MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2014 RADEK KREJČÍ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav chemie a biochemie Hodnocení výnosotvorných prvků, výnosů a kvality zrna ječmene po řízené výživě dusíkem a sírou Diplomová práce Vedoucí práce: doc. Ing. Dr. Luděk Hřivna Vypracoval: Radek Krejčí Konzultant: Ing. Barbora Kotková Brno 2014

3 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Hodnocení výnosotvorných prvků, výnosů a kvality zrna ječmene po řízené výživě dusíkem a sírou vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne podpis

4 PODĚKOVÁNÍ Velice rád bych poděkoval za odborné vedení mé práce a cenné rady doc. Ing. Dr. Luďku Hřivnovi a Ing. Barboře Kotkové. Rád bych také poděkoval přítelkyni a rodičům za podporu při studiu.

5 ABSTRAKT V roce 2012 a 2013 proběhl maloparcelní pokus na pozemcích patřících zemědělskému podniku Agrospol Velká Bystřice. Pro pokus byla využita odrůda jarního ječmene Bojos, u které byl sledován vliv dusíku a síry na tvorbu výnosu zrna a jeho kvalitu. Pokus sestával ze 13 variant, hnojených ve dvou úrovních dusíkaté výživy (N1 = 30kg, N2 = 50 kg/ha). Současně byla aplikována síra ve formě elementární nebo síranové. Vyšší dávka dusíku kladně působila na výnos a příznivě ovlivnila obsah N-látek v zrnu ječmene, redukovala hodnoty přepadu zrna nad sítem 2,8 mm a obsah škrobu. Obsah extraktu ve sladu korespondoval s obsahem škrobu v zrnu ječmene. Nejvyšší výnos vykazovala varianta hnojená vyšší dávkou dusíku se síranovou sírou o dávce 21 kg S/ha. Nízký výnos u kontroly přispěl k nejvyšší hodnotě přepadu zrna nad sítem 2,8 mm. Z pohledu objemové hmotnosti se jako nejlepší jeví zrno z varianty 10, která byla hnojena nižší dávkou dusíku v hnojivu LAV 27 a elementární sírou v množství 30 kg S/ha. Nejnižší průměrná hodnota obsahu N-látek byla u kontrolní varianty. S růstem dávky dusíku narůstal i obsah N-látek v zrnu ječmene. Kombinace dusíku a síra ve výživě také příznivě působila na obsah N-látek. S rostoucí dávkou dusíku klesal obsah škrobu. Ve většině případů se potvrdilo, že průměrný obsah škrobu je v negativní korelaci s výnosem a obsahem N-látek. Klíčová slova: ječmen, hnojení, dusík, síra, kvalita

6 ABSTRACT An experiment was carried out on a small plot of land belonging to Agrospol Velká Bystřice, an agricultural company, in 2012 and In this experiment Bojos, a variety of spring barley, was used, and we were able to observe the influence of nitrogen and sulphur on the grain yield and quality. The experiment consisted of 13 variants fertilized with two levels of nitrogen nutrition (N1 = 30 kg, N2 = 50 kg/ha). Sulfur was also applied in two forms as elementary sulphur op sulphate. A higher dose of nitrogen had increased yield and positive impact on the content of N-substances in barley grain and reduced the starch content and the amount of grain which passed through a 2,8 mm sieve. Malt extract content corresponded to the starch in the barley grain. The variant with a hinger dose of nitrogen sulphate (21 kg S/ha) produced the highest yield. The lowest yield was observed in the variant without fertilizer which also had the highest level of grain owerflow with a 2,8 mm sieve. From a density point of view, variant 10, where we used fertilizer LAV 27 (which has a lower dose of nitrogen) and 30 kg S/ha of elementary sulfur, appears to result in the best grain. The lowest average amount of N-substances was visible in the variant without fertilizer. An increase in the nitrogen dose caused an increase in the amount of N-substances in barley grain. The combination of nitrogen and sulfur in the fertilizer also increased the amount of N-substances. With increasing dose of nitrogen the starch content decreased. In most cases, it was confirmed that the average starch content has negative correlation with the yield and content of N-substances. Keywords: barley, fertilization, nitrogen, sulfur, quality

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ ČÁST Sladovnický ječmen botanická systematika a charakteristika Anatomická stavba zrna ječmene Chemické složení zrna ječmene Kvalita ječmene Subjektivní znaky Objektivní znaky Mechanické znaky Fyziologické znaky Chemické znaky Ukazatele sladovnické jakosti Faktory ovlivňující výnos a kvalitu ječmene Výživa a hnojení ječmene Faktory ovlivňující příjem živin Dusík ve výživě Koloběh dusíku Projevy nedostatku dusíku Projevy nadbytku dusíku Vliv dusíku na výnos a kvalitu ječmene, sladu a piva Síra ve výživě Koloběh síry Projevy nedostatku síry Projevy nadbytku síry Vliv síry na výnos a kvalitu ječmene, sladu a piva MATERIÁL A METODY Materiál Charakteristika použité odrůdy Charakteristika použitých hnojiv

8 4.2 Metodika Schéma pokusu Přehled prováděných analýz Vyhodnocení výsledků VÝSLEDKY A DISKUZE Vegetační pozorování Výnos Přepad zrna nad sítem 2,8 mm Přepad zrna nad sítem 2,5 mm Objemová hmotnost Obsah N-látek Obsah škrobu Extrakt sladu Obsah N-látek ve sladu ZÁVĚR LITERATURA SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM GRAFŮ

9 1 ÚVOD Ječmen je jednou z nejstarších a nejrozšířenějších obilnin na světě. Jeho původem je oblast blízkého východu, odkud se následně rozšířil do Evropy. Nejprve se pěstoval na výrobu potravin (převážně chleba), krmivo a následně byl ječmen využíván na sladování a vaření piva. Sladovnický ječmen má velmi krátkou vegetační dobu, za kterou musí přijmout významné množství živin. Nedostatečné množství živin se projeví negativně na výnosu, ale i na kvalitě ječmene. Nejdůležitějšími prvky ve výživě jsou dusík, fosfor, draslík a v neposlední řadě i síra, které je v poslední době v půdě nedostatek, protože ubývá zdroj síry z emisí oxidu siřičitého, vznikajícího při spalování fosilních paliv v tepelných elektrárnách. Požadavky na kvalitu ječmene se neustále zvyšují, a proto ječmen podléhá neustálému šlechtění, aby se docílilo vyššího výnosu a kvality. Vliv výživy je velmi významný, dusík zcela prokazatelně podporuje tvorbu výnosu a působí i na chemické složení ječmene. Síra je také nepostradatelným esenciálním prvkem, přijímaný rostlinami ve formě síranového iontu. Je využívána pro růst a vývoj rostliny, je také součástí aminokyselin, bílkovin a vitamínů. Její nedostatek negativně ovlivňuje kvalitu sklizeného zrna ječmene, ale i sladu a z něj vyrobeného piva. Naopak nadbytek síry je také negativní, kdy v průběhu výroby sladu dochází ke vzniku dimethylsulfidu, který následné negativně ovlivňuje chuť piva. Cílem této práce bylo zhodnotit, vliv diferencované výživy dusíkem a sírou na výnos a kvalitu ječného zrna, a také na zastoupení jeho bílkovinných frakcí. 9

10 2 CÍL PRÁCE V literární části zpracovat rešerši k danému tématu, zabývající se vlivem dusíku a síry na tvorbu výnosotvorných prvků, výnosů a kvality zrna ječmene. Založit maloparcelní polní pokus s jarním ječmenem odrůdy Bojos hnojenou řízenou aplikací dusíku a síry. Vyhodnotit vliv dusíku a síry na výnos a kvalitu ječmene a na jeho bílkovinné složení. 10

11 3 LITERÁRNÍ ČÁST 3.1 Sladovnický ječmen botanická systematika a charakteristika Ječmen (rod Hordeum) patří do říše rostlin, oddělení semenných (Spermatophyta), pododdělení krytosemenných (Angiospermae), třídy jednoděložních (Monocotyledonae), čeledi lipnicovité (Poaceae). Podle způsobu růstu se ječmeny dělí na divoce rostoucí plané ječmeny, z nichž je u nás nejrozšířenější ječmen myší, a ječmeny seté Hordeum sativum, které se vyskytují jako kulturní odrůdy a jsou jednoletou jarní nebo ozimou trávou (Arendt, Zannini, 2013). Kulturní ječmeny se pak ještě dělí na ječmeny dvouřadé a víceřadé. Dvouřadé ječmeny se dělí do tří skupin: na ječmeny nící, ječmeny vzpřímené a ječmeny paví. Hlavní skupinu sladovnických ječmenů tvoří ječmeny nící (Hordeum distichum, var. nutans). Podle novějšího taxonomického zařazení se pro dvouřadý nící ječmen používá pojmenování Hordeum vulgare var. nutans (Kučerová a kol., 2010) Anatomická stavba zrna ječmene Obilka ječmene je podlouhlého, vejčitého a na obou koncích žašpičatělého tvaru. Je složena ze tří částí: obalových vrstev, endospermu a zárodku. Všechny tyto části mají svůj specifický význam (Skládal, a kol., 1967). Obalové vrstvy jsou tvořeny na hřbetní straně pluchou, která překrývá svými okraji menší plušku, kryjící podélnou rýhu obilky. Tyto vrstvy jsou složeny z ligninu, celulosy a pentosanů. Chrání obilku před vnějšími vlivy, nadměrným vysycháním, mechanickým poškozením a mikrobiálním napadením. Pod pluchou a pluškou se nachází oplodí a s ním pevně srostlé osemení. Osemení je permeabilní, propouští vodu a četné ionty, zadržuje však vysokomolekulární látky (Pelikán, Dudáš, Míša, 2004). Zárodek (klíček) je uložen na bázi hřbetní strany obilky, je její živou částí a základem budoucí rostliny. Svrchu je zárodek kryt oplodím a osemením. S endospermem je spojen prostřednictvím štítku, který se sestává z hlavního pupenu (plumula) se zárodky listů a vegetačním vrcholem. Ze sladařského hlediska má mimořádný význam, neboť podává impulzy k tvorbě enzymů, nezbytných k hydrolýze 11

12 složitých zásobních látek, významných pro klíčení a tvorbu extraktu (Zimolka, a kol., 2006). Endosperm tvoří největší část obilky. Vnější vrstva, tzv. aleuronová, je umístěna přímo pod osemením. Aleuronová vrstva je složena z hranolových buněk, které obsahují bílkoviny, tuk a nepatrné množství škrobových zrn. Vnitřní endosperm je tvořen tenkostěnnými buňkami, ve kterých se nachází zásobní škrob. Vzájemný poměr obsahu škrobu a ostatních složek endospermu, zejména dusíkatých látek, rozhoduje o moučnatosti ječmene a extraktivnosti sladu (Lazaridou, a kol., 2008). Obr. 1: Podélný řez obilkou (Zimolka, a kol., 2006) Chemické složení zrna ječmene Obilka ječmene je složena z % sušiny a % vody. Sušina je tvořena organickými látkami dusíkatými, bezdusíkatými a minerálními látkami. Pro sladařsko- 12

13 pivovarský průmysl jsou nejvýznamnější sacharidy, dusíkaté látky, polyfenolové látky a enzymy (Arendt, Zannini, 2013). Podrobný přehled je v tab. 1. Sacharidy zastupují největší část organických látek zrna a vyskytují se v zrnu ve formě jednoduchých cukrů, škrobu, celulosy, hemicelulosy, ligninu, gumovitých látek a slizů. Nízkomolekulární sacharidy jsou zastoupeny především maltosou, sacharosou, rafinosou, glukosou a fruktosou jsou přítomny v zanedbatelném množství a jsou obsaženy převážně v klíčku (Pelikán, a kol., 2004). Největší podíl zastupuje škrob (60 65 %), který je zásobním polysacharidem a je uložen především v endospermu ve formě velkých a malých škrobových zrn. Ve studené vodě jsou škrobová zrna nerozpustná, s navyšováním teploty mazovatí. Škrob je složen ze dvou frakcí, a to z amylosy a amylopektinu (Tang, a kol., 2002). Z chemického hlediska jsou obě frakce tvořeny molekulami glukosy. Amylóza je složena z glukózových zbytků spojených prostřednictvím α-1,4 glykosidické vazby. Vytváří dlouhé řetězce lineárního tvaru stočené do šroubovice s minimálním větvením a stabilizované intramolekulárními vodíkovými můstky. Amylóza je rozpustná ve vodě a jódem se barví modře. Amylopektin je tvořen také z glukózových zbytků, ale vázaných častěji α-1,6 glykosidickou vazbou. Tvoří relativně krátké, ale rozvětvené řetězce a je zastoupen ve škrobu 80 %. Nerozpouští se ve vodě, ale pouze bobtná. Jódem se barví červeně až červenofialově (Hartman, a kol., 2010). Mezi neškrobové polysacharidy obsažené z % zrna patří celulóza, hemicelulóza, lignin a gumovité látky. Celulóza je stejně jako škrob tvořena řetězcem z glukózových zbytků. Tvoří velmi pevná vlákna, která s dalšími neškrobovými polysacharidy vytváří stavební materiál rostlin, ale mají i funkci mechanickou, kdy chrání před poškozením semen (Jia, a kol., 2014). Celulóza vytváří hlavní stavební složku obalových pluch. Ve vodě je velmi těžko rozpustná a enzymaticky špatně štěpitelná. Význam má jednak pro lidskou výživu, tak i při zcezování sladiny a vyslazování mláta, jelikož působí jako kypřící složka filtrační vrstvy. Hemicelulózy se podílí na stavbě a pevnosti buněčných stěn. Převažujícími hemicelulózami buněk endospermu jsou β-glukany. β-glukany tvoří vysoce viskózní roztoky, které působí problémy při filtraci sladiny a mohou být příčinou zákalů piva (Limberger-Bayer, a kol., 2014). 13

14 Dusíkaté látky jsou velice významnou složkou zrna ječmene, jelikož ovlivňují technologii výroby piva, ale i samotný výrobek, a to tím, že dochází k poruchám při pomnožování kvasinek, a tím k nižšímu prokvasu, nižší pěnivosti, prázdnější chuti, náchylnosti ke chladovým zákalům, zhoršení stability a jakosti piva. Jejich obsah závisí na agroekologických podmínkách a měl by se pohybovat od 9,5 11,5 % (Pelikán, a kol., 2004). Dusíkaté látky se dělí na: dusíkaté látky typu bílkoviny a jejich štěpné produkty (aminokyseliny, peptidy, peptony a proteiny) a dusíkaté látky nebílkovinné povahy (dusíkaté báze, fosfatidy, aminy a amonné soli). Dle fyzikálně-chemických vlastností a rozpustnosti v odlišných rozpouštědlech se dělí na albuminy, globuliny, prolaminy a gluteliny (Ehrenbergerová, 2006). Albuminy jsou bílkoviny rozpustné ve vodě a tvořící 4 % všech bílkovin v zrnu ječmene. Globuliny jsou bílkoviny rozpustné v roztocích solí, které tvoří 18 % bílkovin. Významný je β-globulin, protože způsobuje chladový zákal piva a při vyšším obsahu dochází k horšímu rozluštění zrna. Albuminy a globuliny jsou strukturální bílkoviny, při sladování se silně štěpí a napomáhají k tvorbě enzymů. Prolaminy jsou bílkoviny rozpustné v 70% etanolu, zastupují největší podíl bílkovin v ječmeni, nacházejí se v aleuronové vrstvě a jsou původci koloidních zákalů. Gluteliny jsou bílkoviny jen z části rozpustné ve zředěných kyselinách a zásadách. Nacházejí se také v aleuronové vrstvě a přecházejí prakticky neměnné do mláta. Vyšší obsah vede k horšímu rozluštění sladu. Prolaminy i gluteliny jsou zásobními bílkovinami zrna (Basařová, 2010). Lipidy nebo-li tuky jsou estery mastných kyselin a triacylglycerolů. Tyto látky jsou rozpustné v éteru, ale nerozpustné ve vodě. Vyskytují se převážně v klíčku, dále v aleuronové vrstvě a pluchách. Koncentrace lipidů není stejnoměrná. Menší množství lipidů se vyskytuje jako volné tuky, ale převážná část je obsažena ve formě vázaných tuků na jiné složky (např. lipoproteiny, glykolipidy, estery fosfolipidů). Při sladování jsou zdrojem energie, nepatrná část přechází do mladiny, která může ovlivnit chuť a pěnivost piva. Zbylá část přechází do mláta (Ehrenbergerová, 2006). Minerální látky (popeloviny) jsou převládající složkou organických sloučenin a jejich obsah v sušině je 2 3 %. Vyskytují se převážně v obalových vrstvách, nejnižší obsah je v endospermu. Nejvíce obsaženými prvky jsou fosfor, draslík, křemík a hořčík. 14

15 Součástí biokatalyzátorů a pro působení enzymů jsou důležitými stopovými prvky zinek, mangan, měď, selen a bór (Pelikán, a kol., 2004). Enzymy jsou z chemického hlediska bílkovinné makromolekuly, jež mají schopnost katalyzovat různé typy chemických reakcí. Mají vliv při klíčení, rmutování, přípravě a kvašení mladiny. Nejvýznamnější význam má skupina hydroláz a to lipázy, fosfatázy, α- a β-amyláza, maltáza, sacharáza, hemicelulázy, endopeptidázy, exopeptidázy a mnoho dalších, které štěpí cukry, bílkoviny, tuky a fosforečné estery (Dyr, Hauzar, 1962). Tab. 1 Chemické složení obilky ječmene (Mac Gregor, a kol., 1993 in Zimolka, a kol., 2006) Látka Procento v obilce Sacharidy Škrob amylóza 17 24% škrobu - amylopektin 76 83% škrobu Nízkomolekulární sacharidy Sacharóza 1 2 Ostatní cukry 1 Rafinóza 0,3 0,5 Maltóza 0,1 Glukóza 0,1 Fruktóza 0,1 Neškrobové polysacharidy Hemicelulózy - β-glukany 3,3 4,9 - pentózany 9 - celulóza 4 7 Tuky 3,5 Fosfáty Fytin 0,9 Polyfenoly 0,1 0,6 Dusíkaté látky 9,5 11,9 Rozpustné dusíkaté látky 1,9 Albuminy a globuliny 3,5 Prolaminy 3 4 Gluteliny 3 4 Minerální látky 2 15

16 Zrno ječmene je také hojné na obsah vitamínů, které jsou lokalizovány v klíčku a aleuronové vrstvě. Jsou významné při klíčení a kvašení, jelikož se podílejí na syntéze enzymů. Obilka ječmene obsahuje vitamín E, H, provitamín A, komplex vitamínů skupiny B, kyselinu pantothenovou, kyselinu nikotinovou a vitamín C (Zimolka, a kol., 2006). 3.2 Kvalita ječmene V současné době lze považovat za jeden z nejdůležitějších faktorů ovlivňující kvalitu a ekonomiku homogenitu, jelikož jsou nyní výrobní linky vysoce automatizované. Základním předpokladem zajišťujícím tento požadavek je homogenita vstupní suroviny daná odrůdově čistými, velkými a jednotnými partiemi ječmene. Požadavek homogenity musí být doprovázen vysokou sladovnickou hodnotou partií ječmene, zajištěnou výběrem vhodných odrůd, které samozřejmě musí splňovat nezbytné požadavky pěstitelské jako je vysoký výnos zrna, vysoký podíl předního zrna, nepoléhavost, odolnost vůči porůstání a houbovým chorobám (Prugar, 2008). Ukazatele sladovnické jakosti, které hodnotíme u ječmene, rozdělujeme na: subjektivní a objektivní, které se dále člení na mechanické, fyziologické a chemické (Zimolka, a kol., 2006). Požadavky na kvalitu zrna sladovnického ječmene jsou uvedeny v normě ČSN Sladovnický ječmen (tab. 2). Tab. 2: Přehled jakostních parametrů sladovnického ječmene dle normy ČSN Parametr Limitní hodnota Barva pluch žlutá i méně vyrovnaná Přepad zrna nad sítem 2,5 mm v hm. % nejméně 85,0 Zrnové příměsi sladařsky nevyužitelné v hm. % nejvýše 3,0 Zrnové příměsi sladařsky částečně využitelné v hm. % nejvýše 6,0 Neodstranitelná příměs v hm. % nejvýše 1,0 Klíčivost (H2O2) v % z celkového počtu zrn nejméně 96,0 Obsah dusíkatých látek v sušině (N x 6,25) v hm. % a) nejméně 10,0 b) nejvýše 12,0 16

17 3.2.1 Subjektivní znaky Mezi subjektivní znaky patří barva, tvar, podíl a jemnost pluch, velikost, vůně, vady a mechanická poškození. Barva je hlavním senzorickým znakem, který charakterizuje průběh povětrnosti během dozrávání, správně provedenou sklizeň a poukazuje na podmínky skladování. Barva u zdravého a nepomoklého ječmene je jasná, slámově žlutá a vyrovnaná, dodávající optimální barvu vyrobenému sladu. Ječmeny podtržené mívají vyšší podíl zrn nazelenalých s nevýraznou barvou, pomoklé ječmeny bývají našedlé až tmavé. Barevné odchylky jako skvrnitost, zahnědlé špičky, šedivé zbarvení apod. signalizují možnost výskytu plísní. Plísně ječmene přecházejí do sladu a mohou způsobovat značné problémy u vyrobeného piva, kde způsobují jeho přepěňování (tzv. gushing) (Zimolka, a kol., 2006). Jemnost pluchy do určité míry charakterizuje kvalitu ječmene. Hrubá plucha bez charakteristického příčného vrásnění je znakem méně jakostních ječmenů s vyšším obsahem bílkovin. Jemnost pluch souvisí s náchylností k jejímu poškození, popř. k loupání při sklizni. Vyšší stupeň loupání pluchy nastává při střídání krátkých období teplého a chladného, suchého a deštivého počasí (Polák, a kol., 1998). Podíl pluch našich ječmenů se pohybuje v rozmezí 7 9 %. Jemná, zvrásněná plucha je znakem kvalitního sladovnického ječmene s přiměřeným obsahem tříslovin, příznivě ovlivňující chuť piva. Neopatrnou sklizní může docházet k poškození pluchy, taková zrna rychleji přijímají vodu a způsobují problémy při klíčení (Kosař, Procházka, a kol., 2000). Tvar a velikost je odrůdovou vlastností a ovlivňuje jednotnost vzorku. Významná je vyrovnanost tvaru a velikosti zrna, jelikož podmiňuje rovnoměrné přijímání vody a tím rovnoměrnost procesů, probíhajících při klíčení a ovlivňující homogenitu sladu. Ze sladařského hlediska jsou příznivější typy s kratším, ale buclatějším zrnem, tzv. krátkozrnné typy ječmene, protože se dokonaleji luští. Tvaru a rozměrů zrna lze využít k charakteristice a identifikaci odrůdy (Badalíková, a kol., 1997). 17

18 Vůně a lesk doplňují pohled na kvalitu ječmene. Zdravý ječmen má přirozený lesk a čistou vůni po slámě. Zrna sklizená s vyšší vlhkostí jsou bez lesku, a pokud nejsou dále ošetřena, projeví se to často nepříznivou vůní, označovanou jako cizí, např. po tlejícím listí, po houbách apod. Vůně dokáže signalizovat některé nežádoucí vlastnosti, jako je zapaření partie, výskyt škůdců nebo uskladnění ječmene na špatně vyčištěném či nevhodném místě (Polák, a kol., 1998). Vady a mechanická poškození jsou důležitým jakostním parametrem, jelikož zrna poškozená, jako např. zrna s viditelnými změnami na povrchu, zejména chybějící pluchou, zrna s vyraženým nebo mechanicky poškozeným klíčkem, zrna mechanicky deformovaná, se změnou barvy, vyšším stupněm mechanického poškození (zlomky zrna) přijímají více vody při máčení, snadněji se přemáčejí a během klíčení střelčí. Tím jsou vhodnou živnou půdou pro mikroorganizmy a vedou k plesnivění klíčícího ječmene. Tyto vady a poškození zrn dělí norma ČSN Sladovnický ječmen na zrnové příměsi sladařsky nevyužitelné a zrnové příměsi částečné sladařsky využitelné (Zimolka, a kol., 2006). - Do kategorie zrnové příměsi sladařsky nevyužitelné spadají zrna, která jsou znehodnocena pro sladovnické účely (například zrno s vyraženým klíčkem, zrno mechanicky deformované apod.). Zrna této kategorie pravděpodobně nikdy nevyklíčí, a pokud ano, klíčí atypicky, což negativně ovlivňuje kvalitu sladu i finálního výrobku. - Do kategorie zrnové příměsi částečné sladařsky využitelné patří zrna s vadami a poškozeními, které zrnu nezabraňuje klíčit (například zahnědlé špičky, zrna bez pluch). Zrna této kategorie kazí vzhled vyrobenému sladu, negativně ovlivňují homogenitu vyrobeného sladu i hygienickou nezávadnost sladu (Psota, 2006) Objektivní znaky Mechanické znaky Mezi mechanické znaky patří podíl předního zrna, objemová hmotnost a hmotnost tisíce zrn. Podíl předního zrna je podíl zrna nad sítem 2,5 mm, který charakterizuje plnost a vyrovnanost zrn. U vyrovnaných zrn je předpoklad, že v průběhu sladování přijímají 18

19 stejnoměrně vodu, rovnoměrně klíčí a dosáhnou tak i žádaného stupně rozluštění. Vysoký podíl nad sítem 2,5 mm značí dobrý ročník, dlouhou vegetační dobu, příznivé podmínky při dozrávání a lze předpokládat, že přijatý dusík byl zužitkován pro tvorbu výnosů a nebyl uložen do zrna. Velká a těžká zrna obsahují vysoký podíl endospermu a tedy i škrobu, což koreluje s extraktivností sladu. Naproti tomu vyšší podíl drobného zrna, tedy nízký podíl zrna nad sítem 2,5 mm se projeví nižším extraktem a vyšším obsahem bílkovin (Polák, a kol., 1998). Objemovou hmotností se rozumí hmotnost jednoho hektolitru zrna v kg. Objemová hmotnost je závislá na velikosti, tvaru a hmotnosti zrna. Ječmeny s vysokým obsahem škrobu mají vyšší objemovou hmotnost, z čeho lze soudit, že je ječmen vhodný ke sladování. Stupeň rozluštění sladu udává rozdíl mezi objemovou hmotností ječmene (72 74 kg) a sladu (52 60 kg) (Psota, Vejražka, 2006). Hmotnost tisíce zrn (HTZ) je závislá na tvaru a hustotě zrna. Dobrý sladovnický ječmen by měl mít hodnotu HTZ nejméně 40 g. Pomocí hodnoty HTZ lze předpokládat množství extraktu (Kosař, a kol., 1997) Fyziologické znaky Fyziologické ukazatele patří k nejdůležitějším znakům, jelikož charakterizují vnitřní zdravotní stav ječmene. Mezi fyziologické znaky patří kromě klíčivosti, klíčivá energie a citlivost na vodu. Klíčivost je rozhodujícím ukazatelem kvality sladovnického ječmene. Vyjadřuje procentické množství zrn, která jsou schopná při množství 0,04 ml vody na jedno zrno vyklíčit za 120 hodin. Nízká klíčivost ječmene ovlivňuje průběh sladovacího procesu. Nevyklíčená zrna jsou pro výrobu sladu zcela nevhodná, ale jsou hlavně vhodným substrátem pro růst a rozvoj plísní, protože jsou tato zrna mrtvá a tedy bez ochranného systému. Nedostatečná klíčivost se projevuje ve špatném rozluštění sladu, ale naopak vysoká a vyrovnaná klíčivost s vysokou hodnotou klíčivé energie jsou základním předpokladem jakostního a homogenního sladu (Kosař, 1993). Klíčivá energie vyjadřuje procentické množství zrn vyklíčených za 72 hodin při množství vody 0,04 ml na jedno zrno. Klíčivost a klíčivá energie jsou závislé na stavu 19

20 posklizňového klidu semen, stupni zralosti při sklizni a způsobu uskladnění zrna. (Prokeš, 2004) Citlivost na vodu udává množství zrn v procentech vyklíčených za 120 hodin při množství vody 0,08 ml na jedno zrno. Je významná pro zvolení optimálního způsobu namáčky, aby nedošlo k utopení zrna. Na citlivost k vodě má vliv především povětrnostní podmínky v průběhu zrání. Citlivost na vodu se s postupujícím posklizňovým dozrávání zrna snižuje (Badalíková, a kol., 1997) Chemické znaky Z chemických znaků jsou nejvýznamnější stanovení obsahu dusíkatých látek a škrobu. Obsah dusíkatých látek je nejvýznamnějším chemickým znakem a bývá označován jako obsah bílkovin. Množství dusíkatých látek není genetickým znakem, ale je ovlivněno úrovní dusíkatého hnojení, předplodinou a klimatickými poměry. Stanovení bílkovin se provádí pomocí Kjeldahlovy metody po vynásobení faktorem 6,25. Ideální obsah bílkovin by se měl pohybovat v rozmezí 10,7 11,2 % a pro výrobu kvalitních sladů by neměla hodnota bílkovin přesáhnout 11,5 % (Polák, a kol., 1998). Při vyšším obsahu dusíkatých látek se musí vybírat ječmen s vyšším podílem předního zrna, s vyšší hmotností tisíce zrn, s vyšší objemovou hmotností a s vyšším obsahem škrobu. Ječmen s obsahem dusíkatých látek pod 10 % je pro pivovarský průmysl nežádoucí. Obsah bílkovin ovlivňuje i další sledované parametry a bývá s nimi v přímé závislosti např. s navyšujícím se množství bílkovin, klesá množství škrobu i obsah extraktu (Prokeš, a kol., 1997). Obsah škrobu negativně koreluje s obsahem bílkovin a měl by se obsah pohybovat v zrnu ječmene s průměrnou extraktivností 81 % okolo %. Při nedostatků škrobu se nedá obsah extraktu zvýšit, jelikož je škrob nositelem extraktivnosti sladu. Ječmeny s nižším obsahem škrobu dávají i nižší extrakty. Obsah škrobu především závisí na délce slunečního svitu v konečných fázích dozrávání (Kosař, a kol., 2000). Vlhkost je znakem, který je nutný sledovat již před začátkem sklizně. Podle vlhkosti se dále rozhoduje o následné posklizňové úpravě zrna tj. dosoušení, čištění 20

21 a uskladnění. Pro trvalé uskladnění musí být hodnota vlhkosti snížena pod 14 %, aby se zamezilo možnému rozšíření nežádoucí mikroflóry a obilních škůdců (Polák, a kol., 1998). 3.3 Ukazatele sladovnické jakosti Sledování sladovnické kvality odrůd ječmene provádí Výzkumný ústav pivovarský a sladovnický v Brně, kam je každoročně zasíláno v rámci registračního řízení několik desítek odrůd za účelem zjištění jejich užitné hodnoty. Mezi parametry, které se hodnotí, patří: obsah dusíkatých látek (bílkovin) v zrnu ječmene, extrakt v sušině sladu, relativní extrakt při 45 C, Kolbachovo číslo, diastatická mohutnost, dosažitelný stupeň prokvašení, friabilita sladu a obsah β-glukanů ve sladině. K jednotlivým sladovnickým znakům se podle významu přiřadí váhy, a také jsou k těmto znakům stanoveny krajní hodnoty (viz. Tab. 3) (Zimolka, a kol., 2006). Tab. 3: Ukazatele sladovnické jakosti (Zimolka, a kol., 2006) Parametry Jednotky Nepřijatelná Optimální hranice 1 hranice 9 Váha Bílkoviny v zrnu ječmene % 9,5 10,2 11,7 11,0 0,01 Extrakt v sušině sladu % 81,5 83,0 0,30 Relativní extrakt při 45 C % 35,0 40,0 53,0 48,0 0,20 Kolbachovo číslo % 40,0 42,0 53,0 48,0 0,10 Diastatická mohutnost WK ,10 Dosažitelný stupeň prokvašení % 79,0 82,0 0,10 Friabilita % 79,0 86,0 0,10 Obsah β-glukanů ve sladině mg/l ,10 Výsledky hodnocení se vyjadřují pomocí devítibodové stupnice, kdy nejhorší hodnotou (nepřijatelná) je 1 a nejlepší hodnotou (optimální) je 9. Ze získaných výsledků jsou odrůdy zařazené do třech skupin kvality: 21

22 1. skupina nejvyšší kvalita, bodové hodnocení skupina standardní kvalita, bodové hodnocení skupina nesladovnické odrůdy, bodové hodnocení 3-1 Konečné hodnocení odrůdy je výsledkem bodového hodnocení veškerých kvalitativních znaků. (Kubinec, Kováč, a kol., 1998) Obsah dusíkatých látek v zrnu ječmene ovlivňuje práci v pivovaru a žádným sladovacím postupem ho nelze podstatně snížit. Je výrazně ovlivněn agroekologickými podmínkami pěstování ječmene a jeho úroveň vzájemně souvisí s hodnotou Kolbachova čísla (Lekeš, a kol., 1985). Extrakt v sušině sladu patří k nejdůležitějším kritériím. Je odrazem úrovně modifikace škrobu. Udává množství látek, které se za předepsaných podmínek dostanou při rmutování do roztoku sladiny z pivovarských surovin. Množství a kvalita extraktu jsou závislé na jemnosti mletí a technologickém postupu rmutování (Chejn, Zajpt, 2007). Relativní extrakt při 45 C vypovídá o celkové enzymatické aktivitě ve sladu (cytolytické a proteolytické). Vyjadřuje poměr extraktu získaného při 45 C a extraktu získaném při kongresním rmutování (Chejn, Zajpt, 2007). Kolbachovo číslo je ukazatelem proteolytického rozluštění sladu. Je to podíl dusíkatých látek rozpuštěných ve sladině vůči celkovému obsahu ve vzorku sladu. Vyjadřuje se v procentech (Psota, 2006). Diastatická mohutnost je měřítkem aktivity amylolytických enzymů, zejména β-amylázy, štěpících škrob při rmutování. Vyjadřuje hmotnost maltózy v gramech, která vznikne ze škrobu působením amylázy ze 100 g sladu. Její hodnota se udává v jednotkách Windisch-Kolbacha (j. W. K.) (Zimolka, a kol., 2006). Dosažitelný stupeň prokvašení nepřímo informuje o kvalitě složení sladiny, tj. o přítomnosti látek ovlivňujících průběh kvasného procesu. Vyjadřuje souhrn veškerých látek zkvasitelných pivovarskými kvasnicemi. Stanoví se rozdílem mezi extraktem sladiny před kvašením a po kvašení (Lekeš, a kol., 1985). 22

23 Friabilita (křehkost sladu) je ovlivněna obsahem škrobu a obsahem bílkovin. Křehkost se stanovuje nejčastěji pomocí friabilimetru, kvalitní slady by měly vykazovat friabilitu v rozsahu od %. Hodnoty pod 80 % ukazují na nedostatečné rozluštění, ovlivněné především klíčivostí a klíčivou rychlostí ječmene. Hodnoty nad 90 % znamenají, že došlo k nadměrnému rozluštění, což má za následek vyšší sladovací ztráty a nedostatečnou pěnivost piva (Kubinec, Kováč, a kol., 1998). Obsah β-glukanů ve sladině ovlivňuje dobu scezování a filtrace. β-glukany jsou polysacharidy nacházející se v buněčných stěnách vyšších rostlin a ve větším množství v semenech některých obilovin (ječmen, oves). Na obsah β-glukanů má vliv odrůda i pěstební místo. Během sladování a rmutování se částečně štěpí vlivem enzymů a pro technologii výroby piva se tedy požaduje obsah β-glukanů ve sladu co nejnižší. (Březinová, a kol., 2008) Vyšší obsah β-glukanů se může projevit zvýšenou viskozitou sladiny a piva, způsobující potíže při filtrování a prodloužení doby scezování, což má dopad na ekonomiku pivovarské výroby. Vedle hodnoty β-glukanů je důležitá i aktivita enzymu β-glukanázy, která štěpí β-glukany. Vysokou aktivitou β-glukanázy v průběhu sladování lze snížit obsah β-glukanů ve sladině. (Badalíková, a kol., 1997) 3.4 Faktory ovlivňující výnos a kvalitu ječmene Existuje řada činitelů, jimiž lze značně ovlivnit výnos a jakost sladovnického ječmene. Mezi nejdůležitější faktory patří použití vhodné předplodiny, jakost a včasnost zpracování půdy, čistota odrůdy ječmene, pečlivé ošetřování během vegetace, zejména správná úroveň výživy (především dusíkaté), včasnost a kvalita sklizně a včasnost posklizňového ošetření (Sachambula, a kol., 2011). Výnos a kvalita ječmene je podmíněna agroekologickými podmínkami, z nichž nejvýznamnější a zároveň nejméně ovlivnitelným faktorem je průběh počasí a složení atmosféry. Atmosféra ve značné míře ovlivňuje růst rostlin a půdní úrodnost. Obsahuje některé plyny, které mohou být pro rostliny toxické (SO2, NOX, HF, H2S aj.) a také tuhé nečistoty (spad), které negativně ovlivňují fotosyntézu, a tím snižují výnos (Klem, a kol., 2011). Předpokladem pro dobrou sklizeň jakostního zrna je stabilita z hlediska dostatku vláhy, včasné setí a příznivé teploty v květnu (14 C). V období zrání musí být zajištěn převod asimilátů do obilek. Horké a suché počasí je v tomto období nežádoucí, 23

24 protože výrazně zvyšuje obsah bílkovin v zrnu a zmenšuje podíl předního zrna. Vliv nepříznivých povětrnostních podmínek (teplota, množství srážek a intenzita slunečního svitu) v daném roce se označuje jako vliv ročníku (Badalíková, a kol., 1997). V úzké korelaci s průběhem počasí má na jakost ječmene vliv také předplodina. Méně vhodné předplodiny se projeví negativně na výnosu i kvalitě především v letech, kdy v první části vegetačního období převažuje suché a velmi teplé počasí. Půdní prostředí dané předplodinou potlačuje nebo naopak zvýrazňuje negativní vlivy počasí v daném roce. Negativní vliv vláhového deficitu prohlubují zejména ty předplodiny, po kterých zůstane v půdě velké množství pozvolna se rozkládající organické hmoty. Takovou předplodinou jsou obilniny, především však kukuřice (Váňová, a kol., 2011). Kvůli snižování ploch tradičních dobrých předplodin (organicky hnojené okopaniny cukrová řepa a brambory), vzniká přesto nutnost zařazovat jarní sladovnický ječmen i po obilninách nebo méně běžných předplodinách (např. ozimá řepka, mák). Některé negativní dopady pěstování ječmene po těchto méně vhodných předplodinách je možné snížit díky dnešním možnostem využití hnojiv a agrochemikálií, a dosáhnout tak srovnatelných výnosů. Zhoršení se ovšem projeví v jakostních parametrech ječmene (Klem, a kol., 2011). Zařazení ječmene po okopanině vytváří příznivý fyzikální stav půdy, který přispívá k pozvolnému uvolňování dusíku, čímž se u porostů zvyšuje odolnost proti poléhání při nepříznivých povětrnostních podmínkách, což ovlivňuje transport a ukládání sacharidových složek do zrna v průběhu zrání. Sklizené zrno má díky tomu vyšší výtěžnost předního zrna, nižší obsah bílkovin a vyšší obsah extraktu (Lekeš, a kol., 1985). Významnou součástí technologie pěstování jarního ječmene je systém zpracování půdy. Jarní ječmen vyžaduje dobře provzdušněnou půdu, protože nedostatek kyslíku pro dýchání kořenů ječmen špatně snáší. Pro udržení dobrého strukturního stavu půdy po celou dobu vegetace je tedy nutná předseťová příprava. Na jakost zrna působí také hloubka orby a rovnoměrnost osetí (Klem, a kol., 2011). Mělčí zpracování půdy se následně projeví nižší mikrobiální činností v orničním profilu a pomalejším uvolňováním dusíku z půdní zásoby, což je předpokladem pro nižší obsah bílkovin v zrnu a vyšší výtěžnost předního zrna. Podrývání může naopak působit na jakost zrna negativně, protože obsah bílkovin v zrnu narůstá, a tím klesá extraktivnost sladu. 24

25 Rovnoměrné uložení semen v požadované hloubce dovoluje dobré založení odnožovacího uzlu na úrovni uloženého semene (obilky), čímž se podpoří bohaté odnožení rostlin a vznik porostu. V hloubce zasetá ( utopená ) zrna naopak méně a později odnožují (Lekeš, a kol., 1985). Na jakost zrna kladně působí rané setí. Jarní ječmen by se měl vysévat co nejdříve na jaře, jakmile to počasí a stav půdy dovolí. Opožděný výsev se odrazí jak na snížení výnosu, tak na zhoršení sladovnické kvality (klesá výtěžnost předního zrna, zhoršuje se rozluštění sladu, zvyšuje se obsah bílkovin v zrně, a tím klesá obsah extraktu) (Lekeš, a kol., 1985). Opožděné setí není určeno datem v kalendáři, ale zdržením od optimálního termínu v daném ročníku (vždy záleží na podmínkách konkrétního ročníku, nástupu jara a vytvoření vhodných podmínek). Před setím je nutné zhodnotit aktuální vlhkost a vyzrálost půdy (drobí se pod mírným stiskem v dlani), aby nedošlo k zamazání osiva. Blátivý film na zrnu brání přístupu kyslíku, snižuje se energie klíčení a porost nevyrovnaně vzchází (Klem, a kol., 2011). Dlouhodobým sledováním a vyhodnocováním sladovnických ječmenů se prokázal také výrazný vliv odrůdy na řadu kvalitativních parametrů a vlastností ječmene a sladu, proto je nutné zpracovávat partie čisté odrůdy. Takové ječmeny se ve sladovně zpracovávají daleko lépe než směs, poskytují kvalitativně vyváženější (homogenní) slady, vyšší výtěžnost extraktu, vyrovnanější kvašení, zvýšení friability atd. Je to efekt, který se projeví až v pivovaru nižší spotřebou některých pomocných látek, úsporou energie apod. Geneticky odlišné ječmeny způsobují ztrátu výtěžnosti a výrobu nehomogenních sladů (Badalíková, a kol., 1997). 3.5 Výživa a hnojení ječmene Jarní ječmen přijímá v průběhu vegetace podstatné množství živin. Nejvyšší spotřeba množství je dusíku, fosforu a draslíku, dále odebírá v menší míře vápník, hořčík a ostatní prvky. Na 1 tunu zrna a k ní odpovídající množství slámy ječmen přijme kg dusíku, 3,5 6,2 kg fosforu, 16,6 21,0 kg draslíku, 5,7 8,5 kg vápníku, 1,2 2,4 kg hořčíku a 4,0 4,2 kg síry. Příjem živin v průběhu vegetace ovlivňují rovnoměrnost aplikace průmyslových hnojiv, půdní a povětrnostní podmínky, 25

26 předplodina, odrůda, délka vegetační doby, technologie pěstování a další faktory (Richter, 1999). Jarní ječmen je značně citlivý k příjmu a množství živin, výrazně reaguje na špatné dávkování a nedostatek živin, a to nejen nižším výnosem, ale i zhoršenou sladovnickou kvalitou. To je dáno jeho krátko vegetační dobou a jemnějším a mělčeji rozloženým kořenovým systémem. Proto má velké požadavky na dostatek pohotových živin v prvním období vegetace a pozdější velmi dobrou výživou nelze napravit nepříznivý účinek počátečního hladovění, které narušuje tvorbu generativních orgánů (Richter, Hlušek, 2006). V první období od vyklíčení do začátku odnožování má zvýšené nároky na příjem fosforu, jelikož je potřebný pro rychlý začáteční růst nadzemní části a kořenového systému (Fecenko, Ložek, 2000). V období odnoží jarní ječmen již více dusíku než fosforu, protože podporuje tvorbu silných a vyrovnaných odnoží. Nadbytek dusíku koncem odnožování je nevhodný, jelikož podporuje tvoru dalších odnoží s nízkou produktivitou. Porosty se nadměrně zahušťují, mají sklon k lámavosti stébla a chorobám (Zimolka a kol., 2006). Koncem odnožování se zvyšuje příjem fosforu do doby kvetení, kdy je příjem ukončen. Příjem dusíku a draslíku je po celou dobu vegetace velmi plynulý (Fecenko, Ložek, 2000) Faktory ovlivňující příjem živin Příjem živin je závislý na mnoha faktorech, které lze rozdělit na vnitřní a vnější. Vnitřní faktory jsou odvislé od druhu pěstované plodiny a jsou dány geneticky. Významné pro pěstovanou odrůdu je její příjmová kapacita, která je dána mohutností kořenového systému rostlin (velikost a množství kořenového vlášení). Vysoká schopnost příjmu živin není vždy v přímé závislosti s jejich využitím na tvorbu produktu (Richter, Hlušek, 2006). Z vnějších faktorů jde především o vlivy ekologické a povětrnostní. Důležitými povětrnostními podmínkami jsou teplota, množství srážek, intenzita slunečního svitu, složení atmosféry. Teplota ovlivňuje nejen biologické procesy (růst, fotosyntézu), 26

27 biologické reakce (aktivitu enzymových systémů), ale i příjem vody a živin. Při teplotách pod 10 C je značně snížen příjem fosforu, síry a draslíku, naopak se zvyšuje příjem vápníku a hořčíku. Hraniční teplotou pro příjem nitrátového dusíku je 5 C, zatímco amoniakální dusík je přijímán rostlinou i při nižších teplotách (Kováčik, 2012). Voda je zásobárnou živin, neprobíhala by bez ní difúze a je nepostradatelná pro distribuci živin a metabolitů. Kvalita, intenzita a doba osvětlení kladně působí na množství přijatého dusíku, fosforu a síry, naopak snižuje příjem draslíku. Nedostatečným osvětlením dochází k nízké tvorbě cukrů, bílkovin, ale nepříznivě se zvyšuje obsah nitrátů (Dyr, Hauzar, 1962). 3.6 Dusík ve výživě Dusík je nezbytný pro řadu mikroorganismů, ale hlavně pro rostliny, kde je složkou aminokyselin, bílkovin, nukleových kyselin, chlorofylu, enzymů a mnoha dalších látek. Dusík je jednou z nejvýznamnějších živin, která ovlivňuje dynamiku tvorby sušiny, kvalitu ječmene a podporuje růst biomasy. Rostliny jsou schopné přijímat dusík jako amonný iont (NH4 + ) a nitrátový iont (NO3 - ) (Procházka a kol., 2001). Celkový obsah dusíku (obr. 2) je tvořen dusíkem minerálním a dusíkem organický. Organický dusík je zastoupen % v půdě a tvoří ho humusové látky, živočišné a rostlinné zbytky, biomasa apod. Organický dusík se dále rozděluje na hydrolyzovaný a nehydrolyzovaný dle množnosti podléhat mineralizaci. Převládající část zastupuje dusík nehydrolyzovatelný, který je velice těžko rozložitelný, tvoří jej humusové látky se složitými vazbami. Aminy, aminocukry, nukleové kyselin aj. jsou složkou hydrolyzovatelného dusíku, jsou lehce rozložitelné a jsou významnými prekurzory minerálního dusíku (Ivanič a kol., 1984). Aby mohl být organický dusík využit rostlinami, musí nejprve dojít k jeho mineralizaci na amoniak. Mineralizace je ovlivněna řadou půdních i povětrností podmínek např.: teplotou, vlhkostí, ph, provzdušněním a obsahem organických látek. Minerální dusík, je zastoupen 1 2 % z celkového dusíku obsaženého v půdě. Tvoří jej amonný dusík (NH4 + ) a nitrátový dusík (NO3 - ). Aby mohl být nitrátový dusíku přijat rostlinou, musí nejprve dojít k jeho redukci, která probíhá v kořenech. Tyto formy jsou rostlinnou získávány aktivním příjmem, čili bez koncentračního spádu (Pokorný a kol., 1999). 27

28 Obr. 2: Formy dusíku v půdě (Ivanič a kol., 1984) Koloběh dusíku Základním zdrojem dusíku je dusíku atmosférický (78,08 % objemových), který je obsažen hlavně ve formě elementárního plynného dusíku (N2), další složkou atmosféry jsou i oxidy dusíku (NOx). Zdrojem dusíku jsou i rostlinné a živočišné zbytky, organická a minerální hnojiva (Richter, Hlušek, 1999). I když je rostlina obklopena plynným dusíkem, tak jej není schopna přijmout bez předchozí fixace či ionizace a převedením na NH4 + a NO3 -. Předpokladem fixace atmosférického dusíku je rozštěpení pevné trojné vazby mezi oběma atomy dusíku. Tento proces může probíhat v přírodě ionizací zapříčiněnou elektrickými výboji za bouřky, působením kosmického záření. Při ionizaci dochází k oxidaci dusíku přes oxidy dusíku až na kyselinu dusičnou (Prášková a kol., 2006). N2 + O2 2 NO 2 NO + O2 2 NO2 4 NO2 + 2 H2O + O2 4 HNO3 Takto vzniklá kyselina dusičná se na půdní povrch dostává ve formě vodních srážek a to v množství 13,2 20,9 kg na 1 ha ročně (Fecenko, Ložek, 2000). 28

29 Fixace mikrobiologická, se rozděluje na volnou a symbiotickou. Jedná se o redukci dusíku na amoniak. Volnou fixaci zabezpečují půdní, volně žijící bakterie, vodní bakterie a sinice, které využívají enzym nitrogenázu, k rozštěpení trojné vazby mezi dvěma atomy dusíku. Při symbiotické fixaci dochází k symbióze mezi bakteriemi a rostlinami, kdy bakterie na redukci N2 na NH3 využívají energii z fotosyntézy rostlin a naopak ji dodávají potřebné dusíkaté látky (Šimek, 2003). Takto vzniklá amonná forma dusíku je metabolizována rostlinami a využita na tvorbu organické hmoty. Po jejím odumření je průběhem mineralizace opět uvolňován amoniak, který rostliny mohou znovu využít pro svoji výživu. Dále může být vypařován volatilizací, kdy dochází k uvolňování plynného amoniaku do atmosféry. Může také docházet k vázání amoniaku v půdě nebo nitrifikaci. Nitrifikací dochází k oxidaci amoniaku na nitrit a nitrát, který opět může být využit jako živina, vyplaven z půdy nebo se může denitrifikací vracet zpět do atmosféry, převodem na molekulární dusík a tím se koloběh dusíku uzavírá (Richter a kol., 2006, Šimek, 2003). Obr. 3: Koloběh dusíku (Mengel, 1991) 29

30 3.6.2 Projevy nedostatku dusíku Nedostatkem dusíku dochází k omezení intenzity dělení buněk rostlinných pletiv, což se projevuje ve zpomalení růstu a tvorbě všech základních orgánů rostlin (kořenů, stébel, listů). Rostliny jsou nižší a slabší, porosty jsou často nevyrovnané a světlé. Dochází také k úbytku tvorby chlorofylu, projevující se změnou barvy ze světle zelené, přes žlutou až po oranžovo-hnědou, což je způsobeno přibýváním xantofylů, karotenoidů a antokyanů. Úbytek chlorofylu nastává nejprve u starších listů a rozšiřuje se dále po celé rostlině (Vaněk, 2007). Při nedostatečné dusíkaté výživě dochází ke klamnému dojmu rychlého dozrání a při dlouhodobém a silném nedostatku dochází až k odumírání a opadu listů. Dochází k významným změnám v morfologii kořene, málo se odnožují a slabě roste do délky. Po nerovnoměrném rozmetání dusíkatých hnojiv nebo zaorávce posklizňových zbytků (zejména chrástu), je patrná nevyrovnanost porostu, a to jak z hlediska vývinu, tak i zabarvení (obr. 4) (Zimolka a kol., 2006). Obr. 4: Deficit dusíku (Zimolka a kol., 2006) Projevy nadbytku dusíku Nadbytkem dusíku dochází k nadměrné tvorbě biomasy. Listy rostlin jsou tmavě zelené, velké. Porosty jsou přehuštěné a stébla jsou tenká a prodloužená, což je způsobeno tvorbou většího množství parenchymatických buněk na úkor sklerenchymatických, tím je snížena pevnost stébel a zvyšuje se náchylnost k poléhání 30

31 a k napadení houbovými chorobami. Redukuje se počet klasů a zrn v klasu. Zrna obsahují méně sacharidů, tuků, ale více bílkovin, čím se snižuje extraktivnost a zhoršuje se sladovnická kvalita (Zimolka a kol., 2006, Vaněk, 2007) Vliv dusíku na výnos a kvalitu ječmene, sladu a piva Dusík je nejvýznamnějším prvkem ve výživě a při hnojení ječmene. Je využíván k tvorbě výnosu i jakosti zrna. Stanovení dávky N se provádí dle obsahu N v půdě před setím, je také důležité brát v potaz mineralizaci organického dusíku po předplodinách. Ječmen je možné v průběhu vegetace dohnojit, ale v žádném případě se nesmí přehnojit (Zimolka a kol., 2006). Doporučená dávka dusíku pro výživu po předplodinách hnojených kejdou je do 30 kg N/ha a po zaorávce chrástu do 15 kg N/ha. Zvyšující se dávkou dusíku nabývá množství sklizeného zrna, optimální dávkou dusíku určenou z laboratorních pokusů je 60 kg N/ha (Richter, Bezděk, 1999). Je-li množství přístupného dusíku vyrovnané v průběhu různých růstových fází, může docházet ke snižování, ale i zvyšování obsahu dusíkatých látek. Velmi důležité je optimální množství dusíku v průběhu odnožování, kdy dochází k navyšování počtu stébel, výnosu a také ke zřeďovacímu efektu, kdy klesá obsah dusíkatých látek v zrnu. Naopak deficit dusíku v průběhu odnožování vede ke snížení výnosu (Klem a kol., 2010). Vyššími dávkami dusíku dochází ke snižování hmotnosti zrna a tím i výnosu. Další vliv vyšší dávky dusíku je snižování obsahu škrobu a extraktu a navyšování obsahu bílkovin v zrnu ječmene (Flašarová, Onderka, 1997). Zvyšující se dávky se projevovali i na mechanických, ale i chemických znacích. Navyšující se dávkou dusíku se zhoršovali hodnoty podílu plných zrn, hmotnosti tisíce zrn i objemové hmotnosti (Kandera, 1994). Vysoký příjem dusíku přispívá k jeho vyššímu obsahu v zrnu, navyšuje se podíl prolaminů, které prodlužují luštění zrna, a snižuje se obsah rozpustného dusíku (SACHER a kol., 1996). 31

32 Nízký obsah bílkovin v ječmeni se projeví prázdnější chutí piva, malou pěnivostí a nízkou stabilitou pěny. Naopak ječmen s vysokým obsahem bílkovin vede k tvorbě zákalů a špatně se čiří (PROKEŠ, 2000). 3.7 Síra ve výživě Síra patří k velmi významným esenciálním živinám, je nepostradatelná pro růst a metabolismus rostlin. Nedostatečné množství síry vede ke snížení výnosů, ale hlavně ke snížení kvality ječmene. Dochází ke snižování atmosférického zdroje síry, a tím dochází k výskytu deficitu síry v půdě a musí docházet ke změnám dávek hnojení, aby se nedostatku síry předešlo. Hnojení sírou se provádí nejčastěji ve spojení s dusíkatými hnojivy. Ječmen pro kvalitní úrodu v množství 5 7 t.ha -1 zrna musí odebrat z půdy cca kg S.ha -1 (Eriksen a kol., 1998) Dříve se tomuto problému nevěnovala pozornost, ale nyní vlivem odsíření to začíná být závažný problém. Je doporučováno, aby pro zvýšení kvality byla aplikována síra i v pozdějších fázích růstu, tím by mělo dojít ke snížení množství dusíku v zrnu a naopak příznivě ovlivnit extrakt ve sladu. Síra může i nepříznivě ovlivnit kvalitu piva, kdy za určitých podmínek, může vznikat v průběhu sladování dimethylsulfid, který nepříznivě ovlivňuje senzorickou kvalitu vyrobeného piva. Síra je nezbytná pro tvorbu sirných aminokyselin a bílkovin. Je součástí mnoha enzymů a sirných aminokyselin (methionin, cystein), bílkovin, hormonů, vitamínů (Kosař, Procházka, 2000). Ječmen je schopný přijímat významné množství síry ve formě oxidu siřičitého (SO2) prostřednictvím listů v podobě aerosolových částic a kyselých dešťů. Z půdy je přijímána ve formě síranů (SO4 2- ) (Šilar, 1973). Celkový obsah síry kolísá v půdě v rozmezí 0,01 2 % v závislosti na druhu horniny, obsahu humusu a jiných faktorech. Síra obsažená v půdě se vyskytuje v organické a anorganické formě (Fecenko, Ložek, 2000). Organická síra představuje % celkového obsahu síry v půdě. Nachází se v podobě rozmanitých sloučenin, jako jsou bílkoviny, polypeptidy, sirné aminokyseliny (methionin, cystein), cholinsulfát, sulfolipidy, sulfonové kyseliny a sulfátové polypeptidy. Podle reakce s organickými činidly se organická síra dělí na sirné sloučeniny redukované kyselinou jodovodíkovou (do této skupiny patří např. sulfonové 32

33 estery C-O-S) a sirné sloučeniny neredukované kyselinou jodovodíkovou (do této skupiny patří např. síra přímo vázaná na uhlík v sirných aminokyselinách) (Kertesz, Mirleau, 2004). Anorganická síra v půdě představuje % z celkového množství síry. Je zastoupena sulfidy (S 2- ), elementární sírou (S 0 ), thiosírany (S2O3 2- ), siřičitany (SO3 2- ), sírany (SO4 2- ) a sirovodíkem (H2S). Sírany, které je ječmen schopný přijímat se vyskytují buď jako vodorozpustná sůl v půdním roztoku nebo jako sírany absorbované na půdní koloidy. Jejich koncentrace se v průběhu roku mění v závislosti na atmosférických srážkách, intenzitě mineralizace organické síry, aplikací hnojiv, míře vyplavení, příjmu rostlinami a mikrobiální aktivitou. Nízké množství síranů jsou obvykle v zimě a jarním období (Ryant, 2002) Koloběh síry Zdroji obohacující půdu a rostliny o síru jsou atmosférické depozice, průmyslová a hospodářská hnojiva, podzemní a závlahová voda. Z atmosféry se síra dostává na zemský povrch, ale i na rostliny a vodní plochy suchou depozicí ve formě SO2 nebo mokrou depozicí jako SO4 2-, které dokáží rostliny přijímat listy. Oxid siřičitý se nejčastěji do ovzduší dostává spalováním fosilních paliv. Dalšími velmi významnými zdroji jsou hnojiva, ale i sírany rozpuštěné v podzemní a závlahové vodě (Vaněk a kol., 2007). V půdě probíhají přeměny organické síry a dochází k mineralizaci, imobilizace, sulfurikace a desulfurizace, které jsou ovlivněny aktivitou mikroorganismů a kvalitou organické hmoty. Při mineralizaci bílkovin a organických látek s obsahem síry dochází ke vzniku H2S a malého množství merkaptanů. Za přístupu kyslíku je okamžitě H2S oxidován sirnými bakteriemi (Thiobacillus, Thiotrix) přes elementární síru na H2SO4. Při oxidaci H2S je uvolňována energie, kterou využívají bakterie k redukci CO2 (Lecenko, Ložek, 2000). 2H2S + O2 2H2O + 2S 2S + 3O2 + 2H2O H2SO4 33

34 Za anaerobních podmínek dochází ke hromadění H2S v půdě. Sulfurikací dochází k postupné oxidaci redukované S až na H2SO4, přičemž opět dochází uvolňování energie (Kováčik a kol., 2011). SH - S S2O3 2- S4O6 2- SO4 2- Desulfurikace je naopak proces redukce síranů, siřičitanů a thiosíranů na H2S pomocí desulfurikačních bakterií (Desulfovibrio) (Kováčik a kol., 2011). H2SO4 H2SO3 H2S2O3 H2S K největším ztrátám síry dochází procesem vyplavování síranů a je ovlivněné několika faktory, kterými jsou druh půdy, vododržnost, klimatické a povětrnostní podmínky a hospodaření na půdě. Dalším důležitým faktorem ztráty síry z půdy je příjem půdního roztoku síranů kořeny rostlin. Dále k úbytku dochází na základě vypařování, povrchového odtoku a půdní erozí (Šimek, 2003). Obr. 5: Koloběh síry (Jez, a kol., 2008) Projevy nedostatku síry Nedostatek síry se projevuje obdobně jako u dusíku chlorózou, čili změnou zelené barvy listů na světlezelenou, zelenožlutou až na bledě žlutou. Na rozdíl od deficitu 34

35 dusíku se chloróza při deficitu síry rozvíjí od nejmladších listů. Při velmi silném deficitu dochází ke žloutnutí celé rostliny. Deficit se také projevuje nárůstem menších a užších listů, stébla ječmene jsou slabší a kratší. U ječmene také dochází nižšímu odnožování, vytváří se méně klasů s menším počtem zrn (Zimolka a kol., 2006). Projevem nedostatku je nejen nižší tvorba porostu, ale hlavně snížení výnosu zrna ječmene. V rostlinách se navyšuje množství rozpustného dusíku a dusičnanů. Nedostatkem síry se tlumí tvorba bílkovin v rostlinách, a také vzniká množství síry v proteinech. Všeobecně dochází k inhibici všech metabolických procesů. Deficit síry se projevuje především na lehkých písčitých půdách a v oblastech s nadbytkem dešťových srážek, kde jsou síranové ionty z půdy vymývány. Vizuální symptomy jsou informací, že rostliny jsou již v takovém stádiu, kdy u nich proběhly už nevratné změny, které nelze napravit hnojením (Zelený, Zelená, 1996). Obr. 6: Projev nedostatku síry na listech (Zimolka a kol., 2006) Projevy nadbytku síry V našich agrochemických podmínkách není nadbytek síry znám. Častější bývaly toxické otravy vysokou koncentrací oxidu siřičitého v ovzduší, kdy docházelo k rozkladu chloroplastů, následně listové nekróze a úhynu rostliny (Richter, Hlušek, 1999) 35

36 3.7.4 Vliv síry na výnos a kvalitu ječmene, sladu a piva Síra je také velmi důležitým prvkem ve výživě ječmene, jelikož ovlivňuje kvalitu ječmene. Optimální dávka síry je kg S/ha. Aplikace síry pozitivně působí na výnos zrna ječmene, a to již při nízkých dávkách hnojiva (Hřivna, a kol., 2010). Síra přispívá nejen ke zvýšení sklizně, ale přihnojování sírou v pozdějších fázích růstu ječmene, přispívá ke snížení obsahu dusíku, napomáhá k ukládání sacharidů a škrobu, a tím zvyšuje kvalitu sklizeného zrna. Negativitou je ovšem zvýšení barvy sladu, mladiny a zhoršená homogenita (Eriksen, a kol., 2002). Síra podporuje svojí nitrátreduktázou využití přijatého dusíku ve vegetativní části rostliny, čímž dochází ke snížení obsahu dusíkatých látek v zrnu ječmene. Naopak při deficitu síry dochází k silnému navyšování obsahu dusíkatých látek v obilce. Síra má významný vliv na kvalitu bílkovin, jelikož je nepostradatelná pro tvorbu sirných aminokyselin a jejím nedostatkem dochází ke snížení obsahu cysteinu a methioninu, které jsou významné pro tvorbu senzoricky aktivních látek v pivu (Hřivna, a kol., 2011). I síra je významná pro výrobu sladu a následně piva, jelikož je složkou mnoha těkavých látek, které dodávají pivu jeho typickou chuť. Jeho obsah je významný jen ve stopovém množství, protože má síra nízký práh detekce a při malém zvýšení jejího obsahu se negativně projevuje na senzorických vlastnostech (Hill, a kol., 2000). Významnou roli má síra nejen na kvalitu zrna ječmene, ale následně i z něho vyráběného sladu a piva. Síra je součástí sirných aminokyselin (methionin, cystein), které se zapojují do proteosyntézy. Nadměrnou koncentrací síry v zrnu může být negativně ovlivněna senzorická jakost piva. V průběhu sladování mohou z prekurzorů, kterými jsou S-methylmethioninu (SMM) a dimethylsulfoxidu (DMSO) vznikat dimethylsulfidy (DMS), které negativně ovlivňují chuť piva. Jejich obsah je ovlivňován podmínkami v průběhu hvozdění, kterými jsou teplotní průběh a doba hvozdění (Kosař, Procházka, 2000). 36

37 4 MATERIÁL A METODY 4.1 Materiál V průběhu let 2012 a 2013 byl založen maloparcelní polní pokus, ve kterém byl sledován účinek dusíkatých hnojiv a dusíkatých hnojiv se sírou při výživě jarního ječmene, odrůdy Bojos. Pokusy byly založeny na pozemcích patřících do katastru ZD Agrospol Velká Bystřice jako maloparcelkové. Pozemky se nachází v klimatickém regionu mírně teplém, mírně vlhkém. Půda je středně těžká, půdní typ hnědozem. Aktuální průběh povětrnosti v nejvýznamnějších měsících uvádí níže uvedené tabulky (tab. 4, tab. 5). Tab. 4 Průběh povětrnosti ( ) Měsíc Prům.teplota ( o C) Normál ( o C) Odchylka od normálu Srážky (mm) Normál (mm) Srážky % ( o C) Září 16,8 13,8 3,0 21,5 47,0 45,7 Říjen 9,2 8,7 0,5 29,7 36,0 82,5 Listopad 2,5 3,1-0,6 0,5 36,0 1,4 Prosinec 1,8-0,4 1,4 32,5 26,0 125 Leden 0,1-2,0 2,1 49,4 22,0 224,5 Únor -4,4-3,0-1,4 26,1 18,0 145 Březen 6,3 3,9 2,4 8 25,0 32 Duben 10,5 8,9 1,6 31,0 33,0 93,9 Květen 16,5 14,3 2,2 38,0 61,0 62,3 Červen 19,0 17,1 1, ,0 142,9 Červenec 21,2 18,9 2,3 84,2 71,0 118,6 Srpen 20,7 18,7 2,0 71,2 57,0 124,9 37

38 Tab. 5 Průběh povětrnosti ( ) Měsíc Průměrná Normál o C Odchylka Srážky Normál Srážky teplota o C od normálu (mm) (mm) % o C Září 15,6 13,8 1,8 82,2 47,0 174,9 Říjen 8,6 8,8-0,2 66,8 32,6 205 Listopad 6,1 3,4 2,7 22,4 35,9 62 Prosinec -2,3-1 -1,3 33,3 28,1 119 Leden -2,1-2,5 0,4 26,5 21,9 121 Únor 0-0,7 0,7 43,4 18,1 240 Březen 0,8 3,5-2,3 55,5 27,8 200 Duben 9,7 9,5 0,2 41,8 29,8 140 Květen 13,8 14,6-0,8 112,7 63,8 177 Červen 17,3 17, ,3 171 Červenec 21,2 19,4 1,8 1,2 71,4 2 Srpen 19,6 19,1 0,5 87,7 62, Charakteristika použité odrůdy Použitá odrůda Bojos je polopozdní odrůdou s velmi dobrou odnoživostí. Rostliny této odrůdy jsou středně dlouhé s dlouhým klasem, středně hustým a v plné zralosti háčkujícím. Zrno je velké s vysokou HTZ a jemně vrásčitou pluchou. Vytváří stabilně vysoký výnos ve všech výrobních oblastech i ročnících s vysokým podílem předního zrna. Ze zdravotního stavu se vyznačuje dobrou odolností k poléhání a lámání stébla, a také k padlí travnímu. Střední odolnost má vůči hnědým skvrnitostem a ke rzi ječné, citlivější je k rhynchosporiové skvrnitosti. Odrůda Bojos je klasifikována VÚPS jako odrůda s výběrovou sladovnickou kvalitou vhodnou jak pro výrobu Českého piva, tak pro zahraniční zpracovatele Charakteristika použitých hnojiv Ledek amonný s vápencem (LAV) je dusíkaté hnojivo s obsahem dusíku 27 %, z poloviny tvořené formou amonnou a z poloviny nitrátovou. Hnojivo je vyrobeno ze 38

39 směsi dusičnanu amonného s jemně mletým vápencem tvořící bílé až světle hnědé granule. Jeho použití je možné jak pře setím, tak k přihnojování během vegetace. Síran amonný (SA) je granulové ve vodě snadno rozpustné dusíkaté hnojivo a obsahem síry. Obsah dusíku je 20,3 %, který je z 95 % ve formě amoniakální a z 5 % dusičnanové. Síra je ve formě síranové a její obsah je 24 %. Síran amonný je bílé až našedlé barvy, používá se při jarní přípravě půdy, kdy snižuje její ph. DASA je dusíkaté hnojivo s obsahem síry, jejímž základem je ledek amonný se síranem amonným. Je vyráběno ve formě bílých až světle hnědých granulí s obsahem dusíku 26 % a síry 13 %. Používá se k základnímu hnojení nebo k přihnojování v době vegetace a je vhodné pro plodiny s vyššími nároky na spotřebu síry. DAM je vodný roztok dusičnanu amonného a močoviny, který obsahuje 30 hmotnostních % dusíku nebo 39 objemových % dusíku. Z poloviny je dusík ve formě amidové a zbytek je ve formě nitrátové a amonné. DAM je čirá netěkavá kapalina s korozivními účinky. DAM se používá k základnímu hnojení obilovin na jaře i na podzim, dále k přihnojování obilovin během vegetace, a také k urychlení rozkladu zaorané slámy. SAM je vodný roztok síranu amonného a močoviny. Hnojivo SAM se výrazně neliší svými vlastnostmi od kapalného dusíkatého hnojiva DAM a využívá se také k základnímu hnojení ke všem plodinám, k přihnojování během vegetace a k urychlení rozkladu zaorané slámy. Elementární síra (S) je dodávána jako čistý pevný prášek, vločky nebo granule, které jsou ve vodě nerozpustné, jen se zvlhčujícími prostředky jsou schopné suspendovat ve vodě. Rostliny ji nejsou schopny vstřebávat listy ani kořeny. Aby mohla být síra využita, musí být nejprve mikroorganismy oxidována na sulfáty. Elementární síra se využívá nejen jako hnojivo, ale působí i fungicidně. 39

40 4.2 Metodika Schéma pokusu Setí pokusu v jednotlivých letech probíhalo za zcela odlišných podmínek. V prvním roce trvání pokusu byl ječmen zasetý ve 3. dekádě měsíce března. V následujícím roce až o měsíc později. To se projevilo i v následujících opatřeních (tab. 6). Tab. 6: Ošetření porostu během vegetace Plodina ječmen jarní ječmen jarní Odrůda Bojos Bojos Předplodina cukrovka cukrovka Datum setí Výsevek 4 MKS 4 MKS Mustang Forte Moddus Cerone 480SL Rafan Lynx Pro pokus byla použita odrůda ječmene jarního Bojos, po předplodině cukrové řepě (zaoraný chrást). V rámci pokusu byly zvoleny 2 úrovně hnojení dusíkem 30 a 50 kg N.ha -1, dávka síry byla u jednotlivých variant odlišná. Aplikace hnojiv proběhla ve dvou termínech tj. dvou růstových fázích (DC 13 a DC 31). V době vzcházení porostu (DC 13) byla aplikována tuhá dusíkatá hnojiva (LAV), tuhá dusíkatá hnojiva se sírou (SA a DASA) a kapalná dusíkatá hnojiva se sírou (SAM) (Obr. 7-8). Současně bylo na variantách provedeno hnojení elementární sírou. Tuhá hnojiva byla po aplikaci částečně zapravena do půdy (Obr. 9). Druhá aplikace hnojiv pak proběhla v období počátku sloupkování porostu (DC 31) u variant s vyšší dávkou dusíku a to hnojivy kapalnými (DAM a SAM). Aplikace hnojiv v jednotlivých variantách pokusu a schéma hnojení je uvedeno v tabulce 7. 40

41 tab. 7: Schéma hnojení ječmene Termín aplikace Po vzejití (DC 13) Počátek sloupkování (DC 31) Celkem (kg.ha -1 ) Varianta Typ N Typ hnojiva N N S Kód hnojiva (kg.ha -1 ) (kg.ha -1 ) 1 kontrola K0 2 LAV N1 3 LAV DAM N2 4 SA N1S1 5 SA 30 SAM N2S2 6 DASA N1S1 7 DASA 30 SAM N2S2 8 SAM N1S1 9 SAM 30 SAM N2S2 10 LAV + S N1S1 11 LAV + S1 30 DAM N2S1 12 LAV + S N1S2 13 LAV + S2 30 DAM N2S2 Pozn.: LAV 27 - ledek amonný s vápencem (27 % N, 20 % Ca), SA - síran amonný (20,3 % N, 24 % S), DASA (26 % N, 13 % S), DAM=DAM 390 dusičnan amonný s močovinou (30% N), SAM=SAM 240 síran amonný s močovinou (24% N, 8% S), S1,S2 - elementární síra (1, 2 - značí velikost dávky). Obr. 7-8: Stav porostu při první aplikaci hnojiv 41

42 Každá z variant byla založena ve čtyřech opakováních, velikost parcel brutto 21,6 m 2. Porost ječmene byl sklizen v plné zralosti maloparcelní sklízecí mlátičkou Wintersteiger a byly odebrány vzorky pro laboratorní rozbory. Obr. 9: Zapravování tuhých hnojiv do půdy Přehled prováděných analýz Byla provedena vegetační pozorování, kdy během vegetace byla provedena pravidelná kontrola porostu a v roce 2012 byl stanoven počet produktivních odnoží. U všech variant byl stanovený výnos zrna a jeho kvalita. Stanovena byla objemová hmotnost (obilní měřič), přepad zrna nad sítem 2,5 a 2,8 mm (Steineckerovo prosévadlo), obsah N-látek (dle Kjeldahla) a škrobu (dle Ewerse). Výpočtem byl poté stanoven tzv. podíl plných zrn, tj. zrn, ze kterých se vyrábí slad. Zrno bylo zesladováno. Byly stanoveny vybrné parametry sladu, a to extrakt sladu a obsah N-látek ve sladu Vyhodnocení výsledků Získané výsledky byly zpracovány do tabulek a grafů. Rozdíly mezi jednotlivými variantami i ročníky byly vyhodnoceny metodou vícefaktorové analýzy variance s následným testováním průkaznosti rozdílů dle Tukeye, Stávková, Dufek (2005). Hodnocení bylo provedeno za využití software STATISTICA 10.0 (StatSoft, Inc.). 42

43 5 VÝSLEDKY A DISKUZE 5.1 Vegetační pozorování V roce 2012 bylo provedeno vegetativní pozorování. Pozornost byla zaměřena na hodnocení počtu produktivních odnoží. Z grafu 1 vyplývá, že nejvyšší počet produktivních odnoží byl zaznamenán u varianty č. 10, kde byla použita ke hnojení kombinace LAV 27 s elementární sírou (30kg N + 30kg S /ha), naopak nejnižší počet odnoží byl pozorován u varianty 2 po aplikaci nižší dávky N v LAV 27 (30kg N/ha) a u varianty 9 po aplikaci vyšší dávky N v SAM (50kg N/ha + 16kg S/ha). Nemůžeme tedy potvrdit stanovisko, které uvádí např. Eriksen (1998), že aplikace síranové síry zvyšuje počet produktivních odnoží. Vzhledem k tomu, že se ale jedná o výsledky pouze jednoleté, nelze je přeceňovat. Graf 1: Počet produktivních odnoží 5.2 Výnos Jak můžeme pozorovat z grafu 2, v roce 2012 byl výnos zrna ječmene téměř o tunu vyšší než v roce Zatímco v 1. roce bylo dosaženo průměrného výnosu 8,48 t/ha, ve druhém roce to bylo pouze 7,66 t/ha. Vliv ročníku tedy můžeme považovat za statisticky průkazný. To koresponduje i s výsledky celé řady dalších autorů (Zimolka a kol., 2006, Prugar a kol., 2008 nebo Hřivna, Cerkal 2004). 43