ÚKZÚZ
228
Provozní plochy ČR
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Graf 3: Využívání produkčního potenciálu odrůd cukrovky v ČR ve výnosu bílého cukru (t/ha)
16
14
12
y = 0,2206x + 6,6057
R
10
2
= 0,7452
8
6
y = 0,2204x + 2,2934
R
2
= 0,9068
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1981
2
1980
4
Rok y s le dování
Pokusy ÚKZÚZ
Provozní plochy ČR
Literatura
ANONYM (2012). Seznam doporučených odrůd cukrovky pro rok 2012. Listy cukrov. řepař., 128, 2012 (1): 6–13.
HAKAUFOVÁ L. (2010). Seznam doporučených odrůd cukrovky pro rok 2010. Listy cukrov. řepař., 126, 2010 (1): 6–13.
HAKAUFOVÁ L. (2011). Odrůdy cukrovky registrované v roce 2011. Listy cukrov. řepař., 127, 2011 (2): 42–45.
HAKAUFOVÁ L. (2012). Odrůdy cukrovky registrované v roce 2012. Listy cukrov. řepař., 128, 2012 (2): 46–49.
CHOCHOLA J. (2011). Vliv nematodů Heterodera Schachtii Schmidt na výnos cukrové řepy. Listy cukrov. řepař., 127,
2011 (12): 379–383.
CHOCHOLA J. (2012). Vliv půdní zásoby dusíku na potřebu hnojení cukrové řepy. Listy cukrov. řepař., 128: 90–95.
CHOCHOLA J., PULKRÁBEK J. (2012). Výzkum cukrové řepy ve světě. Listy cukrov. řepař., 128, 2012 (5-6): 177– 179.
JANKŮ J., BARTOVSKÁ L., SOUKUP J., JURSÍK M., HAMOUZOVÁ K. (2012). Density and surface tension of aqueous
solutions of adjuvants used for tank-mixes with pesticides. Plant Soil Environ., 58 (2012): 568-572.
JURSÍK M., HOLEC J., SOUKUP J., VENCLOVÁ V. (2010): Seasonal emergence of selected summer annual weed species
in dependence on soil temperature Plant Soil Environ., 56: 444-450.
KONEČNÝ I. (2012). Výsev osiva cukrovky v České republice v roce 2012. Listy cukrov. řepař., 128, 2012 (11): 332–335.
MIKANOVÁ O., ŠIMON T., JAVŮREK M., VACH M. (2012). Relationships between winter wheat yields and soil carbon
under various tillage systems. Plant Soil Environ., 58 (2012): 540-544.
PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., GRZYŚ E., DEMCZUK A., SACAŁA E. (2011). Vliv stimulace osiva na
produktivitu cukrové řepy. Listy cukrov. řepař., 127, 2011 (11): 344–347.
PULKRÁBEK J., KAVKA M., RATAJ V., HUMPÁL J., NOZDROVICKÝ L., TRÁVNÍČEK Z., PAČUTA V. (2012). The
assessment of the economic risks level of sugar beet growing for the farm economy. Agric. Econ. – Czech, 58:
41-8.
Contact address: Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc. Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze,
Kamýcká 957, 165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
229
CHARAKTERISTIKY VITALITY OSIVA VYBRANÝCH
TRÁVNÍKOVÝCH ODRŮD KOSTŘAVY RÁKOSOVITÉ
A LIPNICE LUČNÍ
Vigour Characteristics Evaluation of Selected Cultivars of Poa pratensis and
Festuca arundinacea
Jaroslav Martinek, Miluše Svobodová, Tereza Králíčková
KPT ČZU v Praze
Abstract
The aim of the experiment was to evaluate the seed quality, such as total germination rate and
germination dynamics with 13 cultivars of Festuca arundinacea and 8 cultivars of Poa pratensis. All
kernels germinated on Petri dishes under control conditions in climat chamber Binder KBWF 720 with
day/night regime of 16/8 hours with changing temperature 15/5 °C. Total germination rate, Mean
germination time (MGT) and the number of days needed for germinating of 50 % kernels (T50) was
evaluated. Significant differences between measured characteristics was evaluated among cultivars
F. arundinacea, as well as, P. pratensis. The total germination rate of most F. arundinacea cultivars
was above 76 %, with MGT between 11 – 16 days. A relationship between higher total germination rate
and MGT was found with both F. arundinacae (R² = 0,4197) and P. pratensis (R² = 0,6887).
Keywords: seed, turfgrass, germinability
Souhrn
Cílem pokusu bylo zhodnotit semenářskou hodnotu osiva, tj. celkovou klíčivost a rychlost klíčení
u 3 odrůd kostřavy rákosovité a 8 odrůd lipnice luční. Klíčení probíhalo na Petriho miskách
v kontrolovaných podmínkách v klimaboxu Binder KBWF 720 s denním a nočním režimem 16 a
8 hodin při střídavém teplotním režimu 15/5 °C den/noc. U každé odrůdy byla stanovena celková
klíčivost, střední doba klíčení a doba potřebná k vyklíčení 50 % obilek (T50). Z výsledků jsou patrné
průkazné rozdíly všech sledovaných ukazatelů jak mezi odrůdami kostřavy rákosovité, tak u lipnice
luční. Celková klíčivost se u většiny odrůd kostřavy rákosovité pohybovala nad hranicí 76 %, s MGT
mezi 11 a 16 dny. Nejlepších výsledků dosáhla odrůda Fine Lawn s celkovou klíčivostí 91 %,
s průměrnou rychlostí vzcházení (MGT = 13,76) a T50 12 dnů. Je možné říci, že odrůdy s nízkým
počtem celkově vyklíčených obilek klíčily v průměru pomaleji, než ty s vyšší celkovou klíčivostí
(R² = 0,4197). Vysoké klíčivosti dosáhly v tomto pokuse odrůdy lipnice luční Hifi, Harmonie,
Limousine, Miracle (78 – 83 %) s tím, že Harmonie dosáhla i průkazně nejrychlejšího klíčení
(MGT 13,28 dnů; T50 11), naopak nejpomalejší z těchto odrůd byla odrůda Limousine (MGT 17,15
dnů; T50 17 dnů). U odrůd lipnic byla prokázaná silnější závislost mezi narůstajícím počtem celkově
vyklíčených obilek a klesající rychlostí klíčení MGT (R² = 0,6887) než u kostřav.
Klíčová slova: osivo, trávníkové druhy trav, klíčivost
Úvod
Základním předpokladem pro úspěšné založení trávníku je zejména volba a použití osiva s vysokou
kvalitou. Ta je určena jeho biologickou a semenářskou hodnotou. Biologická hodnota představuje
vnitřní genotypově zakódované vlastnosti odrůdy (chemická, anatomická a morfologická stavba); a je
230
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
modifikována prostředím, ve kterém bylo osivo pěstováno (Bláha et al., 2001), tj. ovlivňováno stresory
(pH, teplota, vodní režim, dostupné živiny, škůdci). Semenářská hodnota je vyjadřována vlastnostmi
biologickými, fyzikálními a mechanickými, které lze změřit laboratorním rozborem vzorku - klíčivost,
energie klíčení, velikost semene, HTS (Pazderů, 2009). Kvalita osiva se odráží i ve větší použitelnosti
při větším rozpětí teplot (Copeland a McDonald, 1995).
Zmíněná klíčivost je schopnost semene poskytnout v optimálních podmínkách za stanovenou dobu
normálně vyvinuté klíčence, u nichž je předpoklad, že se za příznivých podmínek v půdě vyvinou
v normální rostliny (Trnka, 2004). Hodnota standardní klíčivosti osiva může za optimálních podmínek
představovat hodnotu polní vzcházivosti. Nicméně při jejich narušení, např. periodou sucha (Martinek
et al., 2009) nebo kombinací sucha a teploty (Brant et al., 2011), může dojít k významnému poklesu
vitality - klíčivosti i rychlosti klíčení. Při výskytu dalších negativních faktorů ovlivňujících vzcházení
rostlin, jako je nesprávná hloubka výsevu (Martinek a Svobodová, 2008), nevyhovující typ půdy (Hakl
et al., 2012), aj., může být reálná polní vzcházivost významně odlišná od laboratorní klíčivosti osiva.
Proto není laboratorní klíčivost úplně dostatečným vyjádřením semenářské hodnoty osiva. I tak by však
měla být zkouška klíčivosti provedena před každým výsevem, a to zejména jsou–li výsevy stejného
druhu (odrůdy) prováděny v jiném čase, kdy může dojít ke stárnutí osiva.
Při sestavování trávníkových směsí složených z více druhů (odrůd), je znalost vitality osiva ještě
více žádoucí, neboť je předpokladem i pro rychlost vzcházení a úspěšnost dalšího vývoje celé
trávníkové směsi. Jak bylo našimi předchozími pokusy doloženo (Martinek, 2011), rychlost vzcházení
má významný vliv na další formování trávníku, jeho druhové složení a v konečném důsledku jeho
požadovanou funkci, ke které byl tento porost zakládán. Osivo s nízkou klíčivostí či rychlostí klíčení
může v horších podmínkách způsobit významné změny v druhovém složení porostu a jeho vlastnostech
– odolnosti vůči biotickým a abiotickým stresorům, textuře, barvě, homogenitě, aj. Z praktického
hlediska je požadavek na rychlý a jednotný vývoj rostlin významný pro rychlejší zapojení porostu,
omezení povrchové eroze, minimalizaci uchycení nežádoucích plevelů, a tím i následné spotřebě
herbicidů (cena, environmentální riziko). Stejnoměrné a rychlé vzcházení umožňuje provést včasnou
seč podporující odnožování a hustotu porostu (Sobotová et al., 2006).
Rychlost klíčení lze porovnávat různými parametry, např. vyjádřením střední doby klíčení (MGT –
Mean Germination Time) nebo doby potřebné k vyklíčení 50 % obilek (T50). MGT přitom vyjadřuje
průměrnou rychlost, se kterou klíčí všechny klíčení schopné obilky během testu s tím, že každá obilka,
která je s počátkem klíčení opožděná, ovlivňuje konečnou průměrnou rychlost klíčení celého vzorku.
T50 je ukazatelem spíše dynamiky (strmosti křivky), se kterou osivo začíná klíčit.
Cílem pokusu bylo zhodnotit semenářskou hodnotu osiva, tj. celkovou klíčivost a rychlost klíčení
na základě výše uvedených ukazatelů u vybraných odrůd kostřavy rákosovité a lipnice luční, jakožto
perspektivních trávníkových druhů používaných do odolných směsí vůči sešlapu, suchu a nenáročnosti
na intenzivní ošetřování.
Metodika
Pro testování klíčivosti bylo vybráno 13 odrůd kostřavy rákosovité (Barcesar, Barfelix, Barlexas,
Barleroy, Cochise, Debussy, Fine Lawn, Galatea, Kontiki, Olympic Gold, Rembradt, Regiment,
Starlett) a 8 odrůd lipnice luční (Arachnifera, Conni, Hifi, Harmonie, Limousine, Miracle, Paladio,
Slezanka). Na Petriho misky s navlhčeným filtračním papírem bylo uloženo 100 ks obilek od každé
odrůdy, každá odrůda byla vyseta ve čtyřech opakováních. Klíčení probíhalo v kontrolovaných
podmínkách v klimaboxu Binder KBWF 720 s denním a nočním režimem 16 a 8 hodin s pozvolnými
dvouhodinovými přechody. Před vlastním klíčením bylo provedeno předchlazení při teplotě 5 °C, po
této fázi byl nastaven střídavý teplotní režim při 15/5 °C den/noc. Relativní vlhkost byla udržována na
75 %. Pozice jednotlivých misek v klimaboxu byla měněna k minimalizaci potenciálního ovlivnění
případnou nejednotnou teplotou nebo distribucí světla na policích. Průběh klíčení byl sledován
v 1 denních intervalech až do plného vyklíčení osiva), tj. kdy již nebyly zaznamenávány změny
v množství vyklíčených jedinců, tj. po 37 dnech od počátku střídavého teplotního režimu). Celková
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
231
klíčivost byla kalkulována pomocí indexu GT (Total Germination) vypočítaného dle: GT = (NT*100)/N;
kde GT je celková klíčivost; NT množství vyklíčených obilek při posledním odpočtu; N je počet všech
obilek na jedno opakování, (Chiapusio et al., 1997). Pro vyjádření rychlosti klíčení obilek
v monokulturách byla vypočtena střední doba klíčení osiva (Mean Germination Time - MGT) podle
rovnice: MGT = ΣD*n/Σn; kde D je počet dnů od počátku testu; n je počet obilek vyklíčených v den D
(Ellis a Roberts, 1980). Byla rovněž stanovena doba potřebná k vyklíčení 50 % obilek (T50). Výsledky
byly zpracovány analýzou rozptylu Anova v programu Statgraphic XV (LSD α = 0,05).
Výsledky a diskuse
Z výsledků jsou patrné průkazné rozdíly všech sledovaných ukazatelů, jak mezi odrůdami kostřavy
rákosovité, tak u lipnice luční (p-value = 0,000). K odrůdám kostřavy rákosovité s nejnižší klíčivostí a
velmi malou rychlostí klíčení patřily Regiment a Galatea (tab.1, graf 1) s celkovou klíčivostí 43 a 44 %,
a MGT až 22 dnů (o více jak 10 dnů oproti nejrychleji klíčícím odrůdám). Oproti ostatním odrůdám je
tento rozdíl jednoznačně průkazný a je možné říci, že osivo by se již nemělo používat k výsevu. Příčiny
lze spatřovat spíše ve stáří osiva či jejich nevhodném skladování než ve vlastnostech odrůdových.
Celková klíčivost většiny odrůd se však pohybovala nad hranicí 76 %, s MGT mezi 11 a 16 dny.
Nejlepších výsledků dosáhla odrůda Fine Lawn s celkovou klíčivostí 91 %, s průměrnou rychlostí
vzcházení (MGT = 13,76) a T50 12 dnů. Z pohledu rychlosti byla nejrychleji klíčící odrůda Starlett
s MGT 11,72 dnů a T50 11, při 84 % celkově vyklíčených. Naopak k pozvolna klíčícím z hlediska T50
se řadila odrůda Cochise (T50 19 dnů), při MGT 16,42 a 68 % celkově vyklíčených. Je možné říci, že
odrůdy s nízkým počtem celkově vyklíčených, klíčily v průměru pomaleji než ty s vyšší celkovou
klíčivostí (R² = 0,4197).
Tab. 1: Celková klíčivost (%), střední doba klíčení (MGT) a T50 kostřavy rákosovité a lipnice luční
(rozdílná písmena značí průkazné rozdíly mezi odrůdami v rámci dané skupiny, na hladině
významnosti α = 0,05)
Kostřava rákosovitá
Lipnice luční
Klíčivost
MGT
T50
Klíčivost
MGT
T50
Odrůda
Odrůda
(%)
(dny)
(dny)
(%)
(dny)
(dny)
Barcesar
77 cd
14,46 cd 13 Arachnifera
25 a
24,06
d
Barfelix
71 bc
13,86
c 13 Conni
34 a
17,47
c
Barlexas
76 bcd
12,07 ab 12 Hifi
81 c
14,74 ab 13
Barleroy
79 cd
15,35 cde 14 Harmonie
83 c
13,28
a 11
Cochise
68
b
16,42
e 19 Limousine
78 c
17,15 bc 17
Debussy
79 cd
15,57 de 14 Miracle
83 c
15,36 abc 14
Fine Lawn
91
e
13,76
c 12 Paladio
63 b
16,44 bc 20
Galatea
Slezanka
44
a
22,42
g
29 a
17,98
c
Kontiki
83 de
13,51 bc 13
Olympic Gold
79 cd
15,51 de 14
Rembradt
80
d
15,75 de 14
Regiment
43
a
20,50
f
Starlett
84 de
11,72
a 11
p-value
p-value
0,000
0,000
0,000
0,000
Dmin
Dmin
8,58
1,6
10,71
2,62
Obecně platí, že klíčivost u lipnice luční bývá zpravidla nižší, než např. u jílku vytrvalého.
V našich pokusech měly průkazně nejnižší klíčivost odrůdy Arachnifera, Conni a Slezanka (tab.1,
graf 2), jejich klíčivost nepřesáhla 34 %, a stejně tak jako u výše zmíněných odrůd kostřavy rákosovité
by nebylo možné je použít do výsevních směsích. Naopak vysoké klíčivosti dosáhly v tomto pokuse
232
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
odrůdy Hifi, Harmonie, Limousine, Miracle (78 – 83 %), s tím že Harmonie dosáhla i průkazně
nejrychlejšího klíčení (MGT 13,28 dnů; T50 11), naopak nejpomalejší z těchto odrůd byla odrůda
Limousine (MGT 17,15 dnů; T50 17 dnů). U odrůd lipnic byla prokázaná silnější závislost mezi
narůstajícím počtem celkově vyklíčených obilek a klesající rychlostí klíčení MGT (R² = 0,6887) než u
kostřavy rákosovité.
Graf 1: Celková klíčivost (%) a střední doba klíčení (MGT) kostřavy rákosovité
Graf 2: Celková klíčivost (%) a střední doba klíčení (MGT) lipnice luční
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
233
Pokud by tyto testy předcházely rozhodování o výběru druhů do nějaké ze zatěžovaných směsí
s kostřavou rákosovitou a lipnicí luční, pak lze jednoznačně doporučit (bez ohledu na morfologické
charakteristiky) odrůdu kostřavy rákosovité Fine Lawn s lipnicí luční Harmonie, neboť obě si jsou
kvalitou, tj. celkovou klíčivostí a rychlostí klíčení velmi podobné. U odrůd s klesající celkovou
klíčivostí nebo delší rychlostí vzcházení narůstá riziko vyššího poklesu těchto ukazatelů při
nepříznivých podmínkách po zasetí (Brant et al., 2011; Martinek a Svobodová, 2008; Martinek et al.,
2009).
Závěr
Při sestavování trávníkových směsí o více komponentech je vždy vhodné provést testy klíčivosti,
které pěstiteli alespoň rámcově poukáží na potenciální nevhodnou odrůdu (šarži, balení osiva). Jak bylo
prokázáno v našich testech, rozdíly v ukazatelích kvality v rámci druhů mohou být významné. Vysoká
klíčivost obilek ještě nemusí nutně zaručovat kvalitně založený porost, neboť právě v trávníkářství je
vyrovnanost vzcházení neméně důležitou vlastností osiva při dalším formování porostu. Je možné říci,
že žádoucí kombinací vlastností je vysoká klíčivost osiva s vysokou rychlostí klíčení.
Literatura
BLÁHA, L., HNILIČKA, F., HOŘEJŠ, P., MATOUŠEK, J. (2001). Vliv vnějších faktorů na vlastnosti osiva a nutnost jeho
každoroční obměny. Agro 2, únor 2001, ročník VI. s. 18 – 21.
BRANT, V., ZÁBRANSKÝ, P., HAMOUZOVÁ, K., FUKSA, P. (2011). Germination of Sorghum seeds under condition of
water deficit. In. Seed and Seedlings X., FEB 10, Praha, 130–134.
COPELAND, L. O., MCDONALD, M.B. (1995). Principles of Seed Science and Technology. 3rd edition. Chapman&Hall,
409 s.
ELLIS, R. H., ROBERTS, E. H. (1980). Improved equations for seed longevity. Anals of Botany 45: 13–30.
HAKL, J., MÁŠKOVÁ, K., ŠANTRŮČEK, M., FÉR M. (2012). Seed Emergence of Lucerne Varietiesunder Different Soil
Conditions, Czech J. Genet. Plant Breed., 48, 2012 (2): 93–97
CHIAPUSIO, G., SÁNCHEZ, A. M., REIGOSA, M. J., GONZÁLEZ, L., PELLISSIER, F. (1997). Do germination indices
adequately reflex allelochemical effects on the germination process? Journal of Chemical Ecology, Vol. 23, No.11,
1997. s. 2445 – 2453.
MARTINEK, J., SVOBODOVÁ, M. (2008). Vliv hloubky výsevu na dynamiku vzcházení vybraných trávníkových druhů.
Sborník z odborného semináře Trávníky 2008, Agentura Bonus, Vysočany na Chomutovsku 26.-27.6.2008, ISBN
80-86802-12-4, s.41-43
MARTINEK, J., SVOBODOVÁ, M., KRALÍČKOVÁ, T. (2009). Dynamika klíčení osiva kostřavy červené za stresových
podmínek. In. Seed and Seedlings IX., FEB 10, Praha, s. 149–152.
MARTINEK, J. (2011). Konkurenční schopnosti metlice trsnaté Deschampsia caespitosa /L./ Beauv. ve směsích
s vybranými trávníkovými druhy. Doktorská disertační práce. 181 s.
PAZDERU, K. (2009). Význam energie klíčení pro hodnocení kvality osiva. In. Seed and Seedlings IX., FEB 10, Praha, ČR,
56 – 60.
SOBOTOVÁ, H., SVOBODOVÁ, M., KAČEROVÁ, M., HLAVIČKOVÁ, D. (2006). Vliv seče na konkurenční vztahy
jílku vytrvalého a lipnice luční v trávnících. In Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2006,
sborník příspěvků. FAPPZ, ČZU v Praze. s. 216–219.
TRNKA, Z. (2004). Metodika zkoušení osiva a sadby. Ministerstvo zemědělství, Odbor rostlinných komodit, Praha 2004, s.
139 – 292.
Contact address: Jaroslav Martinek, Ph.D., Katedra pícninářství a trávníkářství, ČZU v Praze,
Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
234
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
PRODUKCE OSIVA SVĚTLICE BARVÍŘSKÉ V EKOLOGICKÉM
ZEMĚDĚLSTVÍ
The Seed Production of Safflower in Organic Farming
Daniela Knotová1, Jan Pelikán1, Radek Machač2
1
Zemědělský výzkum, spol. s r. o. Troubsko
2
Oseva výzkum a vývoj s. r. o.
Abstract
In 2010, 2011 and 2012 on two experimental areas the seed yields of Carthamus tinctorius L. for
organic farming were evaluated. In trials the impacts of the sowing rate, the row distances and agrotechnical interventions were tested on seeds yield. In 2010 the experiment in the locality Zubří was
destroyed by torrential rains. The statistical differences between variants were found in 2012 on the
locality Troubsko and in 2011, 2012 in Zubří. The statistically significant differences between the
treatment variants were found in favor of without interventions. The results show that the highest yields
of seeds of safflower are at row width 12.5 cm and sowing rate 16.5 kg.ha-1. The agrotechnical weed
clearances during the vegetation are without effect.
Keywords: safflower (Carthamus tinctorius L.), organic farming, seeds, farming technique
Souhrn
V letech 2010 – 2012 byly na dvou lokalitách (Troubsko a Zubří) hodnoceny výnosové možnosti
světlice barvířské pro výrobu osiva v podmínkách ekologického zemědělství. Hodnoceny byly varianty
výsevného množství v kombinaci s řádkovými rozteči a s různým způsobem ošetřování. V roce 2010
došlo ke zničení pokusu přívalovými dešti na lokalitě v Zubří. Statistické rozdíly mezi variantami byly
zjištěny v roce 2012 na lokalitě v Troubsku a v letech 2011 a 2012 v Zubří. Při hodnocení vlivu ošetření
na výnos osiva byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly ve prospěch varianty bez agrotechnických
zásahů. Z výsledků vyplývá, že nejlepší výnosy světlice barvířské jsou dosahovány při řádkové rozteči
12,5 cm a výsevku 16,5 kg.ha-1. Agrotechnické odplevelovací zásahy v průběhu vegetace není potřeba
provádět.
Klíčová slova: světlice barvířská (Carthamus tinctorius L.), ekologické zemědělství, osivo,
agrotechnika
Úvod
Aktuální legislativa pro ekologické zemědělství se v současnosti řídí Nařízením Rady (ES)
č. 834/2007 ze dne 28. června 2007 o ekologické produkci a označování ekologických produktů a k
němu prováděcímu předpisu a Nařízením Komise (ES) č. 889/2008 ze dne 5. září 2008, kterým
se stanoví prováděcí pravidla k nařízení Rady (ES) č. 834/2007 o ekologické produkci (Legislativa,
2013). Podle dostupných statistických údajů k datu 31. 12. 2011 hospodaří na ploše cca 500 000 ha
téměř 4 000 ekologických zemědělců. Z celkové plochy pro EZ dosahuje orná půda 60 000 ha, což je
z celkové výměry pro EZ 12,29 %. Ze statistických údajů lze ve vývoji plochy zemědělské půdy
sledovat až na drobné výkyvy kontinuální vzestup výměry půdního fondu v EZ a současně vzestup
počtu firem (Základní statistické údaje ekologického zemědělství, 2011). K nárůstu ekologicky
obhospodařovaných ploch přispívá „Akční plán ČR pro rozvoj ekologického zemědělství v letech
2011 - 2015“ jehož cílem je celkové zvýšení této půdy na 15 % (Žáček, 2012).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
235
Tomuto zvyšování ploch pro EZ neodpovídá současný stav produkce a nabídky osiv v bio kvalitě.
V porovnání se západoevropskými zeměmi je nabídka nejen odrůdové, ale také druhové skladby velmi
chudá. Nemůže za to pouze fakt, že se v ČR na produkci bioosiv specializuje pouze jedna firma a pro
ostatní je tato produkce jen okrajovou záležitostí, ale také „Všeobecná výjimka na používání
konvenčních osiv a sadby brambor“ kterou vydalo MZe 21. 7. 2004. Tato podmínka byla zrušena ke dni
31. 7. 2008 a od 1. 8. 2008 se na použití konvenčního osiva udělují podmínky (Samsonová, 2012).
Produkce osiva v EZ klade zvýšené nároky na zařazení plodin v osevních postupech a
agrotechniku, vzhledem k produkci osiva bez použití chemie se předpokládá při odstraňování plevelů
náročnost na ruční práci a nezbytná je rovněž vysoká úroveň výchozího množitelského materiálu
(Moudrý, 2006). V EZ jsou výnosy podmíněny interakcí genotypu a prostředí, prioritou je kvalita,
nikoli kvantita (Chloupek, 2008).
Jako dobrý přerušovač obilních sledů se ukázala světlice barvířská. Využívá se především jako letní
strnisková meziplodina obohacující půdu o organickou hmotu, zlepšuje fyzikální vlastnosti půdy, chrání
půdu před vodní a větrnou erozí, omezuje šíření plevelů, má fytosanitární účinky. Svou produkcí tvorby
biomasy patří k více výnosným meziplodinám (Vach a kol., 2009).
Metodika
Pokusy byly realizovány v letech 2010 – 2012 na dvou pokusných lokalitách – Troubsko a Zubří.
Jako osivo byla použita domácí odrůda Sabina. Byly zkoušeny dvě varianty výsevného množství (16,5
kg.ha-1, 33 kg.ha-1), dvě varianty řádkových roztečí (12,5 cm a 25 cm) a tři způsoby ošetřování během
vegetace (1. neošetřovaná kontrola, 2. vláčení odplevelovacími prutovými branami a 3. plečkování u
šířky řádků 25 cm). Po sklizni semene byla sklizená hmota dosoušena, dále následovalo čištění
vzduchem a čištění na sítech. V roce 2011 na lokalitě Troubsko pro deštivé počasí v měsíci květnu
nebyly provedeny agrotechnické zásahy vláčení a plečkování. Na lokalitě Zubří byl v roce 2010
založený pokus zničen přívalovými dešti. Dosažené výsledky jednotlivých pokusů byly zpracovány
běžnými metodami variační statistiky.
Výsledky
Výnosy osiva světlice barvířské z jednotlivých roků zkoušení na jednotlivých pokusných místech
jsou uvedeny v tab. 1. Tabulka je doplněna výsledky analýz rozptylu na hladině průkaznosti α = 0,05.
Tab. 1: Výnosy světlice barvířské v t.ha-1 na lokalitách Troubsko a Zubří (α = 0,05)
Varianty
2010
(t.ha-1)
Troubsko
2011
(t.ha-1)
12,5 cm, pol. výsevek, bez zásahu
0,418a
0,818a
0,542bcd
0,447a
0,522a
0,454a
0,335cd
0,306d
0,358cd
0,814a
0,777abc
0,450a
0,521a
0,243a
0,508bcd
0,284d
0,332d
0,695a
0,884ab
0,368b
0,434b
25 cm, pol. výsevek, vláčení
0,297a
0,643abcd
0,214e
0,259e
25 cm, pol. výsevek, plečkování
0,388a
0,277d
0,308cd
0,364cd
0,559a
1,058a
0,350bc
0,409bc
25 cm, plný výsevek, vláčení
0,372a
0,603abcd
0,216e
0,259e
25 cm, plný výsevek, plečkování
0,450a
0,481bcd
0,297d
0,348d
12,5 cm, pol. výsevek, vláčení
12,5 cm, plný výsevek, bez zásahu
0,411a
12,5 cm, plný výsevek, vláčení
25 cm, pol. výsevek, bez zásahu
25 cm, plný výsevek, bez zásahu
236
0,269a
0,387a
2012
(t.ha-1)
Zubří
2011
(t.ha-1)
2012
(t.ha-1)
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Analýzou rozptylu nebyly zjištěny statistické rozdíly mezi zkoušenými variantami na lokalitě Troubsko
v letech 2010 a 2011. V obou případech byl nejvyšší výnos dosažen variantou šířka řádků 12,5 cm,
snížený výsevek a bez následného ošetření. V ostatních případech byly zjištěny statistické rozdíly mezi
variantami. V extrémně suchém roce 2012 v Troubsku byl nejvyšší výnos zaznamenán u varianty se
šířkou řádků 25 cm, plným výsevkem a bez následného ošetření. Na lokalitě Zubří v obou zkušebních
letech byly dosaženy nejvyšší výnosy variantami řádky 12,5 cm, snížený výsevek bez ošetření a stejnou
variantou s plným výsevkem.
Dále byly provedeny analýzy vlivu řádkové rozteče a velikosti výsevku na výnosy osiva pro
jednotlivé pokusné roky přes pokusná místa a způsoby ošetření, jejichž výsledky jsou uvedeny v tab. 2.
Vliv řádkové rozteče a velikosti výsevku nebyl prokázán v roce 2010 (hodnocena pouze lokalita
Troubsko) a v roce 2011. V roce 2012 byly zjištěny statistické rozdíly jak mezi velikostí řádkové
rozteče (ve prospěch řádků 12,5 cm), tak i velikostí výsevku (ve prospěch sníženého výsevku).
Tab. 2: Vliv řádkové rozteče a velikosti výsevku na výnosy osiva světlice barvířské (α = 0,05)
rok
2010
2011
2012
řádky
12,5 cm
0,414a
0,582a
0,434a
25 cm
0,428a
0,460a
0,346b
výsevek
snížený
0,329a
0,530a
0,388a
plný
0,327a
0,488a
0,374b
Posledním krokem byla analýza vlivu ošetření na velikost výnosu v jednotlivých letech zkoušení
přes pokusná místa, velikosti výsevku a řádkové rozteče a výsledky jsou uvedeny v tab. 3.
Tab. 3: Vliv ošetření na velikost výnosu osiva světlice barvířské (α = 0,05)
rok
2011
2012
bez ošetření
0,404a
0,472a
ošetření
plečkování
0,303b
0,356b
vláčení
0,255c
0,302c
Vliv ošetření byl prokázán v obou rocích zkoušení. Nejvyšší výnos poskytly neošetřené varianty,
následovaly varianty plečkované a nejnižší výnos byl zaznamenán u variant ošetřených odplevelovacími
prutovými branami.
Závěr
Na základě dosažených výsledků lze konstatovat, že světlici barvířskou lze v podmínkách
ekologického zemědělství úspěšně pěstovat v řádcích 12,5 cm a při výsevku 16,5 kg.ha-1. Po vysetí je
nutno pozemek uválet hladkými válci. Během vegetace není nutno provádět žádné agrotechnické
zásahy, což je z hlediska ekonomického výhodné. Pozemky pro množení osiva je nutno vybírat co
nejméně zaplevelené, především je třeba se vyvarovat pozemků zaplevelených ovsem hluchým (Avena
fatua), jehož semena se z osiva obtížně odstraňují. Bezprostředně po sklizni je nutno provést
předčištění, dále je nutno osivo dobře usušit a následuje dočištění vzduchem, případně na sítech.
Literatura
CHLOUPEK, O. (2008). Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Academia, Praha, 2012.
Ministerstvo zemědělství, Legislativa: url = http://eagri.cz/public/web/mze/zemedelstvi/ekologicke-zemedelstvi/legislativa/
8. 1. 2013.
MOUDRÝ, J. (2006). Multifunkční zemědělství. url = http://home.zf.jcu.cz/~moudry/multif_zemedelstvi/ 8. 1. 2013.
SAMSONOVÁ, P. (2012). Metodika pro praxi - Produkce osiv v ekologickém zemědělství. Bioinstitut, 2012.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
237
VACH, M. a kol. (2009). Metodika pro praxi – Pěstování strniskových meziplodin. VÚRV, 3 s.
Základní statistické údaje ekologického zemědělství: url = http://eagri.cz/public/web/mze/ 8. 1. 2013
ŽÁČEK, J. (2012). Podílem ploch v ekologickém zemědělství patří Česká republika k předním zemím na světě:
url = http://eagri.cz/public/web/mze/tiskovy-servis/ 25. 7. 2012.
Contact address: Ing. Daniela Knotová, Oddělení genetických zdrojů, Zemědělský výzkum spol. s r. o.
Troubsko, Zahradní 1, 664 41 Troubsko, E-mail: [email protected]
238
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
VLIV DESIKACE NA VÝNOS, KVALITU A KLÍČIVOST OSIVA SÓJI
Desiccation Effect on Yield, Quality and Germination of Soya Seeds
Přemysl Štranc1, Pavel Procházka1, Jaroslav Štranc1, Daniel Štranc1, Luděk Nový2
1
KRV ČZU v Praze
2
Záveský a spol. s.r.o.
Abstract
The experiment studied the effect of aggressive drying agents (based on active substances
carfentrazone-ethyl and diquat dibromide) on yield, quality and germination of soybean. Desiccants
were applied 5-8 days before harvest. Desiccation positively influenced the yield soybean seeds, but at
the same time have also increased the content of N-substances. In terms of germination of soybean seed
desiccation had only a minimal negative effect, in some cases just after desiccation as well as increase
it. Based on the results IAA test can say that most of desiccation slightly decreased seed germination
compared nondesiccation control.
Keywords: soya, desiccation, carfentrazone-etyl, diquat dibromide, yield, quality, germination, AA
test
Souhrn
V pokusu byl sledován vliv razantních desikantů (na bázi účinných látek carfentrazone-etyl a
diquat dibromide) na výnos, kvalitu a klíčivost sóji. Desikanty byly aplikovány 5-8 dní před sklizní.
Desikace pozitivně ovlivnila nejen výnos semen sóji, ale současně v nich zvýšila i obsah N-látek.
Z hlediska klíčivosti semen měla desikace sóji jen minimální negativní vliv, v některých případech
došlo právě po desikaci i k jejímu zvýšení. Na základě výsledků TUS lze konstatovat, že desikace
většinou mírně snížila klíčivost semen oproti nedesikované kontrole.
Klíčová slova: sója, desikace, carfentrazone-etyl, diquat dibromide, výnos, kvalita, klíčivost, TUS
Úvod
Při dozrávání rostlin sóji její listy a lusky od báze hnědnou a u většiny u nás pěstovaných odrůd
opadávají i listy. Sóju sklízíme, když lusky zhnědnou a semena v lusku jsou vybarvená a uvolněná, při
poklepu na lusk začínají chrastit (Bareš, 1956 in Peterka, et al. 1956; Šinský, 1973).
Odrůdy sóji pěstované v ČR převážně dozrávají bez velkých problémů. Proto ve většině případů
není třeba používat regulátory dozrávání či desikanty. To však neplatí pro porosty zmlazené a
zaplevelené. Než se pro desikaci porostu rozhodneme, musíme disponovat vhodnou mechanizací,
abychom pojezdy nezpůsobili větší škody, než kterým chceme předejít (Štranc et al., 2012a). V našich
povětrnostních podmínkách si však musíme uvědomit, že není příliš vhodné prodlužovat sklizeň sóji do
méně vhodného, tj. pokročilejšího podzimního období (tzn. od první až druhé dekády října), kdy
většinou panuje vlhké počasí. Semeno sóji je totiž velice hygroskopické a snadno absorbuje vodu
z atmosféry (Franca-Neto a Henning, 1984).
Desikace je v podstatě razantnější defoliace, spočívající ve vysušení až „spálení“ nadzemních částí
rostlin, přičemž defoliace je „pouze“ uměle vyvolané stárnutí listů rostliny spojené s tvorbou oddělovací
vrstvičky na bázi jejich řapíků s následným opadem listů. K těmto účelům se mohou využít jednak látky
hormonální povahy, které působí antiauxinově, resp. podporují vytváření výše zmíněné oddělovací
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
239
vrstvičky, jednak toxické látky často herbicidního charakteru, poškozující především listovou čepel,
čímž navozují abscisi, anebo látky vyznačující se vysokou hygroskopicitou, tj. odnímáním vody
z rostlinných pletiv (Štranc et al. 2012b).
Domingos et al. (1997, 2000) uvádějí, že pokud je při fyziologické zralosti osivářského porostu
využit vhodný desikant, nemá negativní vliv na klíčivost semen. Naopak v některých případech vhodně
použitý desikant může klíčivost zvyšovat. Naproti tomu Carvalho et al. (1978) hlavně uvádějí negativní
účinky desikace osivářských porostů sóji na kvalitu získaných semen, neboť podle Marchiori et al.
(2002) neberou v úvahu fyziologické aspekty dozrávání rostlin.
Metodika
Cílem provozního pokusu bylo sledování vlivu vybraných desikantů na výnos, kvalitu a klíčivost
osiva sóji. Jelikož pokus s desikací byl zakládán ve značně pokročilé době, jsou varianty mírně
nesourodé, a proto byly využity pouze dvě poměrně razantní herbicidní (desikační) látky, a to
carfentrazone-etyl (Aurora 40 WG) a diquat dibromide (Quad-Glob 200 SL), které v současné době
nejsou povolené k desikaci sóji v ČR.
Pokus jsme založili na třech odrůdách sóji (Laurentiana, Lissabon a Essor), v k.ú. Doksany
(50°27'19''N, 14°9'33''E), v nadmořské výšce cca 160 m na třech samostatných pozemcích, metodou
dlouhých dílců, při výměře jednoho opakování min. 1,0 ha. Pedologicky se zejména jednalo o
černozemě modální, černozemě modální karbonátové a fluvizemě modální i karbonátové, středně těžké.
Průměrná roční teplota pokusného stanoviště je 8 – 9 °C a průměrný roční úhrn srážek se pohybuje
převážně pod 500 mm.
Postřik desikanty jsme uskutečnili v jednom termínu, a to 16.9.2012 (na všech odrůdách sóji oběma
desikanty).
Tab. 1: Varianty pokusu
Varianta Laurentiana nedesikovaná Laurentiana desikovaná A Lissabon nedesikovaný Lissabon desikovaný A Lissabon desikovaný Q Essor nedesikovaný
Essor desikovaný A Essor desikovaný Q Použitý přípravek Aplikovaná dávka (na ha)
x Aurora 40 WG 100 g/ha x Aurora 40 WG 100 g/ha Quad‐Glob 200 SL 3,5 l/ha x Aurora 40 WG 100 g/ha Quad‐Glob 200 SL 3,5 l/ha Termín sklizně 23.9.2012 23.9.2012 24.9.2012 24.9.2012 24.9.2012 21.9.2012 21.9.2012 21.9.2012 Kvalita sklizených semen sóji byla zjišťována na přístroji NIR, který byl kalibrován na N-látky
podle Kjehdala a na olejnatost podle Soxhleta.
Sklizená semena (osivo) byla dále podrobena testu urychleného stárnutí (TUS) tak, že u každé varianty
jsme navážili 40 g semen, která jsme nasypali na sítko a následně je umístili nad misku s vodou
(ke zvýšení vlhkosti) a přeložili do klimatizačního boxu na dobu 72 hodin při teplotě 41 °C.
Bezprostředně po TUS jsme prováděli zkoušku klíčivosti osiva ve 4 opakováních podle metodiky ISTA.
Souběžně byly založeny i kontrolní klíčivosti z nezestárlého osiva při teplotě 20 °C ve tmě. Ke zjištění
energie klíčení jsme spočítali vyklíčená semena 3., 4., 5. a 8. den po založení zkoušky klíčivosti,
přičemž za vyklíčené semeno bylo považováno semeno s alespoň 0,5 cm dlouhým klíčkem.
240
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Výsledky a diskuse
Výsledky provozního pokusu ve své většině prokázaly vhodnost využití desikačních látek.
U desikovaných porostů sóji byly zpravidla zaznamenány vyšší výnosy semene (osiva) než na porostech
nedesikovaných (tab. 2). Uvedenou skutečnost jsme nezjistili pouze u odrůdy sóji Lissabon ošetřené
přípravkem Quad-Glob, což mohlo být způsobeno nevyrovnaností porostu již před desikací. Z hlediska
výše výnosu jsme však zaznamenali nejmenší rozdíly právě u nejranější odrůdy Lissabon, kde desikace
již neměla takový vliv na vlastní sklizeň. Naopak největší rozdíl ve výnosu mezi desikovanou a
nedesikovanou variantou bylo možné pozorovat u odrůdy Laurentiana, která před sklizní silně zmladila.
Obecně lze uvést, že desikanty zvýšily výnos semen především tím, že pozitivně ovlivnily průchodnost
a výkon sklízecí mlátičky, a snížily tak sklizňové ztráty.
Tab. 2: Výnos a kvalita sklizeného semene (osiva) sóji
Varianta Laurentiana nedesikovaná Laurentiana desikovaná Aurora Lissabon nedesikovaný Lissabon desikovaný Aurora Lissabon desikovaný Quad‐Glob Essor nedesikovaný Essor desikovaný Aurora Essor desikovaný Quad‐Glob Výnos (t/ha) 1,98 2,52 2,36 2,36 2,29 3,10 3,35 3,41 N‐látky v % 32,3 37,8 30,6 33,7 31,8 31,6 35,8 34,4 Vláknina v % 5,1 4,7 5,3 5,0 5,3 5,0 4,8 4,8 Olejnatost v % 19,4 17,1 19,0 18,3 19,1 19,2 18,1 18,7 Na rozdíl od výsledků Marchioriho et al. (2002), kteří při desikaci řepky olejné nezjistili významný
vliv aplikace obdobných desikantů na obsah oleje a N-látek v jejích semenech, jsme při biochemickém
rozboru semen desikované sóji zaznamenali odlišné výsledky (tab. 2). Z obsahu N-látek ve sklizených
semenech je patrné, že námi provedená desikace zřejmě umožnila lepší odtok plastických látek
(především dusíkatých) z ošetřených částí rostlin a jejich akumulaci právě v semenech. U těchto semen
jsme však na druhou stranu zaznamenali snížení olejnatosti a vlákniny. Dosažené výsledky tak potvrzují
obecně známou zápornou korelaci mezi obsahem N-látek a olejnatostí.
Tab. 3: Klíčivost různě desikovaných osiv vč. klíčivosti po TUS
Varianta Klíčivost po TUS v % Laurentiana nedesikovaná 80 Laurentiana desikovaná ‐ Aurora 76 Lissabon nedesikovaný Lissabon desikovaný ‐ Aurora Lissabon desikovaný Quad‐Glob Essor nedesikovaný Essor desikovaný ‐ Aurora Essor desikovaný ‐ Quad‐Glob 65 53 55 76 79 63 Klíčivost kontrola v %
81 80 76 82 69 79 87 90 Sklizená semena sóji s nestejným způsobem předsklizňově ošetřených variant jsme podrobili
vybraným semenářským testům (tab. 3). Sledovali jsme klíčivost osiva testem urychleného stárnutí
v porovnání s klíčivostí osiva kontrolního (TUS neovlivněného). Nejdůležitějším sledovaným znakem
je celková klíčivost semen ovlivněných testem urychleného stárnutí. Tyto výsledky názorně
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
241
dokumentuje tab. 3, přičemž první sloupec u každé odrůdy označuje klíčivost osiva po testu
urychleného stárnutí a druhý sloupec znázorňuje klíčivost kontrolního (testem neovlivněného) osiva.
Z výsledků klíčivosti kontrolního osiva sóji je patrné, že ve většině případů měla desikace jen
minimální negativní vliv na klíčení, v některých případech došlo naopak (po desikaci) k jejímu zvýšení,
což je i v souladu se zjištěním Domingose et al. (1997, 2000).
Klíčivost osiva před a po TUS vystihuje rozdíly ve vitalitě mezi různě ošetřenými variantami
jednotlivých odrůd. Osivo ovlivněné tímto testem vykazuje poměrně silné zestárnutí (jaké vykazuje
osivo staré několik let, příp. osivo nevhodně skladované), čímž se značně snižuje jeho schopnost
vyklíčit. Vitálnější osivo nepodléhá tak výrazně stárnutí v průběhu TUS.
Na základě výsledků TUS lze však konstatovat, že desikace ve většině případů mírně snižovala
klíčivost semen oproti semenům nedesikované kontroly. Při podrobnějším porovnání výsledků je sice
horší vitalita desikovaného osiva nezpochybnitelná, avšak je třeba přihlédnout ke snazší sklizni porostu
a následně i vyššímu výnosu. Domníváme se, že právě v důsledku desikace byla sklizena i vitálně horší
semena, která by se v případě neošetřeného porostu dostala do ztrát.
Závěr
Desikace pozitivně ovlivnila sklizeň sóji, zejména její načasování. Ve většině případů byl na
desikovaných porostech sóji zaznamenán vyšší výnos semene než na porostech nedesikovaných.
Desikace rovněž pozitivně ovlivnila obsah N-látek ve sklizených semenech, neboť umožnila odtok
plastických látek (především dusíkatých) z ošetřených částí rostlin a jejich akumulaci právě v
semenech.
Z hlediska klíčivosti semen měla desikace sóji minimální negativní vliv na klíčení sóji, v některých
případech došlo po desikaci ke zvýšení její klíčivosti. Na základě výsledků TUS lze však konstatovat,
že desikace většinou mírně snižovala vitalitu osiva.
Závěrem uvádíme, že vzhledem k charakteru pokusů je třeba dosažené výsledky posuzovat jako
orientační, které je nutné v dalších letech ověřit.
Literatura
CARVALHO N. M., DURIGAN J. F., DURIGAN J. C., BARRETO M. (1978). Aplicação pré-colheita de dessecantes de
soja (Glycine max (L.) Merril) da cultivar "Viçoja". II. Efeitos imediatos sobre a germinação de sementes.
Científica, Jaboticabal. v. 6, n. 2, p. 209-213.
DOMINGOS M., SILVA A. A., SILVA J. F. (2000). Qualidade da semente de feijão armazenada após dessecação química
das plantas, em quatro estádios de aplicação. Acta Scientiarum, v. 22, p. 1143-1148.
DOMINGOS M., SILVA A. A., SILVA R. F. (1997). Qualidade da semente de feijão afetada por dessecantes, em quatro
estádios de aplicação. Revista Brasileira de Sementes, v. 19, p. 276-283.
FRANCA-NETO, J. B., HENNING A. A. (1984): Qualidade fisiológica e sanitária de sementes de soja. Londrina: Embrapa
Soja, 39 p.
MARCHIORI JR., O., INOUE M. H., BRACCINI A. L., OLIVEIRA JR., R. S., ÁVILA M. R., LAWDER M.,
CONSTANTIN J. (2002). Qualidade e produtividade de sementes de canola (Brassica napus) após aplicação de
dessecantes em pré-colheita. Planta Daninha, v. 20, n. 2, p. 253-261.
PETERKA V., BAREŠ M., VÁŠA F. (1956). Pestovanie olejnín, strukovín a priadnych rastlín, Bratislava, 134 s.
ŠINSKÝ T. (1973). Zásady pěstování sóje, VÚRV, Piešťany, 32 s.
ŠTRANC P., PROCHAZKA P., ŠTRANC J., ŠTRANC D., NOVÝ L. (2012a). Desikace a sklizeň sóji, In: Sborník: Sója
2012. 28.8.-30.8. 2012, Praha, ČZU, s. 47-53.
ŠTRANC P., PROCHAZKA P., ŠTRANC J., NOVÝ L. (2012b). Nové poznatky o desikaci porostů sóji. Zemědělec, roč. 16,
č. 25, s. 18.
Contact address: Ing. Přemysl Štranc, Ph.D., Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957,
165 21 Praha 6 – Suchdol, E-mail: [email protected]
242
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
POROVNÁNÍ VYBRANÝCH ZNAKŮ FARMÁŘSKÝCH A
CERTIFIKOVANÝCH OSIV OBILNIN
Comparison of Selected Parameters in Farm Saved and Certified Seeds of Cereals
Václav Dvořáček, Anna Prohasková, Jana Bradová, Ladislav Bláha, Zdeněk Stehno
VÚRV, v.v.i., Praha 6 - Ruzyně
Abstract
The article evaluated seeds of different provenance (conventional, certified for organic farming and
farm seeds) in the 9 tested varieties of spring cereals (common wheat, common barley and emmer). The
spectrum of evaluations included the assessment of varietal authenticity and contents of selected
chemical and technological parameters including macro and microelements. The results confirmed the
effect of the provenance in the most of tested parameters. In the farm seed, we detected specific
genotypes which did not correspond with the electrophoretic pattern of any registered wheat variety in
the Czech Republic and we also found a certain number of heterozygous seeds. In the macroelements,
we detected the trends of content increasing or decreasing in the farm seeds of wheat and barley
respectively. In the set of other parameter analyses, it is possible to emphasize the highest values of
falling number in the farm seed of wheat and barley varieties (above 400 s). It can potentially signalized
a lower amylase activity corresponding with deteriorate germinating activity.
Keywords: cereals, farm saved seed, certified organic seed, conventional seed, varietal authenticity,
seed parameters
Souhrn
V předložené práci jsou hodnocena osiva různé provenience (konvenční, certifikované ze systému
ekologického zemědělství a farmářské) u vybraných devíti odrůd jarních obilnin (pšenice setá, ječmen
setý a pšenice dvouzrnka). Spektrum hodnocení zahrnoval stanovení odrůdové čistoty osiva a vybrané
základní chemicko-technologické parametry včetně obsahu makro a mikroprvků. Z výsledků vyplývá,
že vliv provenience se projevil u většiny sledovaných vlastností. Ve vzorcích farmářského osiva se
vyskytovaly zejména genotypy, které neodpovídaly svým elektroforetickým spektrem žádné v ČR
z registrovaných odrůd a byl identifikován i určitý počet heterozygotních zrn. Byl potvrzen trend
nárůstu, resp. poklesu makroprvků u farmářského osiva pšenice, resp. ječmene. V rámci dalších
parametrů lze zdůraznit zjištěné nejvyšší hodnoty čísla poklesu u farmářského osiva pšenice a ječmene
(nad 400 s) signalizující potenciálně nižší amylázovou aktivitu, a tedy možný horší průběh klíčení zrna.
Klíčová slova: obilniny, farmářské osivo, certifikované ekologické osivo, konvenční osivo, odrůdová
čistota, parametry zrna
Úvod
Ve vývoji rostlin jsou 4 důležitá období: Thalassiofyticum (do 442 mil. let př. n. l. období řas),
Paleofyticum (442 - 248 mil. let př. n. l.), Mesofyticum (248 - 97 mil. let př. n. l.) a konečně
Kenofytikum (97 mil. let př. n. l. až do současnosti). Ve starším paleofytiku rostliny vystoupily na souš
(vznik rhizoidů a podzději kořenů) a v mladším paleofytiku vznikla semena, díky změnám klimatu a
suchým obdobím umožňujícím šíření a zachování druhu v nepříznivých obdobích. Mimořádný byl
významu vzniku dormance. Semena a kořeny z hlediska paleobotaniky jsou odezvou na sucho a svými
vlastnostmi mohou významně ovlivnit průběh vegetace daného druhu, odrůdy a její efektivity
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
243
pěstování. U hospodářsky významných plodin bylo jednoznačně prokázáno, že vlastnosti semen
ovlivňuje odrůda, provenience i způsob jejich skladování (Kváček, 2000; Bláha, 2003; Linkies et
al., 2010).
Z našich předchozích prací (Bláha et al., 2012) vyplývá, že každá z uvedených odrůd a proveniencí
(konvenční, certifikované ekologické a farmářské) potřebuje jiný obsah vody nutný pro klíčení, je jinak
odolná vůči stresům při klíčení, vykazuje jinou vitalitu a klíčivost. U farmářských osiv je často
počáteční rychlost klíčení vyšší (v důsledku nižší hmotnosti tisíce zrn - HTS potřebují méně vody na
klíčení), ale v konečné fázi však nejvíce semen klíčí u certifikovaného ekologického a konvenčního
osiva. Hodnotí-li se HTS, klíčivost, dynamika klíčení, délka zárodečných kořínků, objem kořenů
klíčních rostlin, rychlost příjmu vody, klíčení v podmínkách osmotického stresu, tak ve většině případů
je farmářské osivo o něco horší oproti konvenčnímu a certifikovanému ekologickému osivu. V případě
hodnocení rostlin v době metání a kvetení mají farmářská osiva menší kořenový systém, což může
v případě horších půdních podmínek mít negativní vliv na výnos.
Vzhledem k výše uvedeným diferencím mezi farmářským a certifikovaným osivem jsme se
podrobněji zaměřili na posouzení diferencí v odrůdové čistotě osiva a změn ve vybraných chemickotechnologických parametrech testovaných osiv různé provenience.
Metodika - Methods
V tabulce (tab. 1) je prezentován seznam odrůd a proveniencí použitých k níže uvedeným
analýzám. V práci jsou porovnány 3 kategorie osiva: certifikované ekologické (CE-Eko) a konvenční
osivo (KON) s osivem farmářským (FARM) u vybraných obilných druhů, získané od různých
dodavatelů.
Tab. 1: Seznam použitých druhů osiv a jejich proveniencí
Plodina
Pšenice (T. aestivum L.)
Pšenice (T. aestivum L.)
Ječmen (H. vulgare L.)
Ječmen (H. vulgare L.)
Pšenice dvouzrnka (T. dicoccum Schrank)
Odrůda
Provenience / dodavatel
CE-Eko / Saatbau Linz; KON / Oseva UNI; FARM /
SW Kadrilj
Ekofarma Malonty a ČZU
Vinjet
CE-Eko / VH AGROTON s.r.o.; KON / Oseva UNI
CE-Eko /Osivo a.s.; KON / Osiva Boršov s.r.o.;
Pribina
FARM /Ekofarmy Bemagro a.s. a ČZU
CE-Eko / RWA Slovakia, spol s.r.o.; KON / ÚKZÚZ,
Xanadu
FARM / ČZU
CE-Eko / ProBio spol. s.r.o.; KON / VÚRV v.v.i.;
Rudico
FARM / ekofarma při VÚRV v.v.i. a ZF JU
K detekci odrůdových příměsí vzorků osiv pšenice (SW Kadrilj) a ječmene (Pribina a Xanadu)
byla použita elektroforéza zásobních bílkovin pšeničného (gliadinů) a ječného zrna (hordeinů).
K elektroforetickým analýzám byla použita jednotlivá zrna. Zjištěná bílkovinná spektra byla porovnána
s publikovanými katalogy elektroforetických spekter v ČR pěstovaných a registrovaných odrůd pšenice
a ječmene (Bradová a Šašek, 2007; Bradová a Sýkorová, 2006). Elektroforetická spektra, která
neodpovídala žádné registrované odrůdě byla označena jako neznámý genotyp „NG“. Zjištěná
heterozygotní zrna byla označena jako „H“.
U hodnoceného osiva obilných druhů (tab. 1) byly dále stanoveny následující chemickotechnologické parametry zrna vždy ve dvou opakováních: obsah hrubých bílkovin (NL) Kjeldahlova
metoda ČSN EN ISO 5983 – 1, obsah škrobu pomocí NIR spektrometrie s kalibrací polarimetrickou
metodou dle Ewerse (ČSN EN ISO 10520), obsah albuminů a globulinů (Alb+Glob) modifikovanou
Osbornovou metodou dle Dvořáčka (2006), obsah zásobních bílkovin (gliadinů a gluteninů) dopočtem
z rozdílu mezi obsahy NL a Alb+Glob, stanovení relativní viskozity vodného výluhu šrotu dle metody
Saulnier et al. (1994) a čísla poklesu (FN) podle Perten - Hagberga - ČSN EN ISO 3093.
U vybraných osiv odrůd SW Kadrilj a Pribina včetně jejich jednotlivých proveniencí byl stanoven
obsah makroprvků Ca, K, Mg, P a nejdůležitějších mikroprvků B, Mn, S, Cu, Fe, Zn v laboratoři analýz
244
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
půd a rostlin VÚRV, v.v.i. Příprava mineralizátu proběhla v mikrovlnném rozkladném zařízení MLS1200 Omega. Rozklad probíhal pomocí rozkladného činidla (6 ml HNO3 + 1 ml H2O2; pod tlakem 30
atm.; navážka 0,5 – 1 g) s návazným postupem dle ČSN ISO 11 885. Měření probíhalo na optickém
emisním spektrometru s indukčně vázaným plazmatem ICP-OES Thermo Jarrell Ash.
Výsledky a diskuse
V tabulce (tab. 2) jsou uvedeny výsledky hodnocení odrůdové čistoty testovaných osiv jarní
pšenice SW Kadrilj a jarního ječmene Pribina a Xanadu. U osiv odrůdy jarního ječmene Xanadu typu
KON a CE-Eko byla zjištěna stoprocentní odrůdová čistota. Rovněž nejnižší podíl příměsí u
farmářských osiv byl potvrzen u této odrůdy (1,2 %). Nejvyšší podíl příměsí byl zjištěn u všech typů
osiv odrůdy jarního ječmene Pribina. Farmářské osivo u pšenice se vyznačovalo horší odrůdovou
čistotou (94 %) než farmářská osiva u obou odrůd ječmene (cca 99 %). Ve vzorku farmářského osiva
pšenice bylo detekováno 3,5 % heterozygotních zrn, což mohlo být způsobeno cizosprášením a
dlouhodobě opakovaným přesevem. Chloupek (2000) udává možnost cizosprášení u pšenice 4 – 5 %.
Ve vzorcích farmářského osiva, zejména u pšenice, se vyskytovaly ve vyšší míře neznámé genotypy
(NG), které neodpovídaly svým elektroforetickým spektrem žádné v ČR z registrovaných odrůd.
Vzhledem k tomu, že na území ČR lze pěstovat odrůdy ze Společného katalogu odrůd druhů
zemědělských rostlin, může se jednat o zahraniční odrůdy, které nejsou v ČR registrovány (ÚKZÚZ,
2013).
Tab. 2: Výsledky hodnocení odrůdové čistoty testovaných osiv pšenice a ječmene
Plodina
Název
Počet zrn
Typ osiva
deklarované
odpovídajících
(provenience)
odrůdy
deklaraci (%)
Pšenice
Jarní
Ječmen jarní
KON
SW Kadrilj CE-Eko
FARM
KON
Pribina CE-Eko
FARM
KON
Xanadu CE-Eko
FARM
99,0
99,0
94,0
97,4
96,0
98,7
100,0
100,0
98,8
Příměs (%)
Odrůda*
1,0
0,5
NG
1,0
2,0
2,0
4,0
1,3
H
3,5
1,2
* Pozn.: nalezené příměsi odrůd jarní pšenice Bravura a Triso
Z grafu 1 je patrné, že farmářská osiva se vyznačují všeobecně horší odrůdovou čistotou (97 %)
než osiva typu KON a CE-Eko. Obecně platí, že čím víckrát je rozmnožovací materiál odpovídající
svými znaky původní odrůdě přemnožován, tím větší je předpoklad poklesu z pohledu čistoty a pravosti
odrůdy (Houba a Hosnedl, 2002). Výsledky ukazují na nutnost využívání certifikovaných osiv, která
garantují biologickou hodnotu osiva.
Hodnocení obsahu makro a mikroprvků naznačilo specifické trendy, jak pro obě hodnocené
obilniny, tak pro provenience osiva (graf 2 a 3). S výjimkou ‘K‘ byly zjištěny vyšší obsahy makroprvků
u odrůdy pšenice SW Kadrilj. Naopak u odrůdy ječmene Pribina byly vyšší obsahy u mikroprvků ‘B‘ a
‘Cu‘. U pšenice vykazovala farmářská osiva vyšší obsah makroprvků v porovnání s certifikovaným a
konvenčním osivem (graf 2). V případě mikroprvků tento trend zaznamenán nebyl. U ječmene byl trend
v obsahu makroprvků opačný, kdy farmářské osivo ječmene vykazovalo jednoznačně nižší obsah
makroprvků (graf 3). U mikroprvků byl z hlediska provenience osiva jejich obsah velmi proměnlivý.
Uvedené výsledky tak především naznačily určitý vztah mezi proveniencí osiva a obsahem makroprvků.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
245
Graf 1: Porovnání celkové odrůdové čistoty osiva v závislosti na provenienci
99,5
99
98,5
%
98
97,5
97
96,5
96
KON
CE‐Eko
FARM
Graf 2: Obsah makro a mikroprvků dle provenience pšeničného osiva
Graf 3: Obsah makro a mikroprvků dle provenience osiva ječmene
246
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Hodnocení technologických parametrů osiva potvrzovalo specifické vlastnosti jednotlivých
obilných druhů (tab. 3). Odrůdy dvouzrnky vykazovaly signifikantně nejvyšší obsahy bílkovin
(15,84 %) i obou bílkovinných frakcí (Alb+Glob = 4,25 %; zásob. bílkoviny = 11,6 %). Rovněž
naznačovaly nejvyšší hodnotu FN (433,75 s). Naopak nejvyšší obsah škrobu byl zjištěn u pšenice seté.
Typická vlastnost vysokého obsahu beta-glukanů u ječmene setého se pak promítla do zjištěné nejvyšší
hodnoty relativní viskozity u ječných odrůd (1,75), byť bez průkazné statistické signifikance.
Tab. 3: Hodnocení vybraných technologických ukazatelů osiva z různé provenience
Obilovina
Pšenice setá
(T. aestivum L.)
pšenice
dvouzrnka
(T. dicoccum
Schrank)
Ječmen setý
(H. vulgare L.)
Obilovina
Identifikace vzorku
NL
%
Škrob
%
Alb + Glob
%
SW Kadrilj - CE-Eko
SW Kadrilj - Kon
SW Kadrilj - Farm
Vinjet - CE-Eko
Vinjet - Kon
Rudico - CE-Eko
Rudico - Kon
Rudico - Farm
Rudico - Farm
Pribina - CE-Eko
Pribina - Kon
Pribina - Farm
Pribina - Farm
Xanadu - CE-Eko
Xanadu - Kon
(T. aestivum)
(T. dicoccum)
(H. vulgare)
11,84
12,97
13,74
12,05
10,47
15,13
18,58
13,73
15,93
12,92
15,53
12,86
11,79
10,53
14,14
a
12,21
15,84b
12,96ab
65,07
64,07
64,22
64,73
65,79
62,28
59,44
63,86
61,20
69,17
56,51
64,29
62,91
64,27
63,14
64,78a
61,70a
63,38a
3,47
3,53
3,89
3,61
3,41
3,91
4,92
3,96
4,19
3,52
3,46
3,08
3,05
2,95
3,43
3,58a
4,25b
3,25a
Zásobní
bílkoviny
%
8,36
9,44
9,85
8,44
7,06
11,22
13,65
9,77
11,74
9,41
12,08
9,78
8,74
7,58
10,71
8,63a
11,60b
9,72ab
Relativní
viskozita
1,50
1,48
1,42
1,53
1,67
1,29
1,36
1,34
1,32
1,32
1,42
1,81
1,51
2,30
2,15
1,52a
1,33a
1,75a
Číslo
poklesu
(s)
312
369
428
357
380
405
480
326
524
164
369
488
405
488
515
369,20a
433,75a
404,83a
Hodnoty s odlišnými písmennými index jsou signifikantní pro p ≤ 0,05
Jednotlivé kategorie původu osiva vykazovaly pro tři sledované obilné druhy specifickou úroveň
technologických parametrů, ovšem s obdobnými trendy v případě konvenčního osiva (tab. 3 a 4).
Konvenční osivo pšenice dvouzrnky a obou odrůd ječmene dosahovalo v průměru nejvyšší obsahy
celkových bílkovin i jednotlivých bílkovinných frakcí a nejnižší obsah škrobů. Tento fakt je
pravděpodobně způsoben možností v tomto systému hospodaření dodávat dusík do půdy v podobě
minerálního hnojení, což ekologický systém hospodaření neumožňuje (Konvalina a Moudrý, 2007).
Obdobný trend byl zřejmý i pro osivo pšeničné odrůdy Kadrilj a jen v důsledku velmi nízké úrovně NL
u konvenčního osiva odrůdy Vinjet (10,5 %) byla celková průměrná hodnota konvenčního osiva pšenic
srovnatelná s kategorií pšeničných osiv CE-Eko.
Tab. 4: Technologické parametry a variabilita osiva pšenice a ječmene podle provenience
Obilovina
Pšenice setá
(T. aestivum L.)
Ječmen setý
(H. vulgare L.)
Identifikace
vzorku
CE-Eko
Kon
Farm*
CE-Eko
Kon
Farm
NL
%
Škrob
%
11,95±0,15 64,90±0,24
11,72±1,77 64,93±1,22
13,74
64,22
11,73±1,69 66,72±3,46
14,84±0,98 59,83±4,69
12,33±0,76 63,60±0,98
Alb+Glob
%
3,54±0,10
3,47±0,08
3,89
3,24±0,40
3,45±0,02
3,07±0,02
Zásobní
bílkoviny
%
8,40±0,06
8,25±1,68
9,85
8,50±1,29
11,40±0,97
9,26±0,74
Relativní
viskozita
Číslo poklesu
(s)
1,52±0,02
1,58±0,13
1,42
1,81±0,69
1,79±0,52
1,66±0,21
334,50±31,82
374,50±7,78
428,00
326,00±229,10
442,00±103,24
446,50±58,69
Pozn. ± Sm. odch.; *pouze jedna varianta
V případě pšeničných zrn byla významně vyšší variabilita NL, zásobních bílkovin a relativní
viskozity u osiva z konvenční provenience ve srovnání s osivem z ekologického hospodaření (tab 4).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
247
U parametru FN byl naopak tento trend opačný s vyšší variabilitou znaku u osiva z ekologického
systému a výrazně rostoucím trendem tohoto znaku od certifikovaných ekologických osiv přes
konvenční a farmářská osiva. Výsledky farmářského osiva, získané pouze na podkladě jedné pšeničné
odrůdy, však nelze přeceňovat. Lze však zmínit u tohoto osiva výrazně vyšší obsah bílkovin, zásobních
bílkovinných frakcí, nejvyšší hodnotu již zmíněného FN i nízkou hodnotu relativní viskozity, jež byly
mimo rozsahy hodnot dosažené u certifikovaných osiv.
Podobně jako u pšenice byl u ječmene a částečně i pšenice dvouzrnky zjištěn trendový nárůst FN
od certifikovaných ekologických osiv přes konvenční a farmářská osiva. Je tak zřejmé, že úroveň i
vzájemné poměry chemicko-technologických parametrů osiva jsou významně ovlivňovány způsobem
jejich pěstování a budou mít dopad na výsledné klíčení a vzcházivost porostu, a tím i na celkovou
efektivitu jejich pěstování. Nalezení optimální obecné úrovně jednotlivých chemicko-technologických
parametrů, spojené s vysokou klíčivostí a vitalitou osiva, však nebude jednoduché, vzhledem k vysoké
specifičnosti těchto znaků již na úrovni odrůdy. Určitým univerzálnějším ukazatelem by tak mohl být
parametr pádového čísla (FN), jež přímo souvisí s amylázovou aktivitou zrna uplatňovanou při jeho
klíčení (Biddulph et al., 2008). Naznačené trendy nejvyšších hodnot tohoto parametru u osiva pšenice a
ječmene z farmářské provenience (přes 400 či dokonce 500 s) tak mohou signalizovat potenciálně
nižší amylázovou aktivitu, a tedy i horší průběh klíčení zrna. Tuto hypotézu však bude nutné ještě
prokázat přímými výpočty korelačních a regresních vztahů tohoto parametru ke klíčivosti, resp.
vzcházivosti osiva a jeho celkové vitalitě.
Závěr
V předložené práci jsou hodnocena osiva různé provenience (konvenční – KON, certifikované
ze systému ekologického zemědělství (CE-Eko) a farmářské (FARM) u vybraných devíti odrůd jarních
obilnin (pšenice seté, ječmen setý a pšenice dvouzrnka). Spektrum hodnocení zahrnoval stanovení
odrůdové čistoty osiva a vybrané základní chemicko-technologické parametry včetně obsahu makro a
mikroprvků. Z výsledků vyplývá, že vliv provenience se projevil u většiny sledovaných vlastností. Ve
vzorcích farmářského osiva se vyskytovaly zejména genotypy, které neodpovídaly svým
elektroforetickým spektrem žádné v ČR registrovaných odrůd a byl identifikován i určitý počet
heterozygotních zrn. Byl potvrzen trend nárůstu, resp. poklesu makroprvků u farmářského osiva
pšenice, resp. ječmene. V rámci dalších parametrů lze zdůraznit zjištěné nejvyšší hodnoty čísla poklesu
u farmářského osiva pšenice a ječmene (nad 400 s), signalizující potenciálně nižší amylázovou aktivitu,
a tedy i horší průběh klíčení zrna.
Poděkování
Práce vznikla za podpory projektů MZe ČR č. 0002700604 a NAZV QI91C123.
Literatura
BIDDULPH T.B. ET AL. (2008). Seasonal conditions influence dormancy and preharvest sprouting tolerance of wheat
(Triticum aestivum L.) in the field. Field Crops Research, 107, str. 16 – 128.
BLÁHA, L. a kol. (2003). Rostlina a stres. VÚRV, Praha, 2003, 186 s.
BLÁHA, L.a kol. (2012). Vliv původu osiva jarních obilnin na vybrané vlastnosti semen. Úroda, 9, str. 18 – 20.
BRADOVÁ, J., SÝKOROVÁ S. (2006). Optimalizace metod elektroforézy proteinů pro identifikaci odrůd ječmene
(Hordeum vulgare L.), VÚRV, v.v.i., 2006, 36 s.
BRADOVÁ, J., ŠAŠEK A. (2007). Optimalizace metod elektroforézy proteinů pro identifikaci odrůd pšenice (Triticum
aestivum L.), VÚRV,v.v.i., 2007, 36 s.
DVOŘÁČEK, V. (2006). Optimalizace Osbornovy metody kvantifikace bílkovinných frakcí zrna pšenice ozimé (Triticum
aestivum L.). VÚRV, v.v.i., 2006, str. 1–8
HOUBA, M., HOSNEDL, V. (2002). Osivo a sadba, Praha, 2002, 186 s.
CHLOUPEK, O. (2000). Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Academia, Praha, 2000, 320 s.
248
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
KONVALINA, P., MOUDRÝ J. (2007). Volba odrůdy, struktura pěstování a výnosu hlavních obilnin v ekologickém
zemědělství. In: Sborník konference "Ekologické zemědělství 2007", 6. 2.–7. 2. 2007, ČZU Praha, 2007, str. 67-69.
KVAČEK, Z. et al. (2000). Základy systematické paleontologie I. Učební texty, Karolinum, UK Praha, 2000, 228 s.
LINKIES, A, et al. (2010). The evolution of the seeds. New Phytologist, (Review) 186, 2010: str. 817-831. Dostupný na
www: http://www.seedbiology.de/html3/fig1-seedevolution10.html. Cit. 13.1. 2013.
SAULNIER, L. et al. (1994). Variability grain extract viscosity and water-soluble arabinoxylan content in wheat. Journal of
Cereal Science, 22, str. 259–264.
ÚKZÚZ
(2013).
Společný
katalog
odrůd
druhů
zemědělských
rostlin.
Dostupný
na
www:
http://www.ukzuz.cz/Folders/Articles/1783-2-Informace+o+odrudach.aspx. Cit. 8.1.2013
Contact address: Ing. Václav Dvořáček Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 161 06 Praha 6
Ruzyně, Drnovská 507, [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
249
VÝROBA OSIVA LESKNICE KANÁRSKÉ V EKOLOGICKÉM
ZEMĚDĚLSTVÍ
Production of Annual Canarygrass Seeds in Organic Farming
Simona Raab1, Jan Pelikán1,Radek Machač2
1
Zemědělský výzkum, spol. s r. o. Troubsko
2
Oseva výzkum a vývoj s. r. o.
Abstract
In the years 2010 - 2012 at two localities (Troubsko and Zubří) the cultivation of annual
canarygrass (Phalaris canariensis L.) for seed production in organic farming was tested. Different
sowing rates (11 kg.ha-1, 22 kg.ha-1), line spacing (12,5 cm and 25 cm) and three methods of treatment
during the vegetation period (untreated control, whip weed harrowing and hoe processing in the width
of 25 cm) were studied. In the years 2010 and 2011, there were found no statistical differences in the
yields between the tested variants and the influence of the line spacing on the seed yield. In the year
2012 statistically significant differences in seed yield between individual variants and differences
between the line spacing were found. In the year 2011 no influence of the size of sowing rate on seed
yields of annual canarygrass was proved. However, in the year 2012 statistically significant differences
between treatment variants were found.
Keywords: canarygrass (Phalaris canariensis L.), organic farming, seeds, farming technique
Souhrn
Ve třech po sobě následujících letech 2010 – 2012 bylo na dvou lokalitách (Troubsko a Zubří)
zkoušeno pěstování lesknice kanárské (Phalaris canariensis L.) pro výrobu osiva v podmínkách
ekologického zemědělství. Byl sledován vliv výsevného množství (11 kg.ha-1, 22 kg.ha-1), řádkové
rozteče (12,5 cm a 25 cm) a tři způsoby ošetřování během vegetace (neošetřovaná kontrola, vláčení
odplevelovacími prutovými branami a plečkování u šířky řádků 25 cm). V roce 2010 a 2011 nebyly
zjištěny statistické rozdíly ve výnosu mezi zkoušenými variantami a ani vliv řádkové rozteče na velikost
výnosu osiva. V roce 2012 byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly ve výnosu osiva mezi jednotlivými
variantami a byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly mezi řádkovými roztečemi. V roce 2011 nebyl
prokázán vliv velikosti výsevku na výnosy osiva lesknice kanárské. Avšak v roce 2012 byly zjištěny
statisticky průkazné rozdíly mezi variantami ošetření.
Klíčová slova: Lesknice kanárská (Phalaris canariensis L.), ekologické zemědělství, osivo,
agrotechnika
Úvod
Omezené osevní postupy vedou k rozvoji chorob a škůdců a jejich regulace zbytečně prodražuje
výrobu. Jedním z opatření přerušení nevhodných sledů je zařazení vhodné meziplodiny. Význam
meziplodin spočívá v lepším využití vegetačního období, v imobilizaci živin a v jejich lepším využití
následnými plodinami a tím ke snížení rizika vyplavování živin z ornice a zlepšení jejich bilance
(Šarapatka a Urban, 2006).
Pro ekologické zemědělství je osevní postup jednak stěžejním systémovým opatřením, a dále je
také preventivním racionálním opatřením. Jeho vhodné navržení přispívá ke zvýšení výnosu o 5 - 20 %
250
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
a omezuje nutnost použití materiálových vstupů. Podíl předplodiny na výnos je v ekologickém
zemědělství vyšší než v konvenčním zemědělství (Šarapatka a Urban, 2006). Ekologické zemědělství se
v ČR opírá o samostatnou legislativu – zákon č. 242/200 Sb., o ekologickém zemědělství, k jehož
vypracování byly využity podklady EU (mj. směrnice č. 2092/91 a metodická instrukce
č. 655/93 - 340). Pro množitele osiv a sadby je důležité, že rozmnožovací materiál pro ekologické
zemědělství musí pocházet z uznaných ekologicky vedených ploch. Jde především o to, že množení
osiv se musí přizpůsobit zákazu využívání intenzifikačních faktorů na bázi chemických látek. (Houba a
Hosnedl, 2002)
Lesknice kanárská (Phalaris canariensis L.) je jednoletý druh z čeledi lipnicovitých (Poaceae),
který dorůstá výšky 50 - 100 cm a vytváří vzpřímené a bohatě olistěné trsy. Květenstvím lesknice je
silně stažená lata tvořící lichoklas. Výhodou pro pěstitele je, že semena z laty nevypadávají. Dva až
tři mm velká obilka je eliptická, na obou koncích zúžená a je pevně uzavřena pluchou a pluškou.
Lesknice je teplomilná rostlina, a proto literatura doporučuje její pěstování v řepařské a kukuřičné
výrobní oblasti. Jsou však známi i pěstitelé ve středních a západních Čechách. Rostliny vzcházejí až při
10 C, přesto odborníci doporučují sít co nejdříve. Pro odnožování rostlin je důležitá jarní vláha, během
vegetace nevadí ani přísušky a nevyžaduje žádné ošetření.Kromě využití semen jako krmiva pro ptactvo
má lesknice uplatnění i jako pícnina v čistých porostech, případně ve směsích s jednoletými
jetelovinami.
Při pěstování na semeno lze počítat s výnosem 1 – 1,5 t/ha. V literatuře se však uvádí, že např. na
americkém kontinentu je dosahován výnos až 4 t/ha. Je to dáno především přírodními podmínkami,
úrovní hnojení a také tím, že v USA se lesknice pěstuje tzv. na široko a ne v řádkách, jak je běžné u nás.
Po sklizni je důležité lesknici dosušit na vlhkost nižší než 13 %, aby nedošlo k jejímu zapaření
(Pelikán, 2001; Pelikán, 1998).
Metodika
Pokusy byly realizovány v letech 2010 – 2012 na dvou pokusných lokalitách – Troubsko a Zubří.
Jako osivo byla použita domácí odrůda Judita. Byly zkoušeny dvě varianty výsevného množství
(11 kg.ha-1, 22 kg.ha-1), dvě varianty řádkových roztečí (12,5 cm a 25 cm) a tři způsoby ošetřování
během vegetace (1. neošetřovaná kontrola, 2. vláčení odplevelovacími prutovými branami a
3. plečkování u šířky řádků 25 cm). Po sklizni semene byla sklizená hmota dosoušena, dále následovalo
čištění vzduchem a čištění na sítech. V roce 2011 na lokalitě Troubsko pro deštivé počasí v měsíci
květnu nebyly provedeny agrotechnické zásahy vláčení a plečkování. Na lokalitě Zubří byl v roce 2010
založený pokus zničen přívalovými dešti, v roce 2011 porost nevzešel a v roce 2012 byl 18. května
vzešlý porost spálen pozdním mrazem. Z tohoto důvodu jsou hodnoceny pouze výnosy na lokalitě
Troubsko. Dosažené výsledky jednotlivých pokusů byly zpracovány běžnými metodami variační
statistiky.
Výsledky a diskuse
Výnosy osiva lesknice kanárské z jednotlivých roků zkoušení jsou uvedeny v tab.1. Tabulka je
doplněna výsledky analýz rozptylu na hladině průkaznosti α = 0,05.
V roce 2010 nebyly zjištěny statistické rozdíly mezi zkoušenými variantami. Nejvyšší výnos
poskytla varianta se šířkou řádků 25 cm a snížený výsevek bez dalšího ošetření. Také v následujícím
roce nebyly zjištěny statistické rozdíly mezi variantami a nejvyšší výnosy poskytla varianta s šířkou
řádků 25 cm, sníženým výsevkem a vláčením odplevelovacími prutovými branami. V roce 2012 byly
zjištěny statisticky průkazné rozdíly mezi variantami a nejvyšší výnos poskytly varianty šířka řádků
12,5 cm, plný výsevek bez následného ošetření a varianta šířka řádků 25 cm, plný výsevek bez
následného ošetření (mezi těmito dvěma variantami statistický rozdíl zjištěn nebyl).
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
251
Tab. 1: Výnosy lesknice kanárské v t.ha-1 na lokalitě Troubsko (α = 0,05)
VARIANTY
12,5 cm, pol. výs., bez zásahu
12,5 cm, pol. výs., vláčení
12,5 cm, plný výs., bez zásahu
12,5 cm, plný výs., vláčení
25 cm, pol. výs., bez zásahu
25 cm, pol. výs., vláčení
25 cm, pol. výs., plečkování
25 cm, plný výs., bez zásahu
25 cm, plný výs., vláčení
25 cm, plný výs., plečkování
Rok 2010
(t.ha-1)
0,782a
1,184a
1,219a
0,966a
TROUBSKO
Rok 2011
(t.ha-1)
0,619a
0,408a
0,377a
0,335a
0,515a
0,623a
0,477a
0,329a
0,379a
0,464a
Rok 2012
(t.ha-1)
0,562ab
0,273bcd
0,671a
0,152d
0,476abc
0,151d
0,181cd
0,572a
0,067d
0,523ab
Dále byly provedeny analýzy vlivu řádkové rozteče a velikosti výsevku na výnosy osiva pro
jednotlivé pokusné roky přes způsoby ošetření, jejichž výsledky jsou uvedeny v tab. 2.
Tab. 2: Vliv řádkové rozteče a velikosti výsevku na výnosy osiva lesknice kanárské (α = 0,05)
ROK
2010
2011
2012
ŘÁDKY
12,5 cm 25 cm
1,050a 1,135a
0,435a 0,464a
0,414a 0,328b
VÝSEVEK
snížený plný
1,073a 1,111a
0,528a 0,377b
0,329a
0,397a
V letech 2010 a 2011 nebyl prokázán vliv řádkové rozteče na velikost výnosu osiva. V roce 2012
byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly mezi řádkovými roztečemi. V prvních dvou rocích byly vyšší
výnosy u řádků 25 cm, v posledním roce u řádků 12,5 cm. Vliv velikosti výsevku byl prokázán pouze
v roce 2011. V tomto roce snížený výsevek překonal statisticky průkazně plný výsevek. Ve zbývajících
dvou rocích zkoušení byly vyšší výnosy u snížených výsevků, avšak rozdíly oproti plným výsevkům
byly statisticky neprůkazné.
Posledním krokem byla analýza vlivu ošetření na velikost výnosu v jednotlivých rocích zkoušení
přes velikosti výsevku a řádkové rozteče a výsledky jsou uvedeny v tab. 3.
Tab. 3: Vliv ošetření na velikost výnosu osiva lesknice kanárské (α = 0,05)
ROK
2011
2012
OŠETŘENÍ
bez ošetření plečkování
0,460a
0,470a
0,570a
0,352b
vláčení
0,436a
0,161c
V roce 2011 nebyl prokázán vliv velikosti výsevku na výnosy osiva lesknice kanárské. Nejvyšší
výnos byl v tomto roce dosažen u plečkovaných variant, následovaly varianty neošetřované a konečně
varianty ošetřené odplevelovacími prutovými branami. V následujícím roce byly zjištěny statisticky
průkazné rozdíly mezi variantami ošetření. Nejvyšší výnos byl dosažen u neošetřovaných variant,
následovaly plečkované varianty a konečně varianty vláčené.
252
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
Závěr
Lesknici kanárskou je vhodné pěstovat na semeno pouze v teplejších polohách, kde nehrozí
nebezpečí poškození porostů pozdními jarními mrazy. Pro pěstování je třeba preferovat pozemky
nezaplevelené. Výsevné množství je třeba volit okolo 20 kg.ha-1 a šířku řádků 12,5 cm. V pokusech
nebyl prokázán výrazný vliv ošetřování porostů vláčením prutovými odplevelovacími branami, ani
plečkováním, proto není nutné porosty tímto způsobem ošetřovat, což je výhodné i z hlediska
ekonomického. Po sklizni je nutno ihned sklizenou hmotu předčistit a dosoušet. Následné čištění
vzduchem (odstranění lehkých nečistot) a dočištění na sítech lze realizovat bez větších problémů.
Literatura
HOUBA, M., HOSNEDL, V. (2002): Osivo a sadba. Nakladatelství Ing. Martin Sedláček, 1. vydání, ISBN 80-902413-6-0
ŠARAPATKA, B., URBAN, J. (2006): Ekologické zemědělství v praxi. PRO-BIO Svaz ekologických zemědělců, Šumperk,
1. vydání, ISBN 978-80-903583-0-0.
PELIKÁN, J. in VAŇATOVÁ, P. (2001): Maloobjemové plodiny pro malé farmáře. [2012 – 12 – 2]. Dostupné z WWW:
http://www.agroweb.cz/Maloobjemove-plodiny-pro-male-farmare__s44x5628.html
PELIKÁN, J. (1998): Lesknice kanárská - jednoletá pícní tráva. Farmář, 4, 1998 (5): 16.
Contact address: Ing. Simona Raab, Zemědělský výzkum, spol. s r. o. Troubsko, Zahradní 1, 664 41
Troubsko, E-mail: [email protected]
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
253
ZAJIŠTĚNÍ KVALITY ČESKÉ CHMELOVÉ SADBY
Ensuring of Czech Hop Planting Material
Jaroslav Pokorný1, Miroslav Brynda1, Josef Ježek1, Jindřich Křivánek1, Josef
Pulkrábek2
1
Chmelařský institut, Žatec
2
KRV ČZU v Praze
Abstract
The paper describes the production cycle of planting stock quality of czech hop varieties from
planting material to seed distribution for final customers (growers). The paper elaborated the course of
propagation, planting material category, the course of propagation cycle, marking of hop planting stock
in the final distribution for growers and with connected legislation.
Keywords: hop, planting material, production, legislation
Souhrn
V příspěvku je popsán cyklus vzniku kvalitní sadby chmele českých odrůd od rozmnožovacího
materiálu po distribuci sadby konečnému zákazníkovi (pěstiteli). V příspěvku je rozpracován průběh
množení, kategorie rozmnožovacího materiálu, průběh množitelského cyklu, označení při distribuci
chmelové sadby konečnému pěstiteli a s tím související legislativa.
Klíčová slova: chmel, produkce sadby, legislativa
Úvod
Kvalita českého chmele (Humulus lupulus L.) je dána vynikajícími pivovarskými vlastnostmi, pro
které byly, jsou a budou české odrůdy registrovány. Pro trh s chmelem je zajištěna kvalita na řadě
úrovní. Jednou z úrovní je čistota chmelové sadby, která se používá pro zakládání produkčních porostů.
Další z úrovní je kontrola původu sklizeného chmele (odrůda, lokalita, ročník, atd.), kterou zajišťuje
Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský v Brně. Pro ověření pravosti českých odrůd existuje
metodický postup autenticity českého chmele na základě chemických a molekulárně–genetických
metod. Na základě těchto stupňů zajištění kvality českých odrůd chmele je pro pivovary dána jistota
odrůdové čistoty.
Kvalita chmelové sadby
Kvalitní sadbový materiál chmelových rostlin našich odrůd je základem pro získání prvotřídního
konečného produktu, to jest kvalitního chmele, resp. chmelových hlávek. Jedině kvalitní chmelová
sadba zaručí uniformně vyrovnaný porost po celou dobu životnosti produkční chmelnice. Česká
republika si vybudovala legislativně a exekutivně propracovaný systém řízení čistoty a kvality osiv a
sadby, který se brání nebezpečným případům zavlečení nežádoucích chorob a škůdců z jiných
pěstitelských zemí. Současně jsou instituce Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského
a Státní rostlinolékařské správy pověřeny k vydávání kladných rozhodnutí k uvádění osiva a sadby do
oběhu. Výsledkem těchto propojených úředních řízení, zkoušení a dohledů je certifikované osivo a
sadba. V dřívějších dobách se chmelová sadba získávala při jarním řezu chmele odstraněním nového
dřeva. Odříznuté části byly upravovány a vysázeny do kořenáčových školek. Na podzim po zapěstování
chmelového kořenáče a kvalifikovaném výběru byla sadba distribuována do plodných chmelnic
254
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
(Rybáček a kol., 1980). Nástup moderních imunoenzymatických metod ke konci 90. let minulého století
přinesl nový způsob zajištění kvalitní chmelové sadby, a to jejím ozdravováním v kulturách „in vitro“.
Tato metoda znamenala významný posun v eliminaci hospodářsky škodlivých virových onemocnění při
výrobě sadbového materiálu chmele (Čepička a kol., 2008). V současné době je používán zavedený
způsob výroby chmelové sadby. Množitelský cyklus zahrnuje získání ozdravené sadby, výrobu sadby a
následnou certifikaci. Navazující poradenství, při výsadbě chmele a při péči o založené porosty
dodavatelem sadby, se využívá v budování zpětných vazeb s odběrateli, jejichž podněty se využívají ke
zdokonalování řízení produkce chmele na všech pěstitelských úrovních.
Množitelský cyklus chmelové sadby
Množitelský cyklus se řídí vyhláškou č. 332/2006 Sb., o množitelských porostech a
rozmnožovacím materiálu chmele, révy vinné, ovocných rodů a druhů, okrasných druhů a jejich
uvádění do oběhu. Základem všeho jsou uznané množitelské porosty matečných chmelnic, ve kterých
jsou vysázeny matečné rostliny chmele sloužící k produkci rozmnožovacího materiálu. Speciálním
postupem („in vitro“) se nejlepší výběry rozmnožovacího materiálu rostlin ozdraví od virových
onemocnění. Následně jsou takto ozdravené rostliny vysázeny do „technického izolátu“ (foliovníku),
který představuje depozit těchto rostlin a do „prostorového izolátu“, který slouží k vizuálnímu
hodnocení rostlin. Pro vlastní množení sadby se používají rostlinné řízky z „technického izolátu“, které
se následně dopěstovávají v sadbovačích v klimatizovaných sklenících. Po třech měsících nově
vypěstované rostliny dosahují délky cca 15 cm a jsou přesazovány do pěstebního substrátu do
kontejnerů (balíčková sadba) nebo do volné půdy (prostokořenná sadba). Po dalších 4 měsících
dorůstají rostliny ve chmelový kořenáč.
Kategorie rozmnožovacícho materiálu chmele
Existují tři kategorie rozmnožovacího materiálu chmele. Označení „SE 1“ se používá pro
předstupeň rozmnožovacího materiálu. Je vytvořen ze šlechtitelského rozmnožovacího materiálu, který
je udržován v podmínkách zabraňujících infekci jednotlivých rostlin a pravidelně kontrolován na
přítomnost škodlivých organismů. Označení „E I“ se používá pro základní rozmnožovací materiál, který
pochází z první generace předstupně rozmnožovacího materiálu. Označení „E II“ se používá pro
materiál, který pochází z první generace základního rozmnožovacího materiálu. Pro vlastní výsadbu do
chmelnice se používá certifikovaný rozmnožovací materiál, který se označuje „C“. Pochází
z rozmnožovacího materiálu předstupně, z první nebo druhé generace základního rozmnožovacího
materiálu. Je–li rozmnožovací materiál viruprostý, označuje se zkratkou „VF“ (virus free). Je–li
rozmnožovací materiál testovaný, označuje se zkratkou „VT“ (virus tested). Seznam virů a virům
podobným škodlivým organismům zahrnuje Apple mosaic virus (ApMV), Hop latent virus (HLV), Hop
mosaic virus (HMV) a Hop latent viroid (HLVd). Testování na přítomnost virů je prováděno např.
metodou ELISA (imunoenzymatická metoda) nebo PCR (molekulární metoda). Viroidy se testují
molekulárně – hybridizační metodou Dot – Blot.
Označení chmelové sadby
Výrobce chmelové sadby je povinen sadbu (prostokořennou, balíčkovanou) zabalit, což se provádí
buď do svazků nebo obalů a označit úřední návěskou. Úřední návěska obsahuje označení země
produkce, označení úředního orgánu odpovědného za certifikaci (ÚKZÚZ), název a registrační číslo
dodavatele sadby, název rodu, druhu a odrůdy, popřípadě klonu, označení kategorie nebo generace
množení, zdravotní třídu, množství, rok sklizně, označení „jakost ES“, popřípadě další doplňující údaje.
Rostliny Humulus lupulus L. určené k pěstování jsou podrobeny soustavné rostlinolékařské kontrole
v místě jejich produkce, jak vyplývá z vyhlášky č. 215/2008 Sb., o opatření a rozšiřování škodlivých
organismů rostlin a rostlinných produktů. Na tuto činnost dohlíží Státní rostlinolékařská správa v Praze.
V České republice zatím nevznikly geneticky modifikované odrůdy chmele.
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
255
Zákon č. 332/2006 Sb. stanovuje požadavky na vlastnosti a znaky rozmnožovacího materiálu
chmele (chmelové kořenáče, balíčkovaná sadba), které uvádíme v tab. 1 a 2.
Tab. 1: Požadavky na vlastnosti a znaky chmelového kořenáče (prostokořenná sadba)
Znak
Jednotka
Výběr
Standard
g
70
35
Hmotnost 1 ks (min.)
mm
120 - 200
120 - 200
Délka kořenů
ks
5
3
Počet kořenů (min.)
Počet kořenů 4 mm silné
ks
5
1
ve vzdálenosti 50 mm od
bazální čísti rostliny
Kořenáče chmele při výsadbě na podzim nesmí být naklíčené, ale pouze narašené do délky max. 20 mm.
Tab. 2: Požadavky na vlastnosti a znaky balíčkované sadby chmele
Znak
Průměr balíčku (kontejneru)
Tloušťka kořenáče
Počet založených oček
Kořeny
Sadba chmele
Jednotka
Minimálně
mm
80
mm
8
ks
5
Dobré prokořenění, které i po odstranění obalu zachovává původní tvar
balíčku (kontejneru)
Svěží, nepoškozená, prostá chorob a škůdců. Při skladování, dopravě a
uvádění do oběhu se sadba chrání proti promíchání, poškození,
vysychání, zapaření a namrznutí.
ZÁVĚR
V příspěvku je popsán cyklus vzniku kvalitní sadby chmele českých odrůd od rozmnožovacího
materiálu po distribuci chmelové sadby konečnému zákazníkovi (pěstiteli). V příspěvku je rozpracován
průběh množení, kategorie rozmnožovacího materiálu, průběh množitelského cyklu, označení při
distribuci chmelové sadby konečnému pěstiteli a s tím související legislativa.
PODĚKOVÁNÍ
Tento příspěvek byl vypracován v rámci výzkumného projektu NAZV QH81049
„Integrovaný systém pěstování chmele“ s finanční podporou Ministerstva zemědělství ČR.
Příspěvek byl vypracován v rámci řešení výzkumného záměru RO1486434704 „Výzkum
kvality a produkce českého chmele z hlediska konkurenceschopnosti a klimatických změn
- Dlouhodobá koncepce rozvoje výzkumné organizace (2011 – 2015)“ s finanční podporou
Ministerstva zemědělství.
LITERATURA
ČEPIČKA, J.; KOŘEN, J.; KROFTA, K.; PRUGAR, J. (208). Chmel. In Prugar, J. a kol. Kvalita rostlinných produktů na
prahu 3. tisíciletí. Praha, VÚPS, s.- 276-285.
RYBÁČEK, V. (1980). Chmelařství, SZN Praha, 1980, s. 230-241.
Contact address: Ing. Jaroslav Pokorný, Ph.D., Chmelařský institut, Kadaňská 2525, 438 46 Žatec, ČR.
E-mail: [email protected]
256
Osivo a sadba, 7. 2. 2013
OSIVO A SADBA
Vydala: Česká zemědělská univerzita v Praze
Katedra rostlinné výroby
Autor: kolektiv autorů
Druh publikace: Sborník referátů
Editor: Ing. Kateřina Pazderů, Ph.D.
Odborní garanti: Ing. Kateřina Pazderů, Ph.D.
Ing. Ladislav Rosenberg
Lektor: Prof. Ing. Vladimír Švachula, DrSc.
Vydání: První, 2013
Počet stran: 262
Tisk: Power Print, ČZU, 165 21 Praha 6
Náklad: 250 kusů
Určeno: účastníkům semináře
Publikace neprošla jazykovou úpravou.
Doporučená cena 200,- Kč
ISBN 978-80-213-2358-2
Download

Proceedings SEED and SEEDLINGS X 2013