Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu"

Transkript

1 Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r.o. Troubsko Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko Odbor rostlinolékařství ČAZV Pícninářská komise ORV ČAZV Agrární komora ČR Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu

2 2

3 Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r.o. Troubsko Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko, Odbor rostlinolékařství ČAZV, Pícninářská komise Odboru rostlinné výroby ČAZV, Agrární komora ČR Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění, ochraně rostlin a zpracování produktů Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Editor: Ing. Barbora Badalíková Ing. Jaroslava Bartlová, Ph.D. Organizační výbor: Ing. Barbora Badalíková - předseda Ing. Jaroslava Bartlová, Ph.D. Ing. Pavel Kolařík Ing. Jaroslav Lang Ing. Karel Vejražka, Ph.D Mgr. Tomáš Vymyslický Vědecký výbor: RNDr. Jan Nedělník, Ph.D. - předseda Ing. Barbora Badalíková doc. Ing. Bohumír Cagaš, CSc. Ing. Jaroslav Čepl, CSc. RNDr. Jan Hofbauer, CSc. Ing. Miroslav Hochman Ing. Pavel Kolařík Ing. Slavoj Palík, CSc. Ing. Jan Pelikán, CSc Ing. Karel Vejražka, Ph.D. Mgr. Tomáš Vymyslický Příspěvky byly recenzovány členy vědeckého výboru Doporučná citace příspěvků: Autoři příspěvků: Název příspěvku. Úroda 12, 2013, vědecká příloha, s. od do ISSN

4 OBSAH Nedělník J.: Úvodní slovo... 9 Sekce Šlechtění Referáty Dotlačil L.: Význam a využívání genetických zdrojů ve šlechtění - 20 let národního programu pro genofondy rostlin Čurn V., Jozová E., Kučera V.: Využití molekulárních markerů ve šlechtění řepky možnosti a perspektivy Dostálová R., Ondřej M., Ondráčková E., Pavelková M., Huňady I., Hasalová I., Trojan R.: Vývoj resistentních linií hrachu s využitím konvenčních a molekulárních metod Ovesná J., Stavělíková H., Svobodová L., Horníčková J., Velíšek J.: Akumulace cysteinsulfoxidu a selenu v česneku (Allium sativum L.) Votavová A., Ptáček V.: Harmonogram chovu čmeláka zemního (Bombus terrestris L.) pro opylování různých druhů plodin Bláha L., Janovská D., Vyvadilová M., Heřmanská A., Pazderů K.: Význam vlastností semen a kořenů pro produkci rostlin Sekce Rostlinolékařství Hortová B., Palicová J., Strejčková M., Cholastová T., Nedělník J.: Vliv intenzity mulčování na množství mikroskopických hub ve vzduchu Cholastová T., Hortová B., Palicová J.: Zhodnocení spektra hub rodu fusarium na trvalých travních porostech s využitím druhově specifické PCR Frydrych J., Cagaš B., Kolařík P., Rotrekl J., Barták M.: Biodiverzita hmyzu se zaměřením na škůdce v mulčovaném a nemulčovaném travním systému Winkler J., Svoboda M.: Vliv rozdílného hospodaření se slámou na druhovou diverzitu plevelů Sekce Technologie pěstování plodin a ekologie Plíva P., Kovaříček P., Vlášková M.: Technologie kompostování zbytkové biomasy ze zemědělské činnosti Pačuta V., Molnárová J., Černý I., Kašičková I.: Plyv Ročníka, odrody a listových bioprípravkov na úrodu a kvalitu repy cukrovej Molnárová J., Pačuta V.: Vplyv listovej výživy a stimulátora rastu na výšku a kvalitu úrody zrna jačmeňa siateho

5 Lang J.: Srha laločnatá v jetelovinotravních směsích Středová H., Mužíková B., Středa T.: Dlouhodobý vývoj klimatických faktorů výskytu větrné eroze Cenklová V.: Charakterizace půdních poměrů vybraných lokalit přirozených lesních společenstev JZ okraje Nízkého Jeseníku Sekce Kvalita a zpracování produktů Houdek I., Kohoutek A., Odstrčilová V.: Kvalita víceletých pícnin a travních druhů při postupné sklizni Štočková L., Bradová J.: Nový přístup k hodnocení glykemického indexu na principu analýzy stravitelnosti sacharidů Třináctý J., Nedělník J., Lang J., Loučka R., Kučera J., Jambor V.: Kvalita škrobu kukuřičných hybridů ve výživě dojnic Vaculová K., Milotová J., Zavřelová M., Kýhos K.: Změny v podmínkách skladování zrnin a jejich vliv na ukazatele klíčivosti, vitality a obsahu základních živin v semenech Šottníková V., Kučerová J., Umiraliyeva L., Gregor T., Hřivna L., Jůzl M.: Porovnání jakostních rozdílů bio vína a vína z konvenčního pěstování Němečková I., Kejmarová M., Chramostová J., Roubal P., Laknerová I., Gabrovská D, Holasová M., Fiedlerová V., Ouhrabková J., Winterová R.: Šťávy z mrkve a červené řepy jako základ funkčních nápojů Sekce Šlechtění Postery Brabcová A., Bárta J., Bártová V., Horáčková V.: Stanovení aktivity fosfolipasy A2 u bílkovin patatinového komplexu purifikovaných z hlíz vybraných druhů brambor Havlíčková L., Jelínková I., Chikkaputtaiah C., Prášil I.T., Urban M. O.: Studium exprese genů spojených s abiotickým stresem u řepky Jozová E., Havlíčková L, Čurn V. : Molekulární přístup k hodnocení genetických zdrojů řepky Knotová D., Pelikán J.: Porovnání hospodářských výnosů českých odrůd vojtěšky seté Kopecký P., Cenklová V.: Studium odolnosti vybraných genotypů kapusty kadeřavé vůči nádorovitosti brukvovitých Kučera V., Vyvadilová M., Klíma M.: Šlechtění žlutosemenné ozimé řepky (Brassica napus L.) Lošák M., Ševčíková M.: Hodnocení produkčních vlastností genetických zdrojů jílku vytrvalého Ovesná J., Leišová-Svobodová L., Kučera L.: Možnosti identifikace odrůd česneku pomocí analýzy mikrosatelitů Papoušková L., Dvořáček V., Faměra O., Dotlačil L.: Reologické hodnocení u souboru genetických zdrojů pšenice z kolekcí genové banky

6 Pelikán J., Knotová D., Raab S.: Výnosy zelené hmoty a sena českých a slovenských odrůd diploidního jetele lučního Sekanina P., Štiasna K., Vyhnánek T., Trojan V., Bartoš J., Havel L.: Sekvenční analýza genů z biosyntetické dráhy antokyanů pšenice Urban M. O., Vítámvás P., Klíma M., Prášil Ilja T.: Vliv nedostatku vody na vybrané fyziologické parametry u řepky olejky Sekce Rostlinolékařství Bezděková K., Šafránková I., Cerkal R.: Působení vybraných fungicidů na výskyt hub r. Fusarium v klasech ječmene jarního Hrudová, E., Tóth, P., Seidenglanz, M., J., Havel, J.: Mapy výsledků testování populací blýskáčka řepkového na rezistenci k insekticidům nový zdroj informací pro zemědělce Chovancová S.: Odhad škodlivosti plevelů v ozimé pšenici Jakabová L.: Druhové spektrum plevelů vinic v kultivovaném meziřadí Jonášová K.: Vliv hustoty porostu máku setého na polní plevele Kamenová A., Bárta J., Bártová V.: Postup izolace frakcí extracelulárních proteinů hlíz bramboru hlíznatého (Solanum tuberosum L.) Kolařík, P., Rotrekl, J., Barták, M., Krupauerová, A., Volková P.: Biodiverzita hmyzu v porostech vojtěšky seté (Medicago sativa L.) při porovnání dvou pěstitelských technologií Petrželová I., Dušková E., Dušek K.: Monitoring chorob a škůdců v polních porostech genetických zdrojů léčivých, aromatických a kořeninových rostlin (LAKR) Plachká E., Poslušná J., Macháčková I.: Skleníkové a polní inokulace řepky olejky patogeny Sclerotinia sclerotiorum a Leptosphaeria spp Poslušná J., Plachká E.: Monitoring výskytu bílé hniloby řepky na Šumpersku a Opavsku v letech Svoboda J.: Studium kinetiky infekce zymv ve vybraných druzích cuket Svoboda J.: Hodnocení účinnosti přenosu ZYMV semeny Infikovaných rostlin čeledi Cucurbitaceae Šmahel P., Kolaříková E.: Regulace plevelů v semenných porostech jetele zvráceného, perského (Trifolium resupinatum L.) Vrbovský V., Endlová L.: Vliv glukosinolátů obsažených v řepce ozimé na vybrané škůdce Winkler J., Horák O.: Vyhodnocení zaplevelení vybraných polních plodin v provozních podmínkách Žabka M., Pavela R.: Skrining antifungálních vlastností vybraných rostlinných extraktů Sekce Technologie pěstování plodin a ekologie Badalíková B., Bartlová J.: Zjištění změn půdních parametrů při různém zpracování půdy a aplikaci digestátu

7 Badalíková B., Šafránková I.: Mikrobiální aktivita v půdě a výskyt patogenů po zapravení štěpky z vinné révy Brtnický M., Hladký J., Řeháčková K., Kučerová J., Hammerová A., Kynický J.: Vliv vodní eroze na ph ornic černozemí Hustopečska Doležalová I., Jelínková M., Duchoslav M.: Roketa a rukola srovnání metod pěstování a výnosových parametrů Frydrych J., Andert D., Gerndtová I.,Volková P., Juchelková D., Raclavská H., Zajonc O.: Výzkum a využití travní fytomasy pro energetické účely Haberle J., Svoboda P., Raimanová I., Prohasková A.: Vliv zásobení vodou na vybrané kvalitativní parametry zrna odrůd ozimé pšenice Hladký J., Kynický J., Bartlová J., Kučerová J., Hammerová A., Brtnický M.: Vliv vodní eroze na zrnitostní složení ornic černozemí Hustopečska Holubec V., Paprštein F., Řezníček V., Dušek K.: In situ a on farm konzervace krajových forem rostlin Hakl J., Hrevušová Z., Nerad D.: Vývoj druhového složení směsi pro opylovače v průběhu dvou let od založení Klimešová J., Středa T.: Root:shoot ratio odrůd ječmene v různých vlhkostních Podmínkách Kozlovsky-Dufková J.: Stanovení intenzity eolické eroze na těžkých půdách Kurešová G., Haberle J.: Vliv zásobení vodou na obsah dusíku v zrnu odrůd pšenice ozimé Lukas V., Dryšlová T., Neudert L., Edrees M., Novák J.: Hodnocení porostů pšenice ozimé na základě kontaktního a bezkontaktního spektrálního měření Macháč R., Smočková M.: Vliv způsobu výživy a ošetřování na zaplevelení porostů trav na semeno v ekologickém zemědělství Mašíček, T., Toman, F., Jandák J.: porovnání infiltrační schopnosti hnojené a nehnojené orné půdy Neudert L., Malík S.: Posklizňové zbytky při různém zpracování půdy Novák J., Marada P., Dušková S., Křen J.: Statistické hodnocení velikostní struktury pozemků dle LPIS Pospíšil J., Červinka J.: Energetická náročnost údržby extrémně svažitých ploch Pospíšilová L.: Vliv aplikace kompostu na půdní reakci kambizemě Raimanová I., Kurešová G.: Vliv podmínek prostředí a listové výživy na stárnutí listů během procesu tvorby zrna u pšenice Semanová I., Vymyslický T.: Výsledky monitoringu trávnych porastov vybraných hrádzí rybníkov, riek a poldrov Strašil Z.: Navrhovaná rajonizace zemědělské půdy pro ovsík vyvýšený Arrhenatherum elatius (L.) J. Presl & C. Presl v podmínkách ČR Svoboda P.: Růst kořenů ozimé pšenice za různých vlhkostních podmínek

8 Svoboda M., Červinka J.: Utužení půdy vlivem pojezdů traktoru a zemědělského stroje Svobodová A., Majer V., Kasal P., Vejchar D.: Vliv různých způsobů aplikace minerálních dusíkatých hnojiv u brambor na vývoj porostu, výnos hlíz a obsah nitrátů v hlízách Svobodová M., Mrkvička, J., Fučík P., Šantrůček J.: Využití travních porostů a koncentrace živin v píci Ševčíková M.1, Lošák M.: Hodnocení okrasných kultivarů prosa prutnatého (Panicum virgatum L.) Vach M., Hýsek J.: Působení nových biopreparátů a zpracování půdy na produkci a zdravotní stav pšenice ozimé Vach M., Strašil Z.: Hodnocení rozdílného zpracování půdy a hnojení N na výnosy jarního ječmene Vlček V., Hybler V., Pospíšilová L.: Ověření vhodnosti vybraných pedotransferových funkcí pro stanovení bodu vadnutí v provozních podmínkách Sekce Kvalita a zpracování produktů Bjelková M., Schulzová V., Hajšlová J., Jurčík M., Šmirous P.: Výtěžnost oleje, obsah luteinu, secoisolariciresinolu a kyanogenních glykosidů u odrůd olejného lnu Cwiková O.: Mikrobiologická jakost těstovinových a zeleninových salátů Endlová L., Vrbovský V., Pastrňák J.: Minimalizační postupy stanovení obsahu mastných kyselin v řepce Erban V., Eichlerová E., Valenta T., Rysová J., Vaculová K., Gabrovská D.: Pekařské kvasy na bázi ječmene a jejich stabilita Hartman I., Helánová, A.: Výsledky průzkumu jakosti ječmene sklizně 2012 v ČR podle odrůd a regionů Kučerová J., Šottníková V.: Kvalitativní rozdíly lisovaných a válcovaných těstovin Laknerová I., Mašková E., Fiedlerová V., Holasová M., Winterová R., Ouhrabková J., Vaculová K., Martinek P., Dvořáček V., Ehrenbergerová J.: Využití netradičních forem obilovin v pekárenských výrobcích obohacených kyselinou listovou Štočková L., Holubec V.: Kvalita plodů planých ekotypů zimolezu kamčatského (Lonicera kamchatica Sevast., Pojark.) v klimatických podmínkách ČR Švec I., Hrušková M., Jurinová I.: Technologická kvalita kompozitních směsí pšeniceječmen-konopí Erban V., Eichlerová E., Valenta T.: Charakteristika některých mikroorganismů izolovaných z fermentovaných zeleninových šťáv

9 9

10 ÚVODNÍ SLOVO Recenzovaná publikace typ výzkumného výsledku, ke kterému je v poslední době vedena bouřlivá diskuze nejen ve výzkumných kruzích, ale také s uživateli výsledků. Ti, kteří navrhovali novou metodiku hodnocení výsledků výzkumu pro budoucí léta recenzovanou publikaci, zřejmě nepovažují za ten správný výsledek a kladou důraz na publikace v impaktovaných časopisech, které jsou z velké části psány v jiném než našem mateřském jazyce. Vědecká impaktovaná publikace má bezesporu nezastupitelné místo jako jeden z hlavních informačních kanálů sdělujících výzkumný výsledek. Je to ale výsledek, který je spektrem svých čtenářů značně omezen a proto dle názoru autora tohoto úvodního slova je třeba pro široké spektrum uživatelů z řad farmářů, šlechtitelů, potravinářů výsledky transferovat i formou recenzovaných publikací. Vyřazování recenzovaných publikací z metodiky hodnocení proto považuji za zásadní chybu. Přece základním posláním aplikovaného výzkumu je rychlý přenos výsledků do uživatelské praxe a k tomu tyto typy publikací také slouží. Věřím a doufám, že předkládaný soubor recenzovaných publikací prezentovaných již tradičně v podzimním období na mezinárodní konferenci pořádané Výzkumným ústavem pícninářským, spol. s r.o. a Zemědělským výzkumem, spol. s r.o. Troubsko ve spolupráci s dalšími partnery včetně Agrární komory ČR bude pro Vás, čtenáře časopisu Úroda, zajímavým zdrojem informací. Několik desítek prací z nejrozličnějších oborů, které tvoří základ zemědělství a potravinářství, od autorů z výzkumných organizací, univerzit, firem poskytujících služby pro zemědělství je částečným odrazem současného českého zemědělského aplikovaného výzkumu. Doufám, že ne odrazem špatným. Domnívám se, že distribuce několika tisíc CD s těmito publikacemi umožní čtenářům seznámit se s výsledky zemědělského výzkumu. Byl bych rád, kdyby zde byla i užší zpětná vazba mezi výzkumníkem a uživatelem, protože ve vzájemné diskuzi lze najít zajímavá témata, která trápí praxi a v jejichž řešení by výzkum mohl přinést nové impulsy. Závěrečným odstavcem chci poděkovat všem autorům, všem recenzentům, všem partnerům, kteří umožnili vydání tohoto CD, včetně projektu OPVK Podpora transferu inovací v zemědělství, potravinářství a oblasti bioenergií do praxe, který již ve svém názvu má to, o co se tento soubor publikací bude snažit. Tím je rychlý transfer nových poznatků. Závěrečné poděkování patří nakladatelství Profi Press, s.r.o. za dlouhodobou spolupráci při vydávání těchto recenzovaných publikací. Jan Nedělník 10

11 11

12 VÝZNAM A VYUŽÍVÁNÍ GENETICKÝCH ZDROJŮ VE ŠLECHTĚNÍ - 20 LET NÁRODNÍHO PROGRAMU PRO GENOFONDY ROSTLIN Value of genetic resources and their utilization in breeding-20 years of the national programme for plant genetic resources Dotlačil L. Výzkumný ústav rostlinné výroby v.v.i., Praha Abstrakt Ve světových kolekcích je shromážděno 7,4 mil. GZ, dostupnost GZ pro uživatele garantují mezinárodní smlouvy. V ČR má práce s GZ rostlin dlouhou tradici; od roku 1993 je garantována MZe ČR prostřednictvím Národního programu pro GZ (NP), který má od roku 2003 oporu v zákoně o GZ 148/2003. V národních kolekcích je shromážděno 52 tis. GZ o které pečuje v rámci NP 12 institucí ; koordinaci NP zajišťuje VÚRV v.v.i. Praha, který je rovněž provozovatelem informačního systému GZ EVIGEZ a genové banky semen, kde je uloženo 95% všech semeny množených GZ, kterých je 41,8 tis. Dokumentace a hodnocení GZ zvyšuje jejich hodnotu pro uživatele; ročně je poskytováno cca 3-8 tis.gz, z toho 1/3 do zahraničí. Stále významnější úlohu má mezinárodní spolupráce. Klíčová slova: genetické zdroje, Národní program, služby uživatelům, mezinárodní spolupráce Abstract There are 7.4 milion GR maintained in the world collections access to which is quaranteed by international agreements.in the Czech Republic the work on GR has a long tradition; since 1993 all the work is carried out in the framework of the National Pregramme for Plant GR (NP). Since 2004 the NP has been established by the Act 148/2003. Nnational collections of GR include 52 th. GR and they are placed in 12 institutions. CRI Prague provides coordination of NP as well as services of information system EVIGEZ and seed gene bank, where 41,8 thousand seed samples are conserved (95% of all seed-propagated accession). Documentation and evaluation of GR increase the value of GR for users they ask for about 3-8 thousand GR annually. Increasingly important is international collaboration. Key words: genetic resources, National Programme, services to users, international collaboration Úvod Již s počátky zemědělství začal člověk v rámci domestikovaných druhů vybírat formy zemědělských plodin, které nejlépe splňovaly jeho nároky na zajištění potravy a surovin (Simmonds 1976). Tento výběr, zprvu neuvědomělý, vedl ke zlepšování zemědělských plodin. Domestikací, výběrem a v moderní době zejména záměrným šlechtěním se podařilo podstatně změnit biologické a zejména hospodářské vlastnosti a znaky zemědělsky využívaných druhů, zvláště pak výrazně zvýšit jejich produktivitu a zpravidla i kvalitu produkce. Zemědělské plodiny tvoří jen nepatrnou část druhového spektra rostlin. Podle údajů FAO (1995, 1998) jen asi 7 tisíc druhů bylo uvedeno do kultury nebo je sbíráno pro potravu. Pouze asi 100 druhů rostlin patřících k 37 rodům je označováno jako významné plodiny ( major crops ). Dalších 811 druhů bývá označováno jako minoritní plodiny. Pěstováním a šlechtěním však vznikla v rámci těchto druhů obrovská vnitrodruhová genetická diverzita, reprezentovaná šlechtěnými a krajovými odrůdami a jiným genetickým materiálem a označovaná jako genetické zdroje (GZ). Genetická diverzita zemědělských plodin má základ v jejich planých předcích a primitivních formách a vyvíjela se v průběhu jejich pěstování, kde výběrem a vlivy prostředí vznikala široká škála krajových odrůd. Tyto krajové (místní) odrůdy se koncem devatenáctého a začátkem dvacátého století staly výchozím 12

13 materiálem pro šlechtění, které již využívá poznatky genetiky a možnosti nových technologií (Jarvis et al. 2006). Odhaduje se, že ve světě je v ex situ kolekcích shromážděno asi 7,4 mil. položek GZ, z toho třetina v Evropě. Většina GZ je uchovávána v národních genových bankách (83%), následují Mezinárodní centra pro zemědělský výzkum (CGIAR), kde je uloženo cca 11% světových genofondů (FAO, 1998, 2001).. Od počátků vědecky založeného šlechtění uplynulo jedno století a šlechtění se stává rozhodujícím faktorem dalšího rozvoje zemědělství. Na rozdíl od zvyšování vstupů hnojiv a pesticidů nové odrůdy naopak pomáhají negativní vlivy zeměěděství na živitní prostředí snižovat (šlechtění na rezistenci ke stresům a lepší odezvu na podmínky pěstování). Fyziologické limity šlechtění na zvyšování výnosů a kvality produkce jsou velmi vzdálené a náklady šlechtění jsou relativně nízké ve srovnání s dříve uvedenými vstupy. Podmínkou dalšího pokroku ve šlechtění je však existence a dostupnost genetických zdrojůnenahraditelných pro genetické zlepšování plodin a rozšířování jejich genetické diversity. Zásadní význam pro šlechtění má dále rozvoj omics technologií a jejich aplikace při studiu genofondů a ve šlechtitelském procesu. Zavedení a využívání těchto metod je charakteristické pro novou éru šlechtění, která nejen urychlí a zefektivní tvorbu nových odrůd, ale umožní dosáhnout i zcela nových šlechtitelských cílů. Pro plné uplatnění přínosů nových odrůd a technologií a zajištění potřeb lidstva je ovšem potřebné i jejich globální rozšíření a využívání i v rozvojovém světě. Jak uvádí FAO (2011), v současné době pokrývá produkce pouze 30 plodin 95% energetické potřeby lidstva, z toho čtyři plodiny (rýže, pšenice, kukuřice a brambory) pokrývají 60% této potřeby. Velmi úzký druhový základ světové potravinové bezpečnosti je vážným důvodem pro uchování a efektivní využívání nejen obrovské vnitrodruhové diversity plodin, ale i pro širší využívání diversity mezidruhové (opomíjené a minoritní plodiny, nové druhy plodin). Materiál a Metody Práce vychází z analýzy dostupných dat a relevantních informací které poskytla řešitelská pracoviště Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů rostlin a agrobiodiversity. Data o genetických zdrojích rostlin (GZ) ve světě lze nalézt zejména ve II. Zprávě FAO o stavu světových genetických zdrojů rostlin (FAO, 2010) a v dalších citovaných pracích). Informace o historii a současnosti práce s genetickými zdroji v ČR byly čerpány zejména z výročních zpráv a publikací účastníků Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agrobiodiversity. Převážná část uváděných informací je založena na výsledcích zpracovaných v pravidelných Výročních zprávách za N8rodní program. Shromážděná data byla analyzována s cílem poskytnout aktuální informaci o stavu práce s GZ a jejich využití, zvýšit povědomí veřejnosti o významu a hodnotě GZ. Práce přibližuje odborné veřejnosti rovněž aktivity a význam Národního programu jako standardního nástroje péče o genofondy ve většině států světa a spolupráci, nutnou pro zachování a efektivní využívání GZ a biodiverzity v globálním měřítku. Metodika Národního programu je dostupná na URL: Výsledky a diskuze Genetické zdroje rostlin Jako genetické zdroje rostlin je označován široký soubor biologických materiálů, který zahrnuje šlechtěné a krajové odrůdy, šlechtitelské a experimentální linie a plané příbuzné druhy; tyto materiály tvoří genofond druhu. Tyto GZ jsou jedinečným a nenahraditelným zdrojem genů pro další zlepšování biologického a hospodářského potenciálu zemědělských plodin a pro podporu a zachování agrobiodiversity (FAO, 2010). 13

14 Nejširší genetickou diversitu lze nalézt u příbuzných planých druhů a primitivních forem zemědělských plodin; jsou proto stále více využívány pro získání nových genů (např. rezistence) a rozšiřování genetického základu odrůd. Jejich význam stoupá s rostoucí potřebou využití nové genetické diversity ve šlechtění a s technologickým pokrokem, který umožňuje cílený přenos cenných genů, bez jiné nežádoucí genetické výbavy. Krajové odrůdy, zpravidla vznikaly jednoduchým empirickým výběr pod dlouholetým působením specifických (regionálních) půdních a klimatických podmínek a pěstebních technologií (Maxted et al., 2011). Jsou proto dobře adaptované k vyskytujícím se stresům a pěstitelským podmínkám, jsou však i zdrojem cenných genů, které již nejsou zastoupeny u šlechtěných odrůd (např. v důsledku negativní vazby s výnosem, který je dlouhodobě hlavním šlechtitelským kriteriem). Jejich význam pro šlechtění se proto zvyšuje (adaptace k prostředí a abiotickým stresům, výnosová stabilita, specifická kvalita) a lze očekávat zájem zejména s rozvojem genomiky a poznáním jejich genetické výbavy. Ve světových genofondech dosahuje podle odhadů zastoupení krajových odrůd 44%. Šlechtěné odrůdy a genetické linie reprezentují již užší genetickou diversitu, která odpovídá šlechtitelskému výběru na několik nejvýznamnějších znaků a požadavkům na uniformitu moderních odrůd. Vzhledem k vysokému výnosovému potenciálu jsou zpravidla základními výchozími materiály ve šlechtitelských programech, ale i donory specifických znaků. Historie péče o genofondy zeměděělských plodin v ČR Česká republika patří k zemím, kde s počátky vědecky založeného šlechtění zemědělských plodin začalo i shromažďování výchozích šlechtitelských materiálů- genetických zdrojů. Prvé údaje jsou známy z počátku minulého století, kdy výzkumné a šlechtitelské stanice v Čechách a na Moravě začala shromažďovat domácí i zahraniční materiály. V létech 1951 až 1954 byly genetické zdroje převedeny do nově vzniklých zemědělských výzkumných ústavů, z nich většina jejich kolekce dosud uchovává. Změny po revoluci v roce 1989, zejména privatizace většiny ústavů uchovávajících GZ a rozdělení bývalého Československa, si vyžádaly zásadní změny i v péči o GZ. Řešení nalezlo Ministerstvo zemědělství ČR (MZe) v přijetí Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů rostlin (NP), zahájeného v roce Tento projekt vycházel z metodických doporučení FAO a podobných projektů ve vyspělých zemích a zajišťoval koordinaci, financování a provádění základních pracovních činností pro genové banky a všechna kolekce GZ rostlin v ČR. Zahájení NP umožnilo rovněž efektivní zapojení do mezinárodní spolupráce, zejména aktivní účast v Evropském programu spolupráce pro genetické zdroje rostlin (ECPGR). Národního programu konzervace a využívání genofondu rostlin a agrobiodiverzity (NP) Český NP vychází z platných mezinárodních dokumentů, doporučení a metodicky na ně navazuje (FAO, Global Plan of Action (GPA); International Treaty on PGRFA (IT/PGRFA); Standard Material Transfer Agreement (SMTA); metodické postupy a mezinárodní standardy doporučované Bioversity International, Evropským regionálním programem ( ECPGR) a Global Cop Diversity Trust). Existence a poslání NP jsou deklarovány zejména národní legislativou (zákonem č. 148/2003 Sb., o konzervaci a využívání genetických zdrojů rostlin a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství a Vyhláškou k zákonu č. 458/2003 Sb.). Tyto normy aplikují pro oblast zemědělsky využívaných genofondů zásady mezinárodní Úmluvy o biologické rozmanitosti (CBD), která je součástí právního řádu ČR (Sdělení MZV č. 134/1999 Sb.). Zákon 148/2003 Sb. a jeho prováděcí vyhláška mj. specifikují poslání a věcnou náplň NP, vymezují práva a povinnosti účastníků Národního program a garantují dostupnost GZ a zajišťovaných služeb pro uživatele. Pracovní postupy a metody používané v rámci NP se řídí Rámcovou metodikou Národníhio programu, která je periodicky aktualizována. 14

15 V rámci NP je zajišťována spolupráce všech institucí zabývajících se genetickými zdroji zemědělských plodin v ČR při sběrech, shromažďování, dokumentaci, charakterizaci, základním hodnocení, dlouhodobém uchování a využívání GZ pro potřeby výživy a zemědělství. Vedle bezpečné konzervace je dlouhodobě věnována pozornost rovněž shromažďování dat a získávání experimentálních údajů o GZ, jejich zpracování a poskytování informací a vzorků GZ uživatelům, tj. zejména šlechtitelským, výzkumným a pedagogickým pracovištím. V rámci NP je rovněž zabezpečováno plnění mezinárodních závazků, které pro resort zemědělství vyplývají z podpisu mezinárodních dohod (CBD, IT/PGRFA, SMTA) a vytvářejí právní rámec pro uchování a využívání genetických zdrojů zemědělských plodin v globálním měřítku. V souladu s domácími potřebami a mezinárodními prioritami (FAO, 1996: Global Plan of Action) se významnou součástí NP rovněž stává podpora agrobiodiversity, pro setrvalý rozvoj zemědělství a jeho nevýrobních funkcí. Podrobné aktuální informace jsou dostupné na serveru VÚRV Praha, v.v.i. na URL: Aktivity Národního programu a aktuální stav genofondů zemědělských plodin v ČR V českých kolekcích je nyní shromážděno GZ, s převládajícím podílem obilnin, zelenin, pícnin, luskovin a ovocných rostlin (Obr. 1). Druhová diversita českých kolekcí je relativně pestrá. Lze zde nalézt 1173 druhů (kulturní a plané příbuzné druhy), které jsou ve standardním režimu konzervovány a poskytovány uživatelům. Semeny množené kolekce představují 81,4% a vegetativně množené druhy 18,6% GZ. Obr. 1. Plodinová struktura českých kolekcí GZ Obilniny 7,1% 4,4% 4,1% 2,7% 1,7% 0,7% 3,5% 42,0% Zeleniny Krmné plodiny Luskoviny Ovocné rostliny Brambory Okrasné rostliny Olejniny 7,2% 8,2% 17,8% Léčivky Chmel Ostatní Strategie rozšiřování kolekcí se orientuje na získávání menšího rozsahu cíleně vybíraných GZ; při jejich výběru se zaměřujeme na GZ domácího původu a na rozšíření kolekcí o zdroje nové genetické diversity, požadované uživateli. V roce 2012 bylo získáno 1049 GZ od domácích a zahraničních dárců a ze sběrových expedic. Pro uchování a efektivní využívání GZ je nezbytné zajistit jejich evidenci, hodnocení a zejména pak konzervaci pro současné i budoucí potřeby. V českém informačním systému GZ (EVIGEZ) jsou u všech GZ evidována pasportní data, informační sytém je zpřístupněn na internetu na URL Popisná data, která mají zásadní význam pro uživatele, jsou v různém rozsahu k dispozici u 36 tis. GZ (tj. 67% položek). Tato data jsou výsledkem hodnocení GZ (polní pokusy, laboratorní testy) a jsou doplňována dalšími genetickými charakteristikami (identifikované geny, genetické markéry), které jejich užitnou hodnotu dále zvyšují. Rozsah hodnocených znaků je rozdílný u jednotlivých druhů (v průměru všech kolekcí cca 30 znaků). Předpokladem dlouhodobého uchování GZ je jejich 15

16 periodická regenerace a následná konzervace. Zachování životnosti semenných vzorků je dosaženo šetrným vysoušení semen a jejich dlouhodobým uložení při teplotě -18 o C. Z celkového počtu 41,8 tis. generativně množených GZ je nyní v genové bance konzervovánu přes 95% položek. Mimo tyto standardní kolekce je v GB uloženo dalších 10,5 tis. GZ pro potřeby účastníků NP a spolupracujících institucí; jsou zde rovněž uchovány vzorky a standardy DNA (2245 položek) některých obilnin. Vegetativně množené druhy jsou uchovávány v polních kolekcích (genofondové sady, vinice, chmelnice), v in vitro kulturách (brambory, některé okrasné rostliny); u vybraných druhů se uplatňuje metoda kryokonzervace (česnek, chmel, brambory, réva vinná a vybrané druhy ovocných dřevindosud je uloženo cca 300 GZ). Vzorky genetických zdrojů jsou podle zákona 148/2003 Sb. a mezinárodních dohod (ITPGRFA, SMTA) bezplatně poskytovány uživatelům pro potřeby šlechtění, vědy, výzkumu a vzdělávání, nikoliv však pro přímé komerční využití. Uplatňovaný princip vychází z ITPGRFA a SMTA. Efektivní využívání GZR je přímo úměrné dostupnosti vzorků a rozsahu a kvalitě informací poskytovaných uživateli. V roce 2011 bylo v rámci NP poskytnuto uživatelům rekordních vzorků GZ, v roce 2012 to bylo 4352 GZ. S narůstající distribucí GZ se mění i struktura uživatelů. Nejčastějším uživatelem GZ se stává výzkum, následuje šlechtění. Obr. 2. Distribuce GZ uživatelům Klíčovým projektem mezinárodní spolupráce je pro ČR Evropský program spolupráce pro genetické zdroje rostlin (ECPGR) úspěšně probíhá již od roku 1980, s českou účastí od roku Do tohoto projektu je zapojeno 44 zemí evropských států, včetně všech zemí EU. V VIII. fázi ECPGR ( ) se aktivity významně rozšiřují a realizuje se vyšší stupeň spolupráce- projekt Evropské integrace genových bank (AEGIS), jehož základním cílem je přejít od spolupráce k efektivní dělbě práce a integraci kapacit- při zajištění standardů kvality a využití možností evropských genových bank tyto standardy naplňovat. Účast v ECPGR je pro ČR velmi významná a efektivní; umožňuje mimo jiné přístup k nejnovějším technologiím, know how a efektivní mezinárodní dělbě práce (navazující společné projekty ). Je rovněž zárukou volné výměny genetických zdrojů v regionu Evropy. Významnou je rovněž účast čských pracovišť na řešení řady mezinárodních projektů (GENRES, COST, Kontakt a dalších). Důležité jsou pro řadu pracovišť dvoustranné dohody o spolupráci, které umožňují efektivní výměnu GZ. Rozvinutá je spolupráce se slovenskou genovou bankou v Piešťanrch, v rámci které jsou mj. zajiťovány vzájemné bezpečnostní duplikace vybraných GZ. 16

17 Závěr Uchování a využívání genetických zdrojů zemědělských plodin v ČR navazuje na dlouholetou tradici. Od roku 1993 jsou všechny aktivity zajišťovány v rámci Národního program pro GZ rostlin, který vychází z platných mezinárodních dohod a domácí legislativy (zákon 148/2003 Sb.). Garantem NP je MZe ČR. Po 20 letech existence programu je uchování a využívání GZ v ČR plně kompatibilní s mezinárodními standardy a účastníci NP jsou efektivně zapojení do mezinárodní spolupráce. Dedikace V této práci jsou využity výsledky získané v průběhu řešení projektu MZe ČR Národní program konzervace a využívaní genofondu rostlin a agrobiodiverzity Použitá literature Bareš, I., Dotlačil, L., 1998: History of Genetic Resources Studies in the Czech Republic. In: Dotlačil, L., Štolc, K.J.: National Programme on Plant Genetic Resources Conservation and Utilization in the Czech Republic. Praha, p. 4-8 FAO, 1995: World Agriculture: Towards 2010, An FAO Study. N. Alexandratos (ed.). John Wiley, Chichester, UK, and FAO, Rome,1995: 488 pp. FAO 1996: Global Plant of Action for the Conservation and Sustainable Utilization of Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. FAO, Rome, 1996, 63 pp. FAO 1998: The state of the world s plant genetic resources for food and agriculture. FAO, Rome, 1998: 510 pp. FAO, 2001: International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture (ITPGRFA). FAO, Rome, 2001:25 pp. FAO WIEWS 2005: World Information and Early Warning System (WIEWS) on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture (PGRFA), (http://apps3.fao.org/wiews/). FAO 2010: The Second Report on the State of the World s Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. Rome. 370 pp, ISBN Jarvis D, Mar I and Sears L, editors, 2006: Enhancing the use of crop genetic diversity to manage abiotic stress in agricultural production systems. Proceedings of a workshop, May 2005, Budapest, Hungary. International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy, ISBN 10: Lidder P., Sonnino A., 2011: Biotechnologies for the Management of Genetic Resources for Food and Agriculture. FAO, Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture, 2011: Background Study Paper No. 52, 153 pp. Maxted N, Kell S..and Brehm J. M., 2011: On-farm management and In situ conservation of Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. FAO, Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture. Background Study Paper No. 51, 31 pp. Simmonds, N.W.1976: Evolution of Crop Plants. Longman, London & New York. 1976:260 pp. Kontaktní adresa: Ing. Ladislav Dotlačil, CSc. Výzkumný ústav rostlinné výroby v.v.i Praha 6-Ruzyně, Drnovská

18 VYUŽITÍ MOLEKULÁRNÍCH MARKERŮ VE ŠLECHTĚNÍ ŘEPKY MOŽNOSTI A PERSPEKTIVY Use of molecular markers in breeding of oilseed rape possibilities and perspectives Čurn V. 1, Jozová E. 1, Kučera V. 2 1 Biotechnologické centrum, ZF JU v Českých Budějovicích 2 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha 6 Ruzyně Abstrakt Genetická diverzita 113 reprezentativních genotypů řepky olejky byla hodnocena pomocí techniky ISSR. Tři vybrané ISSR primery produkovaly 53 fragmentů, z nichž 47 bylo polymorfních. Průměrný polymorfismus 88,7% ukazoval vysokou úroveň diverzity uvnitř testované celosvětové kolekce. Pomocí ISSR analýzy bylo možné odlišit všechny genetické zdroje z této kolekce a na základě vyhodnocení míry genetické odlišnosti byl navržen postup pro výběr rodičovských komponent pro účely kombinačního a hybridního šlechtění. Klíčová slova: Brassica napus, genetická diverzita, ISSR, šlechtění Abstract Genetic diversity of 113 representative oil seed rape genotypes was evaluated using ISSR markers. Three selected ISSR primers produced 53 fragments, of which 47 were polymorphic. Average polymorphism 88.7% showed a high level of diversity within the analysed world collection. On the basis of ISSR analysis it was possible to distinguish all analysed genetic resources and after assessment of the degree of genetic diversity new procedure for the selection of parental components for the purpose of combined and hybrid breeding was proposed. Keywords: Brassica napus, genetic diversity, ISSR, plant breeding Úvod Genetická variabilita řepky olejky (Brassica napus L.) je poměrně úzká a to nejen díky intenzivnímu šlechtění na omezený počet vybraných znaků, ale také vzhledem k velikosti geografické oblasti jejího výskytu, stáří plodiny, intenzitě šlechtění a neexistenci "plané" řepky (Prakash a Hinata 1980; Girke a kol. 2012). Postupy umožňující rozšíření genetické diverzity, detekci genetické struktury jednotlivých odrůd či genetických zdrojů, určení genetické vzdálenosti rodičovských komponent používaných ve šlechtitelských programech jsou pak klíčové z pohledu dosažení pokroku ve šlechtění, zlepšení odrůd, výběru zdrojů nové variability a vnesení nových znaků do moderních odrůd. Jedna z možností je využívání "exotických" geneticky vzdálených donorů znaků a vlastností. Čínské genotypy jsou nositeli významných znaků, o které lze v rámci šlechtitelských programů obohatit současné evropské odrůdy (žlutosemenost, změněné parametry kvality oleje změna zastoupení mastných kyselin, rezistence apod.) a je předpoklad jejich značné genetické odlišnosti od genetických zdrojů běžně využívaných v evropských podmínkách. Pro studium genetické struktury odrůd/populací a hodnocení diverzity na genotypové úrovni lze využít celou škálu molekulárních markerů. V současné době lze při výběru vhodných rodičovských komponent pro hybridní šlechtění použít informace molekulárních analýz jako je RFLP (Diers a Osborn 1994), RAPD (Shiran a kol. 2006), AFLP (Yu a kol. 2007), SSR (Qu a kol.2 012), cpssr (Zamani-Nour a kol. 2013), ISSR (Abdelmigid 2012), RAMP (Wei a kol. 2005), SNP (Hayward a kol. 2012). Tyto molekulární techniky lze použít i pro identifikaci odrůd, či pro charakterizaci a hodnocení genetických zdrojů řepky s cílem efektivněji využít genetické zdroje. 18

19 Materiál a metody Soubor 113 genotypů byl sestaven za účelem vytvoření reprezentativní kolekce dostupných genetických zdrojů jak z pohledu geografického, tak i historie jejich šlechtění (krajové odrůdy,"0", "00", specifické zaměření atd.) na VÚRV a šlechtitelských pracovištích (viz. Tabulka 1). Izolace DNA byla provedena pomocí metody CTAB-PVP (Doyle a Doyle, 1987) z 36-ti čerstvých děložních lístků tvořících stabilní pool pro danou odrůdu. PCR reakce probíhala v objemu 10µl, v 1x reakčním pufru (75mM Tris HCl, ph=8,8, 20mM (NH 4 ) 2 SO 4, 0,01% Tween 20, 2,5mM MgCl 2, 200µM dntps), 12,5pmol primeru (IDT), 0,5U Taq Purple DNA polymerázy (PPP Master Mix, Top-Bio, CZ), 2x BSA a 50ng templátové DNA. Amplifikace proběhla s použitím třech ISSR primerů (viz. Tabulka 2), při následujícím teplotním profilu: 2min při 95 C, 40cyklů: 20s 93 C, 1min 52 C, 20s 72 C a 6min 72 C. Fragmenty byly vizualizovány na 2% agarozovém gelu s ethidium bromidem vždy ve dvou nezávislých opakováních pro každý analyzovaný vzorek. Tabulka 1: Přehled analyzované kolekce genetických zdrojů řepky. Číslo Název Typ Země původu Rok první registrace 001 Adriana C FR Aglona C CZ Aplaus C CZ Arot (NPZ 0711) C DE Asgard C DE Atlantic C FR Bellevue C DE Benefit C CZ Buzz C FR Cadeli C USA Californium C FR Catana C USA Compakt C DE Contact C FR Cortes C CZ Da Vinci C DE Dangal C UA 018 Dar Laniv C UA 019 Digger C DE DK Cabernet C USA DK Casper C USA ES Alegria C FR ES Astrid C FR ES Venus C FR Express C DE Falcon C DE Goya C DE Granat C FR Harry C AT Chagall C DE Idol C FR Iwan C DE King 10 C DE Komando C FR Labrador C FR Ladoga C FR

20 037 Lohana C FR Loreley C DE Manitoba C FR Mickey C AT Mira C CS Mirage C DE Navajo C UK NK Diamond C FR NK Fair C FR NK Morse C FR NK Nemax C FR NK Passion C FR Odila C CZ Oksana C CZ Omaha C UK Omikron C CZ Oponent C CZ Opus C CZ Remy C DE Rescator C CZ Robust C DE Sherlock C DE Silesia C CS Siska C DE Slaki CS C FR Slapská L CS Slapská Stela C CZ Solida C CS Sonáta C CS Sveta C UA 067 Totem C FR Třebíčská L CS Vittek C DE Winner C DE Wisent C DE Zhongshuang (Zh) No. 9 C CN 073 IM02 (220) CH CN 074 IM03 (Qin7R) CH CN 075 IM12 (Zheshuang 72) CH CN 076 IM20 (D89) CH CN 077 IM21 (Zh. No. 7) CH CN 078 IM22 (Zh. No. 6) CH CN 079 IM23 (Zh. No. 5) CH CN 080 IM24 (Zh. No. 4) CH CN 081 IM25 (Zh. No. 2) CH CN 082 IM29 (Zh. No. 10) CH CN 083 IM46 (638) CH CN 084 IM49 (82089) CH CN /1n BF CZ /1n BF CZ /i BF CZ /4 BF CZ 089 C 542 B CZ 090 C 547 B CZ 20

21 091 C 567 B CZ 092 ČŽL 20 BY CN 093 ČŽL 24 BY CN 094 DH 4729/09 B CZ 095 DH 4736/09 B CZ 096 OP 4947/07 B CZ 097 SG-C 2269 B CZ 098 SG-C 768 B CZ 099 SL 737 B CZ /2 CMSO CZ /3 CMSO CZ 102 A115 CMSO CZ 103 Rf 3358 CMSO CZ 104 Rf 3372 CMSO CZ 105 Rf 3388 CMSO CZ 106 OP 1 mcmss CZ 107 S2 -CMS CMSS CZ 108 S3 -CMS CMSS CZ 109 Rf S7/1/2S3) CMSS CZ /1 CMSS CZ 111 AIK 20/9 (WRG 15) SI CZ 112 AIK 21/55 (Liropa) SI CZ 113 AIK 22/17 (Tandem 1/85) SI CZ C odrůda, L krajová odrůda, B šlechtitelský materiál, BF šlechtění na kavalitu oleje, BY donory žlutosemenosti, CMSO hybridní šlechtění ogu-inra, CMSS hybridní šlechtění Shaan 2A, SI autoinkompatibilita Tabulka 2: ISSR primery použité pro analýzy. Primer Primerová sekvence (5-3 ) Velikost fragmentů 21 Celkový počet fragmentů (bp) UBC 812 (GA) 8 A ,7 UBC 840 (GA) 8 YT UBC 845 (CT) 8 RG ,7 Polymorfismus (%) Výsledky a diskuze Pomocí 3 ISSR primerů byla detekována mezidruhová variabilita u všech 113 genotypů řepky olejky v podobě stabilního a reprodukovatelného profilu, tvořeného 53 fragmenty s průměrnou frekvencí 17,7 fragmentů pro primer o velikosti bp. Z celkového počtu detekovaných fragmentů činila hodnota polymorfismu 90,5% (Tabulka 2). Takto vysoká rozlišovací schopnost ISSR markerů společně s jejich stabilitou exprese umožňuje jejich rutinní použití při identifikaci genetického materiálu na molekulární úrovni, viz. výsledky PCO analýzy na Obr. 1 a UPGMA analýzy na Obr. 2. K vyhodnocení úrovně příbuznosti mezi studovaným materiálem byly vypočteny koeficienty genetické odlišnosti. Hodnoty koeficientu genetické odlišnosti se pohybovaly v rozmezí 0,038-0,585 (tj. 3,8 do 58,5% odlišnosti mezi porovnávanými dvojicemi genotypů), přičemž průměrná hodnota genetické diverzity ve sledovaném souboru vyjádřená váženým průměrem byla 27,61%. Distribuce a rozsah genetické diverzity měřený koeficienty odlišnosti je uveden na Obr. 2. Vysokou míru genetické variability zjištěnou na základě molekulární analýzy uvádí u souborů odrůd a šlechtitelských materiálů např. Cowling (2007). Ve srovnání s AFLP nebo SSR je provedení ISSR analýzy méně náročné finančně i technicky a tato technika přitom kombinuje výhody obou zmíněných technik (Reddy a kol. 2002), je vhodná analýzu blízce příbuzných genotypů (Sarwat a kol. 2008) a poskytuje nejlepší informace o rozsahu variability a míry genetické vzdálenosti.

22 Axis 2 Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Obr. 1: Výsledky PCO analýzy 3 ISSR markerů. PCO case scores (Gower General Similarity Coefficient) C L CN BF B BY CMSO CMSS -0.3 SI -0.5 Axis 1 Obr. 2: Distribuce koeficientu genetické odlišnosti a dendrogram jako výstup shlukové analýzy 3 ISSR markerů. Ve žlutém rámečku je zvýrazněna pozice čínských genetických zdrojů. UPGMA 106 (CMSS) 111 (SI) 84 (CN) 78 (CN) 73 (CN) 56 (C) 37 (C) 29 (C) 28 (C) 15 (C) 113 (SI) 79 (CN) 81 (CN) 80 (CN) 75 (CN) 74 (CN) 101 (CMSO) 105 (CMSO) 103 (CMSO) 102 (CMSO) 100 (CMSO) 18 (C) 45 (C) 38 (C) 25 (C) 22 (C) 9 (C) 63 (C) 59 (C) 41 (C) 110 (CMSS) 35 (C) 46 (C) 30 (C) 7 (C) 43 (C) 55 (C) 42 (C) 19 (C) 44 (C) 32 (C) 104 (CMSO) 39 (C) 6 (C) 99 (B) 90 (B) 89 (B) 17 (C) 109 (CMSS) 93 (BY) 83 (CN) 58 (C) 76 (CN) 98 (B) 4 (C) 65 (C) 16 (C) 2 (C) 82 (CN) 107 (CMSS) 77 (CN) 72 (C) 112 (SI) 34 (C) 21 (C) 70 (C) 97 (B) 20 (C) 12 (C) 67 (C) 64 (C) 50 (C) 96 (B) 47 (C) 91 (B) 85 (BF) 86 (BF) 54 (C) 69 (C) 61 (C) 33 (C) 87 (BF) 88 (BF) 23 (C) 95 (B) 94 (B) 27 (C) 48 (C) 11 (C) 10 (C) 60 (C) 24 (C) 8 (C) 40 (C) 5 (C) 57 (C) 53 (C) 3 (C) 92 (BY) 108 (CMSS) 66 (C) 49 (C) 71 (C) 68 (L) 26 (C) 62 (L) 51 (C) 31 (C) 14 (C) 13 (C) 36 (C) 52 (C) 1 (C) Gower General Similarity Coefficient Závěr Pro hodnocení genetické diverzity kolekce genetických zdrojů byla použita metoda ISSR markerů. Použitý metodický postup prokázal stabilitu, vysokou citlivost a vypovídací schopnost ISSR markerů. Rozsah genetické diverzity byl poměrně vysoký a došlo nejen k výraznějšímu odlišení materiálů čínského původu, ale i nových šlechtitelských materiálů se specifickými vlastnostmi. Hodnocení genetické odlišnosti je i vhodným nástrojem pro výběr rodičovských komponent do křížení. 22

23 Dedikace: Tato studie byla vytvořena díky finanční podpoře grantu MŠMT LH12158, NAZV QI111A075, FRVŠ 0466/2013 a grantu GAJU 063/2013/Z. Použitá literatura Abdelmigid H.M. (2012): Efficiency of random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter-simple sequence repeats (ISSR) markers for genotype fingerprinting and genetic diversity studies in canola (Brassica napus). African Journal of Biotechnology, 11: Cowling W.A. (2007): Genetic diversity in Australian canola andimplications for crop breeding for changing future environments.field Crops Research, 104: Diers B.W., Osborn T.C. (1994): Genetic diversity of oilseed Brassica napus germ plasmbased on restriction fragment length polymorphisms. Theoretical and Applied Genetics, 88: Doyle, J.J., Doyle J.L. (1987): A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19: Girke A., Schierholt A., Becker H.C. (2012): Extending the rapeseed gene pool with resynthesized Brassica napus L. I: Genetic diversity. Genetic Resources and Crop Evolution, 59: Hayward A, Mason A., Dalton-Morgan J., Zander M., Edwards D., Batley J. (2012): SNP discovery and applications in Brassica napus. Journal of Plant Biotechnology, 39: Prakash S., Hinata K. (1980): Taxonomy, cytogenetics and origin of crop Brassicas, a review. Opera Botanica, 55: Qu C., Hasan M., Lu K., Liu L., Liu X., Xie J., Wang M., Lu J., Odat N., Wang R., Chen L., Tang Z., Li J. (2012): Genetic diversity and relationship analysis of the Brassica napus germplasm using simple sequence repeat (SSR) markers. African Journal of Biotechnology, 11: Reddy M.P., Sarla N., Siddiq E.A. (2002): Inter simple sequence repeat (ISSR) polymorphism and its application in plant breeding. Euphytica, 128: Sarwat M., Das S., Srivastava P.S. (2008): Analysis of genetic diversity through AFLP, SAMPL, ISSR and RAPD markers in Tribulus terrestris, a medical herb. Genetics and Genomics, 27: Shiran B., Azimkhani R., Mohammadi S., Ahmadi M.R. (2006): Potential use of random amplified polymorphic DNA marker in assessment of genetic diversity and identification of rapeseed (Brassica napus L.) cultivars. Biotechnology, 5: Wei W., Youliang Z., Li C., Yuming W., Zehong Y. (2005): Genetic diversity among the germplasm resources of the genus Houttuynia Thunb. in China based on RAMP markers. Genetic Resources and Crop Evolution, 52: Yu C., Leišová L., Kučera V., Vyvadilová M., Ovesná J., Dotlačil J., Hu S. (2007): Assessment of genetic diversity of yellow-seeded rapeseed (Brassica napus L.) accessions by AFLP markers. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 43: Zamani-Nour S., Clemens R., Möllers C. (2013): Cytoplasmic diversity of Brassica napus L., Brassica oleracea L. and Brassica rapa L. as determined by chloroplast microsatellite markers. Genetic Resources and Crop Evolution, 60: Kontaktní adresa: Prof. Ing. Vladislav Čurn, Ph.D. Biotechnologické centrum, Zemědělská fakulta JČU v ČB, Studentská České Budějovice, 23

24 VÝVOJ RESISTENTNÍCH LINIÍ HRACHU S VYUŽITÍM KONVENČNÍCH A MOLEKULÁRNÍCH METOD Application of conventional and molecular genetic methods for development of resistant lines of pea Dostálová R. 1, Ondřej M. 1, Ondráčková E. 1, Pavelková M. 1 Huňady I. 1, Hasalová I. 2 Trojan R. 2 1 Agritec Plant Research s.r.o., Šumperk 2 Semo a.s. Abstrakt Pro tvorbu nových linií hrachu byly využity unikátní zdroje s kumulovanými geny rezistence, které jsou uloženy v genové bance AGRITEC, s.r.o. Cílem bylo zvýšit a stabilizovat odolnost proti širokému spektru patogenů u afila typů polního hrachu a u hrachu dřeňového. Deklarované zdroje rezistence byly ověřeny v inokulačních testech. K urychlení šlechtitelského postupu byly identifikovány geny eif4e, resp. eif4e (iso), odpovídající lokusům sbm-1 (LG VI) a sbm-2 (LG II), zprostředkující recesivně založenou rezistenci k několika virovým patogenům rodu Potyvirus, včetně PSbMV. U vybraných genotypů hrachu byly určeny alely eif4e genu, zahrnujících všechny dostupné a v praxi používané donory rezistence k PSbMV. Na základě sekvenční analýzy byly navrženy, testovány a vybrány PCR molekulární markery, umožňující identifikaci jak homozygotních, tak heterozygotních rostlin se 100% spolehlivostí. Vhodné genotypy s lepší úrovní biologických vlastností byly použity v hybridizačním procesu. Výsledkem jsou linie, které budou dále využívány ve šlechtění, ale i nové registrované odrůdy rezistentní ke komplexu patogenů. Klíčová slova: Hrách, komplex virových a houbových chorob, selekční metody Abstract Unique resources with accumulated resistance genes stored in the AGRITEC Ltd. gene bank were used for the creation of new pea lines. The aim was to increase and stabilize the resistance against a broad spectrum of pathogens in afila types of field peas and garden pea. Declared sources of resistance were tested in inoculation tests. To speed-up the breeding process eif4e genes were identified, more accurately eif4e (iso) corresponding with loci SBM-1 (LG VI) and SBM-2 (LG II), mediating recessive resistance to several viral pathogens of the potyvirus genus, including PSbMV. Alleles of eif4e gene were identified in selected genotypes of pea, involving all donors of PSbMV resistance used in practice. PCR molecular markers allowing the identification of both the homozygous and heterozygous plants in with 100% reliability were designed based on sequence analysis, tested and selected. Suitable genotypes with high levels of biological properties were used in the hybridization process. The result of the work are lines, which will be used for breeding, but also new registered varieties resistant to complex of pathogens. Keywords: Pea, viral and fungal diseases complex, selection methods Úvod Hrách je dominantní luskovinou pěstovanou v České republice. navzdory tomu, že se plochy hrachu v posledních letech neustále snižují. Od komerčních odrůd hrachu (Pisum sativum L.) očekávají pěstitelé vysoký výnosový potenciál a dobrý zdravotní stav podmíněný pokud možno co největším počtem inkorporovaných genů rezistence proti více chorobám současně (Kelly et al. 1995, Weeden, Provvidenti 1998). Šlechtitelský program se proto v posledních letech soustředil na zvýšení odolnosti při tvorbě nových materiálů. Problematika rezistentního šlechtění, která byla zaměřena na rezistenci k padlí (Erysiphe pisi) a fusariovému vadnutí hrachu (Fusarium oxysporum rasa 1 a 2), byla rozšířena o zvýšení tolerance ke kořenové spále (Fusarium solani). Významnou částí šlechtění polního a dřeňového hrachu bylo zmapování 24

25 spektra viróz, ověření a využití genetických zdrojů proti závažným virovým patogenům PEMV a PSbMV. Cílem práce bylo využití zdrojů vysoké a kumulované odolnosti proti virózám ( PSbMV a PEMV) a houbovým chorobám pro vývoj nových genotypů hrachu s komplexní odolností k významným patogenům. Dále pak zhodnocení přínosu zjištěné odolnosti na výnosové parametry v polních podmínkách. Materiál a metody Z genobanky firem Agritec, s.r.o. Šumperk a Semo a.s. Smržice byly využity odrůdy polního a dřeňového hrachu. Byly získány a ověřeny unikátní linie a odrůdy s kumulovanými geny proti více chorobám současně. Jednalo se především o linie hrachu označené B 99-/98 118/ (Weeden N.F., Providenti R., 1999), které mají deklarovanou odolnost proti padlí (gen er-1 ), Fusarium oxysporum rase 1 (gen Fw), a rase 2 (gen Fnw) a několika virózám (gen En, mo, sbm-1). Byly využity zdroje odolnosti proti patogenní houbě Fusarium solani f. sp. pisi registrované linie , , , (Kraft J.M., Coffman M.Z., 2000) a odrůdy Lifter, Franklin, Fallon, Novella II a Stirling. V roce 2012 bylo z genové banky VIR Petrohrad (RUS) na základě společného výzkumného projektu získáno 68 genových zdrojů (GZ) hrachu setého (Pisum sativum L. ssp.). Pro tvorbu nových linií byla použita rodokmenová metoda. Křížení se provádělo mezi komerčními odrůdami a genetickými zdroji rezistence. Individuální výběry rostlin byly opakovány každoročně od generace F2. Potomstva vybraných rostlin (kmeny) byla vysévána na plochu přibližně 5 m 2. Od generace F4 byly zakládány výnosové zkoušky 3 10 m 2. Při homogenizaci materiálu, který trvá většinou 3 4 roky, byly vyřazovány odlišné a méně výkonné linie. Napadení rostlin virózami a komplexem kořenových chorob bylo v polních podmínkách hodnoceno bonitační stupnicí 1 9 (náchylné odolné). K ověření deklarovaných vlastností byly využity rutinní selekční testy na odolnost k Erysiphe pisi a Fusarium oxysporum rasa 1 a 2. Problematika rezistentního šlechtění hrachu byla rozšířena o zvýšení odolnosti k Fusarium solani a nejzávažnějším virózám. Selekce na rezistenci k padlí hrachovému Erysiphe pisi proběhla ve štěpící generaci F 2, selekce na komplex kořenových a krčkových chorob v polních podmínkách, probíhala od generace F 3. V generaci F 4 F 6 byly opakovaně provedeny metodou rezerv testy na rasy 1 a 2 Fusarium oxysporum f. sp. pisi. Izoláty hub: soubor ras F. oxysporum rasy 1,2 standardy (USA, NL), vlastní izoláty F. oxysporum rasy 1, 2 oxysporum rasy 1, 2, F. solani f. sp. pisi VG. Inokulační test na odolnost k F. oxysporum rasa 1, 2 (Haglund, 1989) Sterilovaná semena hrachu byla vyseta v agroperlitu do sadbovačů. Semenáčky byly po předpěstování vyjmuty a kořeny byly zkráceny o 30 % a následně máčeny v suspenzi propagul (F. oxysporum rasa 1, 2), poté byly zpět vysazeny do agroperlitu. V každém testovaném vzorku bylo hodnoceno celkem 20 rostlin. Kontrolním vzorkem byly rostlinky hrachu se zkrácenými kořeny, které byly máčený ve vodě. Inokulační test na odolnost F. oxysporum rasa 2 a F. solani (Dostálová, 2008) Semena hrachu byla 24 hod., máčena ve vodě, poté v suspenzi propagul houby R. solani nebo F. solani. Inokulovaná semena byla vyseta na povrch agroperlitu v truhlících (á 40 semen na truhlík) a převrstvena agroperlitem. Hodnocení inokulačních testů Po dnech byly rostliny vyjmuty a rozděleny do skupin podle stupně nekrotizace kořenů (stonkových bází, nadzemních částí žloutnutí a odumření spodních listů, vadnutí). Bonitační stupnice 0 4 (0 bez symptomů, 4 100% napadení). Výpočet DI (disease index) DI =(0. a + 1. b + 2. c + 3. d + 4. e) / n 25

26 Inokulační test rostlin na odolnost k padlí (Erysiphe pisi) Ve skleníku nebo ve fóliovníku byla provedena umělá inokulace padlím rozptýlením konidií (z napadených rostlin) nad rostlinami určenými k testu. Optimální termín inokulace byl na počátku květu. Izoláty virů: PEMV UP 58, UP 69; PSbMV izolát č. 204 Laboratorní a skleníkové pokusy hybridní populace, odvozené od zdrojů rezistence k PEMV (gen En) a PSbMV (gen sbm-1), byly selektovány v laboratorních a skleníkových podmínkách. Selekce bezpříznakových rostlin byla provedena pomocí umělé mechanické inokulace s virulentními izoláty k PEMV a PSbMV. Jako kontroly byly využity zdroje rezistence a diferenciační linie z genové banky. K inokulačním screeningovým testům byl použit izolát 58 UP a nové izoláty získané v přirozených polních podmínkách. Molekulární analýzy Z lístků odebraných ve fázi kvetení byla izolována DNA, která byla následně analyzována metodou polymerázové řetězové reakce (PCR). Genomová DNA byla izolována pomocí komerčního kitu Invisorb Spin Plant Kit (Invitek, Německo), dle protokolu výrobce. Takto izolované vzorky byly dlouhodobě uchovávány při 20 C. Perspektivní šlechtitelské genotypy hrachu a výchozí rodičovské položky byly otestovány pomocí certifikované metodiky: Molekulární detekce genu rezistence hrachu k viru mozaiky přenosné semenem PSbMV (Smýkal, 2011). Tato metoda přímé detekce genu rezistence hrachu k nejrozšířenějšímu patotypu P1 PSbMV viru (sbm-1 lokusu, eif4e genu), plně nahradila časově náročné a ne zcela spolehlivé symptomatické a biochemické ELISA testování. Postup je návodem přesné, alelicky specifické detekce eif4e genu pomocí polymerázové řetězcové reakce (PCR) s aplikací pro šlechtění hrachu a hodnocení genových zdrojů. Výsledky a diskuse Na základě klasifikátoru rodu Pisum L. (Pavelková a kol., 1986) byla provedena morfologická hodnocení výchozích genetických zdrojů. Hodnocené charakteristiky byly využívány pro výběr rodičovských komponent. Získané unikátní zdroje rezistence (Weedenovy a Kraftovy linie, odůdy z WSU, odrůdy z VIR) byly otestovány v polních provokačních, skleníkových a laboratorních podmínkách k ověření uváděných rezistencí. Z rozsáhlých provedených testů byly vybrány zdroje rezistence, které byly využity v hybridizaci polního i dřeňového hrachu. Šlechtitelský postup je pro polní i dřeňový hrách obdobný. Hrách je kleistogamicky samosprašný, pro tvorbu odrůd se využívá rodokmenová metoda. V Agritecu i Semo bylo v průběhu společně řešených projektů vytvořeno několik set kombinací, které byly selektovány od generace F2 na požadované znaky. Při homogenizaci materiálu, který trvá většinou 3 4 roky, byly vyřazovány odlišné a méně výkonné linie. Zpočátku šlechtění byla podle potřeby prováděna reselekce rostlin ze zkoušek výkonu. Přestože konvenční šlechtitelský postup je dlouhodobý proces (10 12let), podařilo se vytvořit nové šlechtitelské materiály s unikátními vlastnostmi (rezistence ke komplexu patogenů). Přínosem pro tvorbu nových linií bylo přímé testování eif4e genu, které je 100% spolehlivé, nezávislé na stavu materiálu, ale také velmi rychlé, kdy PCR analýza od vzorku k výsledku je proveditelná během 3 5 hodin. Do genové banky byly zařazeny materiály polního hrachu, které byly ověřeny pomocí výše uvedených selekčních metod. Novošlechtění bylo zkoušeno v několika letech i na jiných lokalitách. Linie AGT a AGT vynikají vysokým výnosem, vyšší HTS (220 g) a dobrou odolností ke komplexu kořenových chorob a k virózám. 26

27 V letošním roce byla do kolekce zařazena linie AGT , která je rezistentní k padlí a má rovněž dobrou odolnost ke komplexu kořenových chorob, ověřenou v polních podmínkách. Inokulační test potvrdil i rezistenci k PEMV a pomocí metody PCR-eIF4E byla potvrzena rezistence k P1 PSbMV. Jedná se o linii polního hrachu semileaf-less typu, která má žluté semeno, vyšší HTS (256 g) a vysoký výnos. Na obr. č. 1 jsou graficky znázorněny výsledky výnosových zkoušek linií AGT a srovnávacích komerčních odrůd. Další linií zahradního hrachu vhodnou pro zařazení do genových zdrojů je SM 470/02 (Moravan x B99/108). Byla použita v SEMO a.s. v testech na rezistenci k PEMV jako linie vhodná pro izolaci a udržování izolátů PEMV. Tato linie je citlivá k PEMV, ale rezistentní k PSbMV P1 a k padlí hrachu (Erysiphe pisi). Ve spolupráci na společně řešených projektech byla v roce 2011 registrována odrůda dřeňového hrachu Twinset (SM 441/02), která je rezistentní k padlí, fusariovému vadnutí, a pomocí metody PCR-eIF4E byla potvrzena rezistence k P1 PSbMV. V roce 2013 byly přihlášeny 2 perspektivní linie do registračních pokusů (ÚKZÚZ) a bylo současně zahájeno udržovací šlechtění. SM 462/ 02 (Radovan Somerwood) prošla v průběhu šlechtitelského cyklu testy na rezistenci k F. oxysporum a je rezistentní k rase 1 (F. oxysporum rasa 1), k padlí hrachu (Erysiphe pisi) a v testech PCR v r byla potvrzena její rezistence k P1 PSbMV. Má normální olistění, dlouhý ostře ukončený lusk (spolehlivě nasazuje dvojlusky) a velké semeno. V sortimentu SEMO a.s. může nahradit odrůdu Radovan, která je náchylná k padlí hrachu i k virové mozaice přenosné semenem. Druhou linií je SM 457/ 02 (Radim B 99/108). Tato linie patří do skupiny pozdních hrachů s normálním olistěním, velkým semenem a dlouhým tupě ukončeným luskem (spolehlivě nasazuje dvojlusky). Raností, habitem i kvalitou sklízené suroviny (nezralá semena) připomíná výchozí odrůdu Radim, je však rezistentní k padlí hrachu (Erysiphe pisi) a k oběma sledovaným virózám (PEMV a PSbMV). Prošla testy na rezistenci k F. oxysporum a je rezistentní k rase 1, (F. oxysporum rasa 1). V sortimentu SEMO a.s. může nahradit pozdní odrůdu Radim, kterou předčí zejména svým dobrým zdravotním stavem. Obr. č. 1 Hodnocení linií AGT ze šlechtitelské školky Agritec , , , výnos HTS 1, ,

28 Obr. č. 2: Příklad testování rezistence/ senzitivity k PSbMV pomocí metody PCR Jamka č. 1: 100 bp Plus DNA Ladder (Fermentas, Litva); jamky č. 2,3,5-15: homozygotní rezistentní rostliny; jamka č. 4: heterozygotní senzitivní rostlina; jamka č. 16: homozygotní senzitivní rostlina kontrola; jamka č. 17 homozygotní rezistentní rostlina kontrola Závěr Získané praktické výsledky-odrůdy jsou přímo využívány v pěstitelské praxi. Registrace rezistentních odrůd obohatila současný sortiment českého novošlechtění. Linie, které byly uloženy v genové bance, byly popsány dle deskriptoru morfologicky, byly ověřeny agronomické vlastnosti. Byla provedena molekulární analýza vybraných genetických zdrojů, které budou využity v dalším šlechtitelském postupu. Získané poznatky ale i rezistentní linie a odrůdy jsou využívány v mezinárodních projektech 7. RP ABSTRESS, který se zabývá kombinací biotických a abiotických stresů, a od příštího roku v projektu LEGATO, který se zabývá podporou pěstování luskovin v EU, dalším zlepšováním a rozvojem šlechtitelských postupů zaměřených na odolnost proti chorobám a škůdcům, zlepšením nutričních a organoleptických vlastností luskovin a výzkumem trvale udržitelných osevních postupů s vyšším zastoupením luskovin. Dedikace Tato práce byla finančně podpořena projektem č. RO 0111, projektem NAZV QI91A229 a LH Použitá literatura Dostálová, R., Ondřej, M., (2008): Testování hrachu proti Fusarium solani f. sp. pisi. Agritec Plant Research, s.r.o. v Nakladatelství AGRITEC, výzkum, šlechtěni a služby, s.r. o. Šumperk, ISBN: : 1-5 Haglund W. A., (1989): A rapid method for inoculating pea seedlings with Fusarium oxysporum f. sp. pisi. Plant Dis. 73: Kraft J.M., Coffman M.Z. (2000): Registration of pea germplasm. Crop science, 40: Pavelková, A. et al., (1986): Klasifikátor/Descriptor list genus PisumL.VŠÚPL Šumperk- Temenice, VŠÚZ Olomouc, Genetické zdroje č. 33,VÚRV-Praha-Ruzyně, 46 s Smýkal P. (2011): Molekulární detekce genu rezistence hrachu k viru mozaiky přenosné semenem (PSbMV). ISBN:

29 Weeden N.F., Provvidenti R. (1999): Availability of seed from breeding lines containing genes for resistance to powdery mildew, Fusarium wilt races 1 and 2 and least nine virus disease. Pisum genetics 30: 33. Kontaktní adresa: Ing. Radmila Dostálová Agritec Plant Research, s.r.o., Zemědělská 16, Šumperk 29

30 AKUMULACE CYSTEINSULFOXIDU A SELENU V ČESNEKU (Allium sativum L.) Cysteinsulphoxide and selenium accumulation by garlic (Allium sativum L.) Ovesná J. 1, Stavělíková H. 1, Svobodová L. 1, Horníčková J. 2, Velíšek J. 2 1 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha-Ruzyně 2 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Abstrakt Selen je významný stopový prvek, jehož hladina v organizmu ovlivňuje řadu fyziologických pochodů. Zdrojem selenu pro živočichy a následně člověka jsou rostliny, které selen akumulují z půdy. Rostliny bohaté na sirné sloučeniny často akumulují selen ve zvýšené míře. Takovým příkladem je česnek (Allium sativum L.). Sirné aminokyseliny česneku mohou inkorporovat selen místo atomu síry. Studovali jsme zastoupení sirných aminokyselin (cysteinsulfoxidů) v širokém souboru genetických zdrojů česneku a identifikovali jsme skupiny s vyšším obsahem. Jednalo se o skupiny nepaličáků identifikovaných pomocí AFLP. Hodnotili jsme schopnost 5 genotypů česneku akumulovat selen a zjistili jsme genotypové rozdíly. Česnek tak může být zdrojem aktivních látek obsahujících síru i selen. Klíčováslova: česnek, cysteinsulfoxidy, selen Abstract Selenium is an important trace element whose level in the body affects many physiological processes. Plants that accumulate selenium from the soil represent the main source of selenium for animals and then humans. Plant species rich in sulphur compounds often accumulate selenium increasingly. Garlic (Allium sativum L.) is one of such example. Sulphur containing aminoacids may incorporate selenium instead of sulphur ion. We studied the representation of sulphur-containing aminoacids (cysteinsulfoxides) in a broad set of genetic resources garlic and we have identified genetically related groups as identified by AFLP with a higher cysteinsulphoxides content. We evaluated the capability of five genotypes of garlic to accumulate selenium and found genotypic differences. Garlic may be a source of active substances containing both sulphur and selenium. Keywords: garlic, cysteinsulfoxides, selenium Úvod Selen je pro lidský organismus jedním z velmi potřebných stopových prvků, protože hraje v živých organismech roli v řadě fyziologických i biochemických pochodů. V posledních dvou desetiletích naše znalosti o tomto prvku značně vzrostly a zvýšil se zájem o jeho využívání v potravních doplňcích. Tento stopový prvek, zejména ve formě selenoproteinů, má řadu enzymatických funkcí. Je součástí enzymových komplexů, které se účastní redukčně oxidačních (redox) reakcí. Nejznámějším příkladem redox reakce je redukce peroxidu vodíku a škodlivých lipidů a fosfolipidů a hydroperoxidů na neškodné produkty (voda a alkoholy), glutathion peroxidasou dependentní na selenu. Zatím bylo popsáno na 40 typů selenoproteinů, které souvisejí s vyšší efektivitou imunitního systému, ale jejichž mechanismus účinku není plně popsán (Rayman, 2009, Rayman, 2012). Četné studie naznačují, že nedostatek selenu je doprovázen ztrátou imunokompetence, což souvisí s tím, že se selen normálně vyskytuje ve významných množstvích v lidských imunitních tkáních, jako jsou játra, slezina a lymfatické uzliny. Při jeho nedostatku může být narušena jak buněčná imunita, tak funkce B-buněk (Puretollano et al. 2011, Sanmartin et al., 2011). Nedostatek selenu je spojen s incidencí, virulencí nebo progresí řady onemocnění způsobených viry.předpokládá se, že zásobení selenem je klíčové pro pacienty nakažené virem HIV. Jedná se totiž o silný inhibitor HIV replikace in vitro 30

31 (Kamwesiga et al., 2011). Další studie prokazují jeho vliv na činnost mozku, kardiovaskulární systém nebo význam pro prevenci nádorových onemocnění (Steinbrenner et al ). O selenu je již dlouhou dobu známo, že je nezbytný v chovu zvířat svým vlivem na jejich úspěšnou reprodukci (Hostetlker et al., 2003.). Je vidět, že zasahuje do řady procesů, které se odehrávají v organismu. Selen ve vyšších dávkách (nad 800 mg/den) však může být toxický. K příznakům předávkování selenem patří česnekový zápach dechu, gastrointestinální poruchy, vypadávání vlasů, odlupování nehtů, únava a podrážděnost vedoucí až k neurologickému poškození. V extrémních případech může vést k cirhóze jater, plicnímu edému a smrti(noguiera a Rocha, 2011).. Nativní (tj. elementární) selen je vzácný prvek. Existuje v několika allotropních formách, které při různých teplotách navzájem přecházejí jedna v druhou. Přirozeně se vyskytuje v několika anorganických formách v minerálech, které obsahují selenidy, selenany a seleničitany. Většinou se vyskytuje v rudách obsahujících síru, kterou nahrazuje. V půdě se, selen nejčastěji vyskytuje v rozpustné formě, jako selenan (podobně jako sulfát), který se vyplavuje snadno do řek a moří. Pro živé organismy je zdrojem selenu půda, odkud jej čerpají rostliny a inkorporují do organicky vázaných forem. Stává se pak součástí potravního řetězce. Selen z rostlin pak využívají nižší i vyšší živočichové a člověk. V živých systémech se selen nachází v aminokyselinách jako selenomethionin, selenocystein a methylselenocystein. V těchto sloučeninách selen nahrazuje atom síry. Další přirozeně se vyskytující organická sloučenina selenu je dimethyl selenid (Padmavathiamma a Li, 2007, Zhu et al., 2009). V USA je hlášen v půdě dostatek selenu, proto konzumace obilovin dostačuje k pokrytí jeho denní potřeby. V EU se udává nižší zásobení půdy selenem. V ČR prováděl průzkum ÚKZÚZ (Poláková, 2010), který ukázal rozdíly mezi půdními typy. Intoxikace vysokými dávkami selenu byla hlášena z určitých oblastí Číny, kde probíhá těžba kamenného uhlí a konzumenti se stravovali kukuřicí pěstovanou na půdách s vysokým obsahem uhlíkové břidlice (Li et al., 2012). Je zřejmé, že v tomto směru se konzumenti musí zajímat o potřebné dávky selenu. Pro živé organismy je významný organicky vázaný selen, anorganický selen není pro buňky příliš využitelný. Rostliny, které jsou zdrojem organického selenu, mají různou schopnost ho akumulovat a převádět do organických forem. Předpokládá se, že druhy bohaté na síru (např. r. Allium) mají schopnost akumulovat selen ve zvýšené míře. Vzhledem k tomu, že česnek je v ČR populární zelenina, zaměřili jsme se na studium jeho schopnosti akumulovat selen ve vztahu k obsahu jeho sekundárních metabolitů zejm. cysteinsulfoxidů, které souvisí se zdravotní prospěšností česneku. Materiál a metody Rostlinný materiál: Byla analyzována kolekce 72 odrůd česneků ze sbírky genetických zdrojů uchovávané v genové bance VÚRV, v.v.i. pracoviště Olomouc (přehled používaných odrůd, viz Ovesná et al. 2011). Pět genotypů (klonů) reprezentujících odlišné růstové typy (paličák, nepaličák, přechodný typ) a oblasti původu bylo vybráno pro obohacování selenem (tab. 1). 31

32 Tab.1: Seznam genotypů (klonů) použitých pro sledování obohacování selenem a jejich základní charakteristiky Růstový typ Označení ve sbírce Jméno genotypu Země původu Nepaličák 1066 Japo (odrůda) Česká republika S přechodný typ 1117 Marhfeld (landrace) Rakousko Paličák 1356 Djambul 1 (landrace) Rusko (Sovětský svaz) Paličák 2805 Jovan (odrůda) Česká republika Paličák 2848 XinjiangQiemo (landrace) Čínská republika Analýza DNA: DNA byly izolovány z listů česneku metodou založenou na selektivní precipitaci v CTAB. Kvalita DNA byla ověřena elektroforeticky a spektrofotometricky.pak bylo 500 ng DNA každého vzorku analyzováno pomocí AFLP (Amplifikovaný polymorfismus restrikčních fragmentů, Vos et al. 1995). AFLP byla provedena podle návodu výrobce (AFLP Ligation and Preselective Amplification Kit for Regular Plant (Life Technlogies, USA, ) s využitím kombinací 15 selektivních fluorescenčně značených primerů. Produkty byly separovány pomocí kapilární elektroforézy s využitím přístroje ABI PRISM 3100 (Applied Biosystems). Byly zaznamenány signály, které byly zpracovány do binární matice, označující přítomnost/nepřítomnost signálu určité délky v analyzovaném genotypu. Data byla zpracována do dendrogramu, který znázornil vztahy mezi jednotlivými genotypy. Analýza obsahu cystein sulfoxidů: V jednotlivých klonech byl stanoven obsah cystein sulfoxidů. Koncentrace aliinu, isoalliinu a methiinu byly stanoveny pomocí HPLC-UV po methanolové extrakci rostlinného materiálu a jeho derivatizaci pomocí o-ftalaldehyd/2- methylpropan-2-thiolem (Horníčková et al., 2009). Obohacování selenem: Pro obohacování selenem byl využit roztok selenanu sodného (Na 2 SeO 4 ) o výsledné koncentraci 100 mg Se/l. Zalévání roztokem probíhalo s četností: každý druhý den po dobu 2 týdnů - tj. celkem 6x. Objem zálivky na jedno zalití: 200 ml, tj. 2 mg Se na jednu zálivku na rostlinu, celková dávka selenu během vegetačního období pak byla 12 mg na 1 rostlinu. Pokus byl prováděn během tří následujících let na jednom stanovišti. Byla využita podzimní i jarní výsadba a běžná agrotechnika. Analýza obsahu selenu: Po sklizni a usušení byly palice česneku předány k analýzám na stanovení koncentrace Se a dalších prvků (Fe, Zn, Mg a S) v sušině pomocí atomové absorpční spektrometrie. Výsledky a diskuze AFLP provedená pomocí 15 kombinací primerových párů generovala 243 polymorfních signálů a jednoznačně rozlišila všechny analyzované genotypy česneku. Je zřejmé, že AFLP, jak prokázaly i studie dalších autorů (Moraleset al., 2012, Garcia-Lampasona et al. 2012, Portis et al. 2012), je vhodnou metodou pro rozlišení klonů česneku. Analýza založená na AFLP rozdělila studované genotypy do dvou základních skupin. První zahrnovala paličáky A.sativums sp. ophioscorodon) a nepaličáky spolu s česneky přechodného typu (A. sativum sp. sativum). Nepaličáky a česneky přechodného typu nebylo možné jednoznačně odlišit. 32

33 Přestože Ipek et al popsali markér rozlišující paličáky a nepaličáky (Boltmarker) na úrovni mitochondriálního genomu, 12% polymorfních signálů bylo specifických pouze pro paličáky. Nemohly tedy reprezentovat pouze variabilitu genomu těchto organel. Celkem bylo identifikováno 8 klastrů 2 zahrnující paličáky. Tyto klastry se vyznačovaly větší heterogenitou. Dále byly nalezeny 3 klastry nepaličáků a 3 klastry nepaličáků ve směsi s přechodnými typy. Posledně jmenované směsné klastry shlukovaly genotypy převážně z jihoevropských oblastí, v ČR méně adaptované. Analýza obsahu cystein sulfoxidů ukázala, že genotypy se ve schopnosti jejich produkce za stejných podmínek liší. Víceletá opakování ukázala shodný trend pro jednotlivé genotypy. Celkový obsah cysteinsulfoxidů dosahoval 3,35 12,8 mg/g sušiny, což odpovídá analýzám provedeným dalšími autory. Kamenetsky et al však mezi genetickými zdroji z centrální Asie našla i klon s obsahem 17,5 mg/g sušiny. Odrůdy registrované v ČR dosahovaly maximálně 11 mg/g sušiny těchto sloučenin, takže je možné se zaměřit na další výběr produktivních klonů. Stabilní a vysoký obsah byl zjištěn u 3 shluků zahrnujících pouze nepaličáky, shluky paličáků nebyly v tomto směru homogenní a 3 shluky neadaptovaných genotypů obsahovaly v průměru nejméně cystein sulfoxidů. Pro sledování příjmu selenu a jeho akumulace byly vybrány odrůdy nepaličáku Japo (celkový obsah cystein sulfoxidů 10,72 mg/g sušiny), Mahrfeld (celkový obsah cystein sulfoxidů 4,24 mg/g), Djambul 1 (celkový obsah cystein sulfoxidů 7,82 mg/g sušiny), Jovan (celkový obsah cystein sulfoxidů 10,17 mg/g sušiny a s vysokým obsahem methiinu v poměru k ostatním cysteinsulfoxidům), Xinjiang Qiemo celkový obsah cystein sulfoxidů 5,2 mg/g sušiny). Obsah minerálních látek (Mg, Zn, Fe a S) nebyl absorpcí selenu ve formě selenanu disodného ovlivněn a nebyly shledány statisticky významné rozdíly. Forma selenové soli byla zvolena na základě doporučení z předcházejících publikací, které ji vyhodnotily jako účinnější než seleničitanové soli (Larsen et al., 2006). Morfologické odchylky nebyly pozorovány. Poldma et al. (2011), který použit aplikaci selenu na list, rovněž nezaznamenal morfologické odchylky, změny ve velikosti stroužků a cibulí. Selen lze tedy aplikovat, aniž je ovlivněn růst plodiny. Výsledky analýzy celkového obsahu selenu dokumentují schopnost česneku akumulovat selen a rozdíly mezi genotypy hodnocené ze tří nezávislých opakování (Obr. 2). Statistická průkaznost bude prezentována po vyhodnocení čtvrtého vegetačního období. Podobně byla prokázána genotypová závislost schopnosti akumulovat selen u pšenice (de Souza et al. 2013) a dalších obilovin (Ilbaz et al ), kde však obsah selenu dosahuje nižších hodnot. Z námi hodnocených vzorků česneku byla nalezena nejvyšší schopnost akumulovat selen u čínského genotypu Xinjiang Qiemo. Jedná se o paličák se spíše nižším zastoupením cystein sulfoxidů. O důvodu této schopnosti lze pouze spekulovat. Provedli jsme také předběžnou specifikaci zastoupení forem selenu se zaměřením na Se 6+. Bylo zjištěno, že i zastoupení této formy je v obohacovaných vzorcích vyšší. 33

34 Obr. 2: Obsah cysteinsulfoxidů (řada 1, modrá) v analyzovaných genotypech česneku, obsah selenu akumulovaného z půdy ošetřeného běžnými hnojivy (řada 2, hnědá) a obsah selenu po přídavku selenanu sodného (řada 3, zelená) dokumentuje schopnost česneku akumulovat selen. Závěr Lze konstatovat, že jednotlivé genotypy česneku se odlišují v obsahu cysteinsulfoxidů jako základních biologicky aktivních látek účastnících se obrany rostliny, že česnek je schopen akumulovat selen, avšak ani při použití doporučených dávek nedosahuje akumulace řádů stovek mikrogramů, jako u jiných rostlinných akumulátorů selenu. Dá se však předpokládat, že jeden stroužek obohaceného česneku denně může doplnit případný deficit tohoto prvku v lidském těle. Dedikace Příspěvek byl vypracován s podporou výzkumného záměru VÚRV, v.v.i. podporovaného Ministerstvem zemědělství MZe a výzkumného projektu Ministerstva školství mládeže a tělovýchovy LD11066 Použitá literatura De Souza, G. A.- De Carvalho, J. G.- Rutzke, M.: Evaluationofgermplasmeffect on Fe, Zn and Se content in wheatseedlings. Plant Science, : Garcia-Lampasona, S.- Asprelli, P.- Luis B. J.: Genetic analysis of a garlic (Allium sativum L.) germplasm collection from Argentina. Scientia Horticulturae, : Hornickova, J.- Velisek, J.- Ovesna, J.- Stavělíkova H: Distribution of S-alk(en)yl-L-cysteine Sulfoxides in Garlic (Allium sativum L.) Czech J. Food Sciences, 27(2009): S232-S235 34

35 Hostetler, C.E.- Kincaid, R.L.- Mirando, M.A.: The role of essential trace elements in embryonic and fetal development in livestock.veterinary Journal, : Ilbas, A. I.- Yilmaz, S.- Akbulut, M.: Uptake and distribution of selenium, nitrogen and sulfur in three barley cultivars subjected to selenium applications. Journal Plant Nutrition, : Larsen, E.H.- Lobinski, R.- Burger-Meyer, K.: Uptake and speciation of selenium in garlic cultivated in soil amended with symbiotic fungi (mycorrhiza) and selenate. Anal. Bioanal. Chemistry, : Li, S.X., Tangfu, Z., Baoshan, Z.: Medical geology of arsenic, selenium and thallium in China. Science Total Environ, : Morales, R. G. F.- Resende, J. T. V.- Resende, F. V.: Genetic divergence among Brazilian garlic cultivars based on morphological characters and AFLP markers. Genetics Mol. Research, : Nogueira, C.W.- Rocha, J.B.T.: Toxicology and pharmacology of selenium: emphasis on synthetic organoselenium compounds. Archives Toxicol., : Padmavathiamma, P. K.- LI, L.Y:Remediation technology: Hyper-accumulation metals in plants. Water Air Soil Pollution, : Poláková Š.: Obsah selenu (Se) v zemědělských půdách v ČR, ÚKZÚZ Brno, Se v_zemedelskych_pudach_cr. pdf Poldma, P.- Tonutare, T.- Viitak, A.: Effect of Selenium Treatment on Mineral Nutrition, Bulb Size, and Antioxidant Properties of Garlic (Allium sativum L.). J. Agric. Food Chem., : Portis, E.- Baudino, M.- Magurno, F:Genetic structure and preservation strategies of autochthonous vegetable crop landraces of north-western Italy. Annals Applied Biol., : Puertollano, M. A.- Puertollano, E.- De Cienfuegos, G.: Dietary Antioxidants: Immunity and Host Defense, Current Topics In Medicinal Chemistry, : Rayman, M. P. Selenoproteins and human health: Insights from epidemiological data: Biochim. Biophysica Acta, : Rayman, M.P:.Selenium supplementation for critical illness reply. LANCET, : Sanmartin, C.- Plano, D.- Font, M.: Selenium and ClinicalTrials: New Therapeutic Evidence for Multiple Diseases. Current Medicinal Chemistry, : Steinbrenner, H. - Speckmann, B.- Sies, H.: Toward Understanding Success and Failures in the Use of Selenium for Cancer Prevention, Antioxidants&Redox Signaling, : Vos, P- Hogers, R- Reijans, M. - Vandelee, T. - Hornes, M. - Frijters, A. - Pot, J. - Peleman, J. - Kuiper, M. - Zabeau, M: Aflp - a new technique for DNA-fingerprinting. NucleicAcidsResearch 23: DOI: /nar/ Published: Nov 2011 Zhu, Y.G.- Pilon-Smits, E. A. H.- Zhao, F.J.: Selenium in higher plants: understanding mechanisms for biofortification and phytoremediation. Trends Plant Sci., : Kontaktní adresa: doc., RNDr. Jaroslava Ovesná, CSc. Výzkumný ústav rostlinné výroby,v.v.i. Drnovská 507, Praha 6 35

36 HARMONOGRAM CHOVU ČMELÁKA ZEMNÍHO (BOMBUS TERRESTRIS L.) PRO OPYLOVÁNÍ RŮZNÝCH DRUHŮ PLODIN Rearing schedule in large earth bumblebee (Bombus terrestris L.) for pollination of various crops Votavová A., Ptáček V. Zemědělský výzkum, s r.o., Troubsko Abstrakt Na základě záznamů z 453 hnízd čmeláků chovaných v letech v laboratořích MU a ZV Troubsko byl vypracován časový plán pro získání několika typů stádií vhodných k opylování. Toto časové schéma bylo v letech ověřováno při cílené produkci hnízd pro opylování 3 typů plodin (ovocné sady, šlechtění okurek, skleníková rajčata). Bylo zjištěno, že vypracované časové schéma je vhodné pro šlechtění okurek a skleníková rajčata, méně je však vhodné pro opylování ovocných sadů. Klíčová slova: Bombus terrestris, laboratorní chov, opylovatel Abstract 453 records from the colonies of laboratory reared bumblebees during the years were statistically processed. Based on these data the time schedule for obtaining several types of pollination stages was prepared. This scheme was verified for the three types of crops (orchards, tomatoes in greenhouses, cultivation of cucumbers). It was found that this scheme was suitable for the production of cucumbers and greenhouse tomatoes, but less suitable for pollination of orchards. Key words: Bombus terrestris, laboratory breeding, pollinator Úvod Čmeláci patří mezi důležité opylovatele celé řady zemědělských rostlin. Například pěstování rajčat si dnes již bez čmeláků ani nelze představit a laboratorně odchovaní čmeláci zachraňují i úrodu v ranně kvetoucích ovocných sadech, kdy včely v chladnějších teplotách nelétají (Morandina 2001a, b; Dasgan, 2004; Thomson, 2001). Poptávku po čmelácích v ČR kryly donedávna výhradně zahraniční firmy zabývající se velkochovem. Ty však nabízejí geneticky odlišnou populaci čmeláka zemního, než jaká se v přírodě na našem území vyskytuje. Dochází tak k vážnému ohrožení autochtonních čmeláků, kteří bez výjimky patří mezi ohrožené druhy. Některé země (např. Norsko, Turecko, Izrael) proto dovoz těchto čmeláků zakázaly (Velthuis and Doorn, 2006). Řešením tohoto problému je vznik laboratoří produkujících domácí populace čmeláků v každé zemi, kde jsou čmeláci využíváni pro opylování. Ačkoliv je laboratorní chov čmeláka zemního již poměrně dobře znám, o aspektech jeho chovu pro komerční účely toho víme jen málo. V této práci přinášíme unikátní výsledky dvouletého testování chovu české populace čmeláka zemního za účelem opylování 3 různých typů plodin. Materiál a metody Čmeláci byli chováni v laboratořích MU v Brně a ZV Troubsko v letech podle metodiky chovu čmeláka zemního Bombus terrestris (Ptáček a kol., 2010). Po vylíhnutí prvních dělnic byla mladá hnízda přemístěna do úlu z dřevěné překližky vystlané novinovým papírem a dále přechovávána v místnosti s teplotou 25 C +/-2 C a 50% vlhkostí. Každé hnízdo bylo vybaveno identifikačním lístkem, kde byly každý den nebo každý druhý den zaznamenány všechny důležité události (založení buňky, zrušení buňky, vylíhnutí prvních dělnic, vylíhnutí prvních královen) a průběžně byl hodnocen také stav hnízda. 36

37 Tyto údaje byly zpracovány programem Statistica a byly stanoveny základní termíny pro dosažení jednotlivých stádií. Celkem bylo do analýzy zařazeno 453 záznamů hnízd. Na základě těchto údajů byl v letech ověřován termínovaný plán chovu pro využití čmeláků pro opylovaní vybraných typů plodin. Termíny kvetení jednotlivých plodin byly odhadnuty pěstiteli na základě jejich zkušeností z dřívějších let. Celkem bylo sledováno 30 hnízd pro ovocné sady, 55 hnízd pro okurky v izolátorech a 20 hnízd pro rajčata ve sklenících. Výsledky a diskuze 1. Termíny chovu Tab. 1 uvádí výsledky statistického hodnocení a průměrný počet dnů potřebný pro dosažení jednotlivých stádií. Tab. 1. Počet dnů potřebný k dosažení jednotlivých stádií rozvoje rodiny. Stadium průměr medián min max smodch A -1.B 19, ,3 1.B -1.D 29, ,3 1.D - maxd 25,1 1.D - K 50, A - maxd 74,6 Vysvětlivky: A-Aktivace, 1.B-1. buňka, 1.D- 1. dělnice, maxd-maximální počet dělnic, K-1. královny Období 1.D maxd je pouze odhadnuto podle zkušeností chovatelů. Jde o dobu kratší o 25 dnů od vylíhnutí první královny. Podle získaných zkušeností je při chovu čmeláků nutné počítat s tím, že ne všechny rodiny se rozvinou stejně. Je proto vždy nutné chovat větší množství hnízd než je požadovaný počet. Záznamy ukázaly, že ze sta aktivovaných královen jich 92 naklade první vajíčka, 70 vychová první dělnice a 67 vytvoří hnízda, která vychovají novou generaci královen (Tab.2). Tab. 2. Procenta matek úspěšných v dosažení určitého stádia rozvoje rodiny. Stádium % Aktivace 100 Plodová buňka 92 První dělnice 70 První matky 67 Ukazatel dosažení stádia produkujícího královny je pouze orientační. Jsou zde započítána hnízda, u kterých došlo k produkci nových královen, i když počet dělnic byl ještě relativně nízký. Naopak některá hnízda s velkým počtem dělnic nové královny nechovala; produkovala pouze samce. Výsledky ukazují, že při startu chovu je nutné mít nejméně o % matek více, než je cílový počet hotových hnízd. 37

38 2. Produkce hnízd pro opylování ovocných sadů. V roce 2012 byl předpokládaný nástup kvetení vybrané odrůdy jabloní stanoven na Matky byly aktivovány z důvodu časové rezervy. V době předpokládané doby kvetení byla hnízda ve velmi vhodném stavu pro umístění do sadu. Skutečná doba kvetení však nastala až , tedy o 15 dní později. Přibližně 1/4 hnízd již v té době nebyla v ideálním stavu (snížený stav živeného plodu, který podmiňuje sbírání pylu) a bylo nutné je nahradit hnízdy jinými. V roce 2013 byl předpokládaný nástup kvetení vybrané odrůdy jabloní stanoven na Matky byly aktivovány Doba kvetení však nastala až ! Z toho důvodu bylo nutné 2/3 hnízd nahradit jinými hnízdy aktivovanými později. 3. Produkce hnízd pro opylování okurek v izolaci. V roce 2012 i 2013 byl stanoven předpokládaný nástup kvetení na Matky byly aktivovány V roce 2012 i 2013 však skutečná doba kvetení nastala až (2012), resp (2013). Na rozdíl od jabloňového sadu, kde je zapotřebí maximálního počtu dělnic v hnízdě, je v tomto případě z důvodu omezeného prostoru a množství potravy v silonových klecích ideální počáteční stádium hnízda. Vzhledem k téměř měsíčnímu dennímu rozdílu v předpokládané a skutečné době kvetení se nacházel v hnízdech již větší počet dělnic, takže bylo nutné jejich počet snížit tvorbou oddělků. Toto opatření však nijak nesnížilo jejich použitelnost. 4. Produkce hnízd pro opylování rajčat ve skleníku. Pro odběr úlků bylo stanoveno několik termínů v 14denních intervalech. Nedošlo ke změnám termínu odběru. Hnízda se vyvíjela dle harmonogramu a odvedla očekávanou práci. Správné načasování chovu čmeláka zemního pro opylování konkrétních plodin je velmi důležité. Čím delší je doba potřebná pro dosažení optimálního stádia, tím významnější je co nejpřesnější odhad doby kvetení. Zatímco se ztrátami v průběhu chovu je celkem jednoduché se vyrovnat aktivováním většího množství matek, při velkých výkyvech v termínu kvetení je nutné připočítat i časový rozsah v aktivaci rezerv, a to je již pro laboratorní chov velká zátěž. Nejvíce patrný je tento problém při produkci hnízd pro ovocné sady. Zatímco v roce 2012 došlo k 15dennímu odkladu, v roce 2013 bylo zpoždění od průměrné doby kvetení až o 37 dní! A to již pro stav čmeláčího hnízda velmi dlouhá doba. Nicméně i přesto v případě, že pěstitel požaduje čmeláky pouze pro opylení konkrétního druhu, není problém s měsíčním odkladem tak palčivý. V případě posunu kvetení o měsíc, lze stále ještě zajistit kvalitní opylení i velkým množstvím pohlavních jedinců, kteří se do této doby v hnízdě ještě vylíhnou. Ovocné stromy zpravidla kvetou 1-2 týdny a i pokročilé hnízdo poskytuje ještě dostatek jedinců, kteří opylení zajistí. Problém však nastává, pokud pěstitel plánuje čmeláky využít na více druhů ovocných stromů v pořadí jak nakvétají (např. meruňky, jablka, švestky). V takovém případě potřebuje, aby se opylovací síla hnízda udržela nejméně 1,5 měsíce, na což se nelze u starších hnízd, které již plodují jen minimálně, spolehnout. Nicméně nezřídka se stává, že hnízda umístěná v přírodě chytnou druhý dech a doba života hnízda se prodlouží. Je proto vždy nutné znát účel a očekávanou dobu opylování čmeláky. Pro případy přesunů úlků v sadech je vhodné mít k dispozici hnízda před vrcholem vývoje. V případě opylování dalších testovaných rostlin již výkyvy v termínu kvetení nejsou tak problematické. Při šlechtění okurek se v izolátoru nachází velký počet samičích květů a malý počet květů samčích, což vede k nedostatku pylu. Na opylení proto stačí počáteční stádium 38

39 hnízda matka s 20 dělnicemi nebo oddělek s plodem a dělnicemi, který nemá příliš velké množství plodu. Při produkci hnízd pro skleníková rajčata nedošlo k výkyvu v termínu kvetení. Při dodržení termínu chovu a určitého počtu rezerv je produkce hnízd bez problémů. Závěr Časové plánování v chovu čmeláka zemního je nezbytným předpokladem pro jeho využívání k opylovacím účelům. Ověřili jsme si, že na základě znalosti průměrné doby dosažení vhodného stádia hnízda a statistického vyhodnocení úspěšnosti je možné chov cílit ke konkrétnímu datu kvetení a tím jej zefektivnit. Tato strategie se osvědčila při opylování okurek a rajčat v izolaci. Při opylování ovocných sadů je však nutné počítat s až více než měsíčním rozdílem v době kvetení. Přesto je třeba vycházet z termínů nejranějších, protože je lépe mít hnízda starší, ale početná, než žádná. Případný pokles jejich aktivity musí chovatel nahradit z rezerv. Pro optimalizaci opylování je výhodný stálý kontakt mezi oběma stranami. Dedikace Děkujeme Technologické agentuře České republiky za podporu projektu TA Použitá literatura Dasgan H. Y., Özdogan A. O., Kaftanoglu O., Abak K. (2004): Effectiveness of Bumblebee Pollination in Anti-Frost Heated Tomato Greenhouses in the Mediterranean. Turk. J. Agric. For., 28: Morandina a L. A., Laverty T. M., and Kevan P. G. (2001): Effect of Bumble Bee (Hymenoptera: Apidae) Pollination Intensity on the Quality of Greenhouse Tomatoes. J. Econ. Ent. 94(1): Morandina b L. A., Laverty T. M., and Kevan P. G. (2001): Bumble Bee (Hymenoptera: Apidae) Activity and Pollination Levels in Commercial Tomato Greenhouses. J. Econ. Ent. 94(2): Ptáček V. a kol. (2010): Základy hromadného chovu čmeláka zemního (Bombus terrestris L.) a jeho využití k opylování. Upl. cert. metodika 12/10.VÚP a ZV Troubsko, 310 výt. ISBN: , 34 s. včetně obr. příl. Thomson J. D., Goodell K. (2001): Pollen removal and deposition by honeybee and bumblebee visitors to apple and almond flowers J. App. Ecol. 38 (5): Velthuis H. H. W., van Doorn A. (2006): A century of advances in bumblebee domestication and the economic and environmental aspects of its commercialization for pollination. Apidologie 37: Kontaktní adresa: Mgr. Alena Votavová Zemědělský výzkum, s. r.o., Zahradní 400/1, Troubsko

40 VÝZNAM VLASTNOSTÍ SEMEN A KOŘENŮ PRO PRODUKCI ROSTLIN Importance of seed and root traits for crop production Bláha L. 1, Janovská D. 1, Vyvadilová M. 1, Heřmanská A. 3, Pazderů K. 2 1 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha-Ruzyně 2 Česká zemědělská univerzita v Praze 3 SELGEN, a.s., Šlechtitelská stanice Úhřetice Abstrakt Výsledky hodnocení vlastností semen a kořenů potvrzují jejich význam pro zvýšení produkce polních plodin. Zhoršující se kvalita půdy v posledních letech, zvyšující se variabilita počasí a dlouhá období sucha přímo potvrzují nutnost zvýšit podporu tomuto výzkumu..z výsledků též vyplývá vzájemný vliv vlastností semen, kvality kořenů a nadzemní části rostlin. Klíčová slova: obilniny, vlastnosti semen a kořenů, provenience osiva, farmářské osivo, vitalita Abstract The results confirm the importance of the seeds and roots characteristics to improve crop production. The deteriorating quality of soil in recent years, increasing variability of weather and long periods of drought directly support the need to increase activity in this research.obtained results also show influence of seed quality characteristics on roots and above ground parts of the plant. Relationship exists also vice versa. Key words: cereals, seed traits, root traits, seed provenance, farmers seed, vitality Úvod V současné době živí lidstvo na Zemi převážně 158 základních plodin a 18 druhů živočichů. Pouze přibližně 10 % plochy souše je využíváno jako orná půda (FAOSTAT, 2011). Uplatnění vědy a výzkumu nemá, nemůže a pravděpodobně ani nikdy nebude mít vliv na všechny zemědělské aktivity, ačkoliv pokrok při uplatňování výsledků výzkumu je zřejmý a do budoucna bude stálou nutností. Předpovědi budoucího vývoje klimatu se různí, ale zvyšující se variabilita průběhu počasí je vysoce pravděpodobná. Problematikou vývoje budoucího zemědělství se zabývá v rozsáhlé práci Niggli (2009). Ten uvádí, že jedním ze způsobů, jak zvýšit udržitelnost zemědělství a tím výroby potravin, je zvyšování adaptability rostlin k vnějším stále více proměnlivým podmínkám prostředí. V současnosti se výzkum zaměřuje na využití genových manipulací a vytváření počítačových modelů rostlin jednotlivých plodin. Hledají se antistresové látky pro jednoduchou aplikaci na rostliny s cílem omezit vliv stresových podmínek při pěstování (Pazderů a Bláha, 2013). Řada prací je zaměřena na problematiku zvyšování intenzity fotosyntézy a efektivnosti využití vody, které ovlivňují i další procesy v rostlinách (Našinec, 2009). Relativně zanedbávaným oborem výzkumu je studium vlastností semen a kořenového systému, často chybí přístup z hlediska fyziologie celistvosti rostliny (Pazderů, 2013). Zde se nabízí také využití genetických zdrojů odolnosti vůči abiotickým stresorům, krajových odrůd a planých druhů. Výběr na požadované znaky kořenů může zlepšit celou řadu vlastností rostlin, obdobně, jako kvalitní osivo. Významné je zaměření na zlepšení poměru sušiny kořenů a nadzemní části ve prospěch kořenové soustavy či dosažení jejich optimálního poměru. V současnosti se v ekologickém zemědělství využívají různé zdroje osiv od ekologicky certifikovaných až po farmářská osiva, která mají ale různou kvalitu podle pěstebních podmínek. Nedostatek ekologicky certifikovaného osiva je velmi často nahrazován opakovanými přesevy (Konvalina a Moudrý, 2007). Cílem této práce bylo stanovit vliv 40

41 původu osiva na vlastnosti kořenů a sklizených semen následné generace a zhodnotit význam vlastností kořenů pro dosažení vysokého výnosu. Materiál a metody V tabulce je uveden seznam testovaných materiálů obilnin, rozlišený podle plodiny, provenience a odrůdy. Farmářská osiva byla získána přímo od farmářů, kdy za farmářské lepší bylo považováno osivo z půdních podmínek bohatých na živiny a organické látky, farmářské horší osivo bylo oproti tomu z horších půdních oblastí. Plodina Odrůda Původy osiva Pšenice jarní SW Kadrilj certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepší, farmářské horší Pšenice.jarní Vinjet certifikované ekologické, konvenční Ječmen.jarní Pribina certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepší, farmářské horší Ječmen.jarní Xanadu certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepší Oves pluchatý Vok certifikované ekologické, konvenční, farmářské horší, farmářské lepší Oves pluchatý Neklan certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepší Oves nahý Izák certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepší, farmářské horší Oves nahý Saul certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepší, farmářské horší Pšenice dvouzrnka Rudico konvenční, farmářské lepší, farmářské horší Laboratorní pokusy: Hodnocení klíčivosti, dynamiky klíčení, délky kořínků klíčních rostlin, rychlosti příjmu vody a efektivnosti jejího využití, vlastností kořenů a metoda simulace klíčení v podmínkách stresu byla v našich předchozích pracích (zejména Bláha et al., 2011). Polní doplňkový pokus: Pokus byl založen v kvalitní půdě (podle obsahu živin a organických látek, struktury atd.) za účelem posouzení vlivu provenience v řízených podmínkách na lokalitě Ruzyně. Rostliny všech genotypů a proveniencí byly pěstovány v přesném sponu s hustotou výsevu 400 rostlin na metr čtvereční, na malých parcelkách (4m 2 ) v blokovém uspořádaní pokusu ve třech opakováních. Voda do půdy byla doplňována tak, aby její obsah byl optimální. Postupnými odběry se hodnotil nárůst biomasy, na konci vegetace základní výnosové prvky a sušina v době zralosti. Výsledky a diskuze Vliv provenience osiva na kořenový systém se projevil u všech sledovaných znaků, nejvíce však u objemu, tedy u povrchu kořenů (Obr.1), který též koreloval s výnosem rostlin z doplňkového pokusu v době metání(r=0,83**). Obr. 1: Vliv provenience na objem kořenů juvenilních rostlin(100 ks) Jak dále ukazuje obrázek 2, provenience osiva má kladný vliv na klíčivost i po třech letech skladování v laboratorní místnosti bez klimatizace. 41

42 Mezi plodinami a jednotlivými odrůdami jsou samozřejmě značné rozdíly. Vzhledem k rozsahu výsledků nelze hodnotit každou zvláště, proto je zde uváděn převážně obecný trendtedy průměr přes provenience. Z výsledků je ale zřejmé, že i když existují rozdíly mezi genotypy, tak vždy kvalitnější osivo produkovalo kvalitnější kořenový systém (r=0,96**). Obr. 2: Průměrná klíčivost v % po třech letech skladování v lavboratorních podmínkách (Bláha et al., 2011) Obrázky 3 a 4 zobrazují vliv provenience semen na délku kořínků a vitalitu stanovenou jako klíčivost semen po dvou dnech. Obr. 3: Průměrná délka hlavních kořínků po týdnu klíčení v klimaboxu ve standardních podmínkách (Bláha et al., 2011) Obr. 4: Průměrná klíčivost za dva dny (vitalita) u jednotlivých proveniencí osiva Obrázek 5 zobrazuje rychlost klíčení semen jednotlivých proveniencí. U farmářského horšího osiva je relativně vysoká klíčivost, protože má nižší hmotnost, menší objem obilek a proto přijatá voda dříve stačí na počátek klíčení. V ostatních hodnocených parametrech jsou většinou farmářská osiva horší (zde nejsou uvedeny). 42

43 Obr. 5: Průběh klíčení u jednotlivých proveniencí osiva Obr. 6 a, b: Vliv původu osiva na vzcházení v podmínkách sucha (6a - dobrá partie, 6b - špatná partie, levá miska z dvojice optimální podmínky, pravá miska stres)foto K. Pazderů 6 a 6 b Na obrázcích 6 a, b je zobrazen doplňkový pokus, zaměřený na roli původu osiva. Nebyl sledován vliv lokality, ale vliv partie na vzcházení rostlin v podmínkách stresu suchem - odrůda jarního ječmene Bojos, kategorie C1. Z výsledků vyplývá, že i když rozdíly v hmotnosti semen nebyly tak velké, ostatní fyziologické a biochemické procesy při klíčení a vzcházení se lišily. Toto bývá dáno celou řadou vlivů (anatomie, obsah organických.a anorganických látek, fytohormonů atd.).jak ukazuje obrázek 7 osivo farmářské provenience má vždy mírně vyšší obsah makroprvků (mg/kg sušiny). U mikroprvků žádná závislost nebyla prokázána.obdobné výsledky jsme zjistili i u dalších plodin. U řepky ozimé osivo s dobrou klíčivostí, vitalitou, vhodnou proveniencí a s odolností vůči působení stresů během klíčení zaručuje nejen lepší vzcházivost, růst a vývoj kořenové soustavy, ale i zvýšenou celkovou odolnost vůči nejvýznamnějším fyzikálním stresorům působícím během další vegetace. Tyto vlastnosti ovlivňují nejen kvalitu založeného porostu, přezimování a další růst, vývoj, ale i konečný efekt pěstitelského úsilí, tj. na výnos semene. Kvalitní osivo může zvýšit výkon až o 10 %. Obr. 7: Obsah živin v obilkách z jednotlivých proveniencí (odrůda SW Kadrilj) Laboratorně stanovená vzcházivost osiva může přispět k predikci výše výnosu. Největší vliv na výnos a suchovzdornost řepky ozimé má objem i délka kořenového systému a rychlý vývoj kořenů, zvláště v časných vývojových fázích po vzcházení. Dalším významným znakem 43

44 kořenového systému je rychlost regenerace a růstu kořenů po ukončení zimního období a zlepšení poměru hmotnosti sušiny kořenů a nadzemní části ve prospěch kořenové hmoty především v podmínkách sucha během vegetace. Důležitost jednotlivých znaků však určuje lokalita, průběh počasí, provenience a původ odrůdy (Bláha 2011 a,b, Bláha et al. 2011).K měření kořenů je možno při jejich hodnocení s úspěchem použít elektrickou kapacitu kořenů, zejména v podmínkách optimální zásobenosti vodou (Heřmanská et al., 2012, Heřmanská a Bláha 2012 a,b). Jednoduchá metoda měření elektrické kapacity velikosti kořenového systému rostlin dokáže vyselektovat genotypy s větším kořenovým systémem (Chloupek, 1977, Středa, 2009). Naměřené hodnoty se uvádějí v jednotkách kapacity nanofaradech (nf). Odrůdy plodin, které mají schopnost vyvinout větší kořenový systém, jsou nejen předpokladem tolerance k suchu, ale mohou zajistit i výnosovou stabilitu v suchých letech (Heřmanská a Bláha, 2012). Hodnoty průměrné elektrické kapacity kořenového systému (nf) u sedmi odrůd pšenice jarní ve fázi sloupkování a metání pozitivně, většinou průkazně korelují s vlastnostmi kořenů (Obr.8). Obr. 8: Průměrná elektrická kapacita kořenového systému (nf) pšenice jarní ve fázi sloupkování a metání na třech lokalitách v letech (odrůdy Amaretto (AM), Barbaro-B (BA), Bhouth 4 (BH), Frontana (FR), Granny (GR), Septima (SE),-Zuzana (ZU)/ Pomocí elektrické kapacity kořenového systému byly ke křížení vybrány rodičovské odrůdy. Efektivní byl výběr jedinců v generaci F 2 a F 3. Položíme-li si nyní otázku, zda je možná selekce rostlin pomocí elektrické kapacity kořenů, jednoznačně můžeme říci ano. Nejen na základě výše uvedených výsledků (Heřmanská et al., 2012), ale i výsledků dalších autorů, lze pravděpodobně provádět výběr rostlin na velikost kořenového systému pomocí této metody. Porovnáváme-li vlastnosti hodnocených kořenů s elektrickou kapacitou kořenového systému v jednotlivých prostředích - ve standardním prostředí, v podmínkách snížené zásobenosti vodou a v celovegetačním suchu, pro tři důležité základní parametry kořenů - sušinu, objem a délku v době počátku nalévání zrna, tak z výsledků vyplývá, že nejvhodnější prostředí pro měření je standardní prostředí. Závěr Výsledky potvrzují význam zaměření na vlastnosti kořenů a semen v rostlinné výrobě. Zhoršující se kvalita půdy v posledních letech, zvyšující se variabilita počasí a dlouhá období sucha přímo potvrzují nutnost zvýšit podporu výzkumu vlastností kořenového systému a semen, zejména v souvislosti s odolností vůči stresům. Zde se nabízí také využití genetických zdrojů odolnosti, krajových odrůd a genetických zdrojů planých druhů. Kvalitní kořenový systém může zlepšit celou řadu vlastností rostlin, právě tak, jako kvalitní osivo. Dedikace Práce vznikla za podpory projektů NAZV QI91C123, QH82285 a Záměru MZE

45 Použitá literatura Konvalina, P., Moudrý, J. (2007): Volba odrůdy,struktura pěstování a výnosu hlavních obilnin v ekologickém zemědělství. In: Sborník konference "Ekologické zemědělství 2007", , ČZU, Praha: 67-69, ISBN: Bláha, L., Laskafeld, D., Stehno, Z., Capouchová, I., Konvalina, P.: Hodnocení vlastností a praktického použití certifikovaných a farmářských osiv u obilnin. In: Osivo a sadba, sborník referátů, 2011, X. Odborný a vědecký seminář:50-56, ISBN Bláha, L. (2011): Influence of seed quality on the root growth and development. Proceedings of 7th International Symposium on Structure and Function of Roots, September 5-9, 2011, Nový Smokovec, Slovakia: Bláha, L. (2011): Vliv původu a odrůdy semen řepky na klíčivost v různých teplotních podmínkách. Proceedings of 10th Scientific and Technical Seminar on Seed and Seedlings Location: Czech Univ Life Sci, Prague, Czech Republic, February 10, 2011: Bláha, L. (2011): Znaky adaptability k podmínkám stresu u zemědělských plodin. Salaš, P. (ed): "Rostliny v podmínkách měnícího se klimatu". Lednice , Úroda, vědecká příloha: , ISSN Bláha, L.,Vyvadilová, M., Klíma, M. (2011): Vliv genotypových rozdílů v parametrech kořenového systému na suchovzdornost a výnos řepky ozimé. Úroda 12, Vědecká příloha: Bláha, L.,Heřmanská, A. (2012): Možnost selekce pšenice pomocí elektrické kapacity kořenů, Úroda 12: Bláha, L., Vyvadilová, M., Klíma, M. (2011): Vliv vlastností semen na výnos vybraných genotypů řepky ozimé. Nové poznatky z genetiky a šlachtenia polnohospodárskych rastlín. Zborník z 18. vedeckej konferencie, Piešťany VÚRV, 2011: FAOSTAT (2011). On - line: Dostupné z: Heřmanská, A., Bláha, L., Bižová,I. (2012): Selection for drought resistance of wheat using electrical capacity measurements as indicator of root system size. In:Tagungsband der 63.Jahrestagung der Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs.LFZ Raumberg-Gumpenstein 2013: , ISBN Heřmanská, A., Bláha, L.(2012): Velikost kořenového systému možné selekční kritérium pro suchovzdornost pšenice, Úroda 12, vědecká příloha: , ISSN, Chloupek, O.: Evaluation of size of a plant s root system using its electrical capacitance. Plant Soil 48, 1977: Našinec, I. (2009): Problematika testování suchovzdornosti trav, in: Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin In.:Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin, celostátní konference: Niggli, U. (2009): Projet d une plate-forme technologique européenne sur l agriculture biologique : Une vision pour la recherche en agriculture biologique à l horizon Innovations Agronomiques 4: Pazderů, K., Bláha, L (2013): Trends in Plant Breeding and Seed Production to Improve Abiotic Stress Tolerance. In: 11 th Scientific and Technical Seminar on Seed and Seedlings, CULS Prague: 29-33, ISBN Pazderů, K. (2013): From the Seed to the Plant. In: Importance of Plant Integrity in Research, Plant Breeding and Production. Crop Research Institute, Prague:61-67, ISBN: Středa, T., Dostál, V., Chloupek, O. (2009): Šlechtění a výběr odrůd obilnin s větší tolerancí k suchu. Úroda 57, 5: Kontaktní adresa: Ing. Ladislav Bláha, CSc. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská 507/73, Praha 6-Ruzyně 45

46 VLIV INTENZITY MULČOVÁNÍ NA MNOŽSTVÍ MIKROSKOPICKÝCH HUB VE VZDUCHU Effect of mulching intensity on the amount of microscopic airborne fungi Hortová B. 1, Palicová J. 1, Strejčková M. 2, Cholastová T. 2, Nedělník J. 2 1 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha - Ruzyně 2 Zemědělský výzkum, spol. s r.o., Troubsko Abstrakt V roce 2012 byl sledován výskyt mikroskopických hub ve vzduchu v travních porostech. Maloparcelové pokusy byly založeny na dvou lokalitách (Troubsko, Zubří), na každé z nich byly použity dvě varianty ošetření mulčováním (intenzivní a extenzivní). Odběr vzduchu probíhal sedimentační metodou. Nejčastěji byli zaznamenáni zástupci rodu Penicillium, Cladosporium a Fusarium. Intenzita mulčování ani lokalita neměla statisticky průkazný vliv na výskyt hub rodu Fusarium. Vzdušná mykoflora sledovaných travních porostů byla zastoupena výhradně rody mikromycetů, které zahrnují známé patogenní, oportunistické či alergenní druhy. Klíčová slova: travní porosty, mulčování, Fusarium Abstract In 2012 was the occurrence of airborne microscopic fungi monitored. Small plot trials were established on two localities (Troubsko, Zubří), two variants of treatment (intensive and extensive) were applied. The sedimentation method was used for air collection. The members of genera Penicillium, Cladosporium and Fusarium were recorded most frequently. Mulching intensity and character of locality did not show any statistically significant effect on the occurrence of the genus Fusarium. Airborne mycoflora of studied grassland was represented exclusively by micromycete genera, which include well-known pathogens, opportunistic and allergenic species. Key words: grassland, mulching, Fusarium Úvod Trvalé travní porosty (TTP) zaujímají v České republice téměř čtvrtinu z celkové výměry zemědělské půdy. Mají nezastupitelnou úlohu nejen jako zdroj obživy pro hospodářská zvířata, ale mají také velký význam z hlediska ochrany půdy, vodních zdrojů, zajištění vysoké biodiverzity ekosystémů a patří zároveň mezi nejdůležitější krajinotvorné prvky (Gaisler et al. 2010). Podmínkou pro plně funkční travní porost po stránce produkční i mimoprodukční je jeho pravidelná údržba. Mulčování představuje alternativní způsob obhospodařování travních porostů, při kterém je strojově většina nadzemní biomasy oddělena od strniště, rozdrcena a rozhozena pokud možno rovnoměrně zpět na strniště (Mládek et al. 2006). Travní porosty jsou tvořeny pestrými společenstvy trav, jetelovinami a dalšími bylinnými druhy. Tyto fytocenózy jsou hojně osidlovány mikroskopickými houbami, jak patogenními, tak saprofytickými. Mezi nejběžnější a nejčastější patří rod Fusarium, především druhy F. graminearum, F. sporotrichioides, F. equiseti, F. oxysporum, F. avenaceum, F. culmorum a F. poae (Klimeš 1997, Inch and Gilbert 2003, Voženílková et al. 2010). Jedná se o významné kontaminanty jednak rostlinného materiálu, ale také vzduchu. Při údržbě travních porostů se jejich partikule, spory a hyfy, uvolňují do ovzduší a mohou způsobovat mykózy (vnější i vnitřní), alergické reakce, chronické rýmy nebo astma. V ovzduší se dále vyskytují zástupci rodu Alternaria, Cladosporium a Penicillium. Mnohé z těchto hub se navíc řadí mezi producenty mykotoxinů, které mohou mít karcinogenní nebo mutagenní účinky (Cvetnić and Pepeljnajk 1997, Hameed and Awad 2005, Nardoni et al. 2005, Kakde and Kakde 2013). 46

47 Při studiu vzdušné mykoflóry jsou užívány nejrůznější metody a přístroje. Sedimentační metoda je nejstarší, nejjednodušší a nejlevnější. Tomšíková a Nováčková (1971) uvádějí, že je-li metoda používána za stejných podmínek, jsou získané výsledky velmi spolehlivé. Vyskytují se ale též kritiky, že sedimentační metoda je selektivní a poskytuje výhody těžším sporám (Šimordová 1978). Je tedy doporučeno využívat tuto metodu spíše pro identifikaci druhů přítomných v ovzduší a ne pro jejich kvantitativní vyhodnocení. Mikroorganismy ve vzduchu jsou obvykle kvantifikovány buď přímým počítáním pomocí mikroskopu nebo kultivační metodou - zachycování mikroorganismů na vhodné médium (Fišar a kol. 1990). Většina autorů, kteří používají kultivační metodu, neztotožňuje počet vyrostlých kolonií s počtem spor ve vzduchu, ale používá termín CFU ( colony forming units ), což označuje jednotky, které jsou schopné vytvořit kolonii. Tento termín je přesnější, protože skutečný počet spor ve vzduchu je větší než počet narostlých kolonií. Cílem práce bylo sledovat vliv intenzity mulčování travních porostů na množství mikroskopických hub ve vzduchu se zaměřením na zástupce rodu Fusarium. Materiál a metodika Na dvou lokalitách (Troubsko, Zubří) byly založeny maloparcelové polní pokusy. V rámci těchto ploch byly odlišeny dvě varianty ošetření (intenzivní 4 mulčování/vegetaci a extenzivní 2 mulčování/vegetaci). Odběr vzduchu probíhal sedimentační metodou pomocí agarových ploten (1 Petriho miska na parcelu, doba expozice 10 minut), vždy 14 dní po posledním mulčování, termíny odběru: intenzivní ošetření: 30.5., 11.7., 4.9., , extenzivní ošetření: 21.6., Petriho misky s agarovým médiem (bramborovodextrózový agar - PDA) byly rozmístěny do porostu. Zachycené mikroskopické houby byly determinovány morfologicky pouze do rodů, zástupci rodu Fusarium i druhově, a to na základě morfologických a molekulárně-genetických znaků. Získaná data byla statisticky zpracována analýzou rozptylu (ANOVA, homogenita rozptylů byla ověřena Levenovým testem) v programu Statistica 10. Výsledky a diskuze Kvalitativní analýza vzorků vzduchu (viz graf 1, 2) ukázala, že ve všech variantách výrazně převažovaly houby rodu Penicillium. V Zubří při extenzivním ošetření se zástupci rodu Penicillium vyskytovali s 62,5% frekvencí, při intenzivním ošetření s 83,7% frekvencí. V Troubsku byl však zaznamenán vyšší počet zástupců tohoto rodu u extenzivní varianty (75,7%) než u intenzivní (68,4%). Druhý nejvýznamnější rod Cladosporium se vyskytoval na obou lokalitách s podobnými frekvencemi, vždy více v extenzivně ošetřeném porostu (Zubří 14,9%, Troubsko 16,6%) než v intenzivně ošetřeném (Zubří 5,2%, Troubsko 6,8%). Nejvyšší výskyt zástupců rodu Alternaria byl zjištěn v Troubsku při intenzivním ošetření (15,2%) oproti extenzivnímu (0,2%). Na lokalitě Zubří se vyskytoval tento rod s frekvencí 7% (intenzivní ošetření) a 1% (extenzivní). Zástupci rodu Fusarium byli izolováni v Zubří častěji ze vzduchu u extenzivně mulčovaných ploch (6,7%) než u intenzivních (0,2%). V Troubsku tomu bylo naopak (extenzivní 1,1%, intenzivní 2,2%). V menší míře byly zaznamenáni zástupci rodů Mucor (max.1,3%), Stemphylium (pouze v Zubří 0,1%) a několik typů sterilních mycelií (max. 6,5%). Kromě mikroskopických hub se ve vzorcích vyskytovaly také bakterie (max. 5,5%). Z výsledků je patrné, že nelze vysledovat závislost mezi intenzitou mulčování a množstvím CFU jednotlivých rodů mikroskopických hub ve vzduchu. Naše hypotéza, že vzdušná mykoflora nad extenzivně mulčovanými plochami bude kvantitativně bohatší oproti intenzivní variantě, stejně jako mykoflora extenzivně mulčované travní hmoty (Hortová a kol v tisku), se nepotvrdila. U každého rodu tomu bylo jinak a někdy se lišily i obě lokality. Použitá sedimentační metoda zřejmě nepostačuje k objasnění této závislosti. Dává spíše 47

48 Alternaria Basipetospora Cladosporium Fusarium Penicillium Mucor sterilní mycelia bakterie Alternaria Basipetospora Cladosporium Fusarium Penicillium Mucor sterilní mycelia bakterie Alternaria Basipetospora Cladosporium Fusarium Penicillium Stemphylium Mucor sterilní mycelia bakterie Alternaria Basipetospora Cladosporium Fusarium Penicillium Stemphylium Mucor sterilní mycelia bakterie Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu informaci o rodovém spektru mikroskopických hub v ovzduší testovaných travních porostů. Kvantitativní údaje mohou být patrně zkreslené vlivem velkého množství kolonií na agarových plotnách, tudíž obtížného počítání jednotlivých kolonií. Výskyt zástupců rodu Fusarium v jednotlivých variantách byl statisticky vyhodnocen z hlediska působení 2 faktorů: intenzity mulčování a lokality. Vliv těchto faktorů na výskyt hub rodu Fusarium nebyl statisticky prokázán, intenzita mulčování (p=0,24), lokalita (0,38) viz tab. 1. Z druhového spektra rodu Fusarium byly nejčastěji zaznamenány F. poae, F. culmorum a v menší míře také F. avenaceum Rodové spektrum vzdušné mykoflory mulčovaných travních ploch je obdobné jako u autorů, kteří se zabývali studiem toxinogenních druhů v atmosféře (Ctvetnić and Pepeljnjak 1997), studiem mikromycetů v ovzduší Prahy (Patáková 1997, Štejfová 1981, Hajná 1996) a Plzně (Tomšíková a Nováčková 1970). Ve vzdušné mykofloře mulčovaných ploch byl nižší podíl zástupců rodu Cladosporium, kteří patřili mezi nejhojnější ve zmiňovaných studiích. Hameeda and Khodera (2001) uvádějí, že pěstitelské celky trvalých travních porostů mají velký podíl na výskytu spor patogenních druhů hub v ovzduší. Z lékařského hlediska je zajímavý fakt, že všechny izolované rody mikromycetů zahrnují známé patogenní, oportunistické či alergenní druhy. Mezi nejvýznamnější vzdušné alergeny jsou všeobecně považovány konidie hub rodů Alternaria a Cladosporium (Achatz et al. 1995, Lacey 1996). Graf 1: Frekvence výskytu (%) mikroskopických hub na lokalitě Zubří % Frekvence výskytu (%) mikroskopických hub na lokalitě Zubří extenzivní ošetření intenzivní ošetření Graf 2: Frekvence výskytu (%) mikroskopických hub na lokalitě Troubsko Frekvence výskytu (%) mikroskopických hub na lokalitě Troubsko % extenzivní ošetření intenzivní ošetření Tab. 1: Statistické vyhodnocení výskytu hub rodu Fusarium (ANOVA) Efekt Abs. člen Lokalita Ošetření Chyba SČ Stupně volnosti PČ F p 5953, ,500 27, , , ,750 0, , , ,167 1, , , ,306 48

49 Závěr Trvalé travní porosty plní řadu produkčních a mimoprodukčních funkcí a způsob obhospodařování je důležitý faktor, který zabezpečuje jejich správné fungování. Tyto pěstitelské celky jsou hojně osidlovány mikroskopickými houbami, jejichž spory se nevhodnými zásahy uvolňují do ovzduší a mohou způsobovat řadu onemocnění. Z výše uvedených výsledků není patrný rozdíl mezi množstvím CFU jednotlivých rodů mikroskopických hub ve vzduchu u extenzivně a intenzivně mulčovaných travních porostů. Tato vzdušná mykoflora je zastoupena rody mikromycetů, které zahrnují známé patogenní, oportunistické či alergenní druhy. Dedikace: Práce byla podpořena projektem Mze ČR NAZV č. QI 111C016. Literatura Achatz G., Oberkofler H., Lechenauer E., Simon B., Unger A., Kandler D., Ebner C., Prillinger H., Kraft D. and Breitenbach M (1995): Molecular cloning of major and minor allergens of Alternaria alternata and Cladosporium herbarum. Molecular Immunology 32: Cvetnić Z., Pepeljnjak S. (1997): Distribution and mycotoxin-producing ability of some fungal isolates from the air. Atmospheric environment 31: Fišar Z., Hýsek J., Binek B. (1990): Quantification of airborne microorganisms and investigation of their interactions with non-living particles. International Journal of Biometeorology 34: Gaisler J., Pavlů V., Pavlů L., Mikulka J. 2010: Extenzivní obhospodařování trvalých travních porostů v podhorských oblastech mulčováním. VÚRV, v.v.i., Praha 6-Ruzyně: 24. Hammed A. and Khoder M.I. (2001): Suspended particulates and bioaerosols emitted from an agricultural nonpoint source. Journal of Environmental Monitoring 3: Hortová B., Palicová J., Strejčková M., Cholastová T., Nedělník J. (2013): Mykobiota na mulčovaných plochách. In: 3. Česko-slovenská vědecká mykologická konference, Olomouc (v tisku). Inch S. and Gilbert J. (2003): The incidence of Fusarium species recovered from inflorescences of wild grasses in southern Manitoba. Candian Journal of Plant Pathology 25: Kakde U. B. and Kakde H. U. (2012): Incidence of post-harvest disease and airborne fungal spores in a vegetable market. Acta Botanica Croatica 71: Klimeš F. (1997): Lukařství a pastvinářství: Ekologie travních porostů. JU ZF České Budějovice: 140. Lacey J.(1996): Spore dispersal its role in ecology and disease: the British contribution to fungal aerobiology. Mycological Research 100: Mládek J., Pavlů V., Hejcman M., Gaisler J. (eds.) 2006: Pastva jako prostředek údržby trvalých travních porostů v chráněných územích. VÚRV, v.v.i., Praha 6-Ruzyně: 104. Patáková J. (1997): Studium mikromycetů v aspirabilní frakci prašného aerosolu v ovzduší Prahy. 109 p., ms. [Dipl. pr., depon. In: Knih. kat. botaniky PřF UK Praha]. Šimordová M. (1978): Mikroflóra ovzduší u různých zemědělských technologií a metody jejího sledování. 109 p., ms. [Postgr. pr., depon. In: Knih. kat. botaniky PřF UK Praha]. Tomšíková A., Nováčková D. (1970): Zum Studium der opportunischen Pilze. I. Pilzflora in der Atmosphäre von Pilsen (ČSSR) (Teil A). Mykosen 13(2): Voženílková B., Klimeš F., Kobes M., Suchý K., Květ J. (2010): Influence of mowing on phytopathological aspects of mountain meadows dynamics. Ekológia 29: Kontaktní adresa: Ing. Hortová Bronislava VÚRV, v.v.i., Drnovská 507/73, Praha 6-Ruzyně 49

50 ZHODNOCENÍ SPEKTRA HUB RODU FUSARIUM NA TRVALÝCH TRAVNÍCH POROSTECH S VYUŽITÍM DRUHOVĚ SPECIFICKÉ PCR Evaluation of Fusarium spp. occurring on the permanent grassland using species specific PCR Cholastová T. 1, Hortová B. 2, Palicová J. 2 1 Zemědělský výzkum, s.r.o., Troubsko 2 Výzkumný ústav rostlinné výrob, v.v.i. Abstrakt V letech 2011 a 2012 bylo sledováno spektrum nejčastěji se vyskytujících patogenních hub r. Fusarium na trvalých travních porostech (TTP). S využitím druhově specifické PCR byly sledovány 4 druhy fuzárií (F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum a F. poae). Hodnocení bylo prováděno u dominantních druhů jílek mnohokvětý a jetel luční v lokalitě Závišice (281 m. n. m.) a psárka luční, trojštět žlutavý a jetel plazivý v lokalitě Lukov (334 m. n. m.). Na uvedených lokalitách byl zjišťován výskyt druhů rodu Fusarium ve vzorcích zelené hmoty a ve vzduchu. Ze 4 sledovaných patogenů r. Fusarium byl nejčastěji detekovaným druhem vyskytujícím se na trvale travních porostech (zelená hmota, vzduch) jednoznačně druh F. avenaceum, v menší míře následovaly F. poae a F. culmorum. V minimálním množství byl zastoupen druh F. graminearum. Klíčová slova: Fusarium spp., PCR, patogen specifické primery, trvalé travní porosty Abstract The presence of the most common pathogenic fungi from genus Fusarium, which is occurring on permanent grassland, was monitored during the years 2011 and Using species specific PCR the occurrence of four Fusarium species were investigated (F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum and F. poae). The evaluation was carried out on dominant species Italian ryegrass (Lolium multiflorum) and red clover (Trifolium pratense) at the locality Závišice (281 m. a. s. l.) and meadow foxtail (Alopecurus pratensis L.), yellow oat grass (Trisetum flavescens) and white clover (Trifolium repens) at the locality Lukov (334 m. a. s. l.). In the area of interest with permanent grassland the following variants were evaluated: green matter and air. The most frequently detected species occurring on permanent grassland, isolated from green mass and air, was clearly F. avenaceum, followed by F. poae and F. culmorum to a smaller extent. The smallest amount was represented by F. graminearum species. Key words: Fusarium spp., PCR, pathogen specific primers, permanent grassland Úvod Trvalé travní porosty (TTP) zaujímají v České republice přes 23 % výměry zemědělské půdy. Je to zhruba 970tis. ha, z toho je asi 800tis. ha využívaných pro produkci píce. Už sama tato čísla napovídají, že jde o významnou součást agroekosystému. Kvetoucí luční porosty s převahou trav jsou nejen zdrojem pylu (z alergologického hlediska), ale mohou se stát také zdrojem fuzarióz s nekontrolovatelným únikem do okolního prostředí. Mezi nejběžnější a nejčastější patří druhy F. avenaceum, F. culmorum F. graminearum, F. poae, F. sporotrichioides, F. equiseti a F. oxysporum (Klimeš, 1997; Inch & Gilbert, 2003; Voženílková et al., 2010). Rod Fusarium je bohatým zdrojem široké palety bioaktivních sekundárních metabolitů, trichothecenů, zearalenonů a fumonisinů. V posledních letech vstoupily do pozornosti i mnohé další důležité mykotoxiny, jako jsou moniliformin, enniatiny, beauvericin a fusaproliferin (Sorensen, 2009). V rámci sledování kvality a bezpečnosti krmiva je proto důležité monitorovat výskyt fuzarióz s toxinogenním účinkem. Určení druhu na základě morfologie je mnohdy neúspěšné, protože morfologické a fyziologické charakteristiky jednotlivých druhů jsou velmi podobné a druhy se příliš neliší ani 50

51 svými projevy po napadení hostitele. Navíc situaci ztěžuje geografické rozšíření druhů, protože se často na jednom území vyskytuje současně více než jeden druh rodu Fusarium. Klasické mikrobiologické kultivační metody jsou navíc poměrně časově náročné a do jisté míry subjektivní. V současné době je však potřeba rychlá a jednoznačná detekce patogena. To všechno jsou důvody pro používání moderních molekulárně biologických metod pro identifikaci a detekci Fusarium spp. Jednou z nich je polymerázová řetězová reakce s použitím specifických primerů. Genetické studie na základě PCR prováděl u rodu Fusarium spp. například Schilling et al. (1996), který odlišil F. culmorum a F. graminearum. Detekci rodu Fusarium spp. pomocí polymerázové řetězové reakce uvádí také Lees (1995), Turner et al. (1998), Doohan et al. (1998) a Arif et al. (2012). Cílem řešení bylo sledovat přítomnost 4 nejčastěji se vyskytujících patogenních hub r. Fusarium (F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum a F. poae) napadajících TTP prostřednictvím polymerázové řetězové reakce s využitím patogen specifických primerů. Materiál a metody Biologický materiál. V letech 2011 a 2012 bylo prováděno hodnocení u dominantních druhů jílek mnohokvětý a jetel luční v TTP v lokalitě Závišice (281 m. n. m.) a psárka luční, trojštět žlutavý a jetel plazivý v lokalitě Lukov (334 m. n. m.). V zájmovém území TTP byly posuzovány následující varianty: zelená hmota a vzduch. Vzorky zelené hmoty byly z každé lokality odebrány před 1. a 2. sečí ze 4 míst pokusného pozemku. Před 1. a 2. sečí byl odebrán rovněž vzorek vzduchu. Odběr vzduchu probíhal sedimentační metodou pomocí agarových ploten (doba expozice 10 minut). Petriho misky s agarovým médiem (bramborovo-dextrózový agar PDA) byly rozmístěny do porostu. Zachycené mikroskopické houby byly determinovány morfologicky pouze do rodů, zástupci rodu Fusarium i druhově, a to na základě morfologických a molekulárně-biologických metod. Jako standardy byly použity izoláty Fusarium avenaceum CCM 8015, Fusarium culmorum CCM F-553, Fusarium graminearum CCM 8244 a Fusarium poae CCM F-169 získané z České sbírky mikroorganismů Masarykovy univerzity v Brně. Izolace DNA. Genomová DNA byla izolována z nárůstu mycélia pomocí komerčně dostupného kitu DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Německo). Kvalita DNA byla testována elektroforeticky. PCR amplifikace a agarózová gelová elektroforéza. Reakční směs o celkovém objemu 25µl se skládala z 2x koncentrovaného PPP Master Mixu (Top Bio, ČR), primerů (Metabion, Německo) o koncentraci 0,2µM a 1,5µl templátové DNA. Pro identifikaci patogenů byly použity následující dvojice primerů, které použili níže citovaní autoři: F. avenaceum (AF/AR; Lees, 1995), F. culmorum (OPT18F 470 /OPT18R 470 ; Schilling et al., 1996), F. graminearum (Fg11F/R; Nicholson et al., nepublikováno) a F. poae (Fp82F/R; Parry et Nicholson, 1996). K amplifikaci houbové DNA byl použit teplotní a časový profil, který se měnil v závislosti na specificitě primerů. Použitím F. avenaceum specifických primerů byl termocykler naprogramován na 40 cyklů (95 C-30s, 60 C-30s a 72 C 40s). Program pro F. graminearum a F. poae specifické primery byl podobný s výjimkou annealingové teploty, která byla upravena na 62 C. Použitím F. culmorum specifických primerů byl termocykler naprogramován na 30 cyklů (94 C-1min., 55 C-1min. a 72 C 2min.). V závěrečném cyklu každého programu byl poslední krok prodloužen na 5min., aby byly dosyntetizovány chybějící úseky fragmentů. Produkty amplifikace byly separovány na horizontální elektroforéze HE 99X (Hoefer, USA) v 1,5% agarózovém gelu při konstantním napětí 120V po dobu 80 minut. 51

52 Výsledky a diskuze Z biologického materiálu byla vyizolována vysokomolekulární DNA s kvalitou vhodnou pro následnou amplifikaci. Pomocí F. avenaceum specifických primerů AF/AR byly amplifikovány produkty o délce 920bp, primer Fp82F/R specifický pro detekci F. poae amplifikoval fragment o velikosti 220bp, produkt amplifikovaný F. culmorum specifickým primerem OPT18F 470 /OPT18R 470 měl velikost 472bp a s využitím primerové kombinace Fg11F/R byla velikost amplifikovaného produktu detekujícího F. graminearum 400bp. Tyto velikosti PCR amplikonů uvádí též Doohan et al. (1998) a Schilling et al. (1996). Yli-Mattila et al. (2004) uvádí pro F. graminearum 400bp velikost specifického fragmentu, která byla potvrzena i v této práci. Analýza vzorků zelené hmoty (viz graf 1) ukázala, že v r byl na lokalitě Závišice dominantním druhem F. avenaceum. Jeho procentuální zastoupení bylo 63,2 % ve vzorcích zelené hmoty odebrané před 1. sečí a 29,6 % v zelené hmotě odebrané před 2. sečí. Navíc byly ve vzorcích zelené hmoty před 2. sečí nalezeny v menší míře (3,7 %) i zástupci druhu F. culmorum. V r byl ve vzorcích zelené hmoty odebrané před 2. sečí na lokalitě Závišice na rozdíl od r dominantním druhem F. poae vyskytující se se 60% frekvencí. Ve vzorcích zelené hmoty (1. seč, 2012) nebyly detekovány mikromycety r. Fusarium. Graf 1: Frekvence výskytu (%) F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum a F. poae ve vzorcích zelené hmoty na lokalitě Závišice V letech 2011 a 2012 byla na lokalitě Lukov zjištěna prevalence druhu F. avenaceum ve všech odebraných vzorcích zelené hmoty (viz graf 2). Nejvyšší frekvenci výskytu (66,7 %) tento druh dosahoval při odběru zelené hmoty, 1. seč v r V zelené hmotě (2. seč, 2011) byly v menší míře zaznamenány druhy F. poae (22,2 %) a v minimálním množství i druh F. graminearum (2,2 %). 52

53 Graf 2: Frekvence výskytu (%) F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum a F. poae ve vzorcích zelené hmoty na lokalitě Lukov Výrazná dominance druhu F. avenaceum se projevila i ve vzorcích vzduchu (viz graf 3) na lokalitě Závišice. Max. frekvence výskytu (100 %) byla zjištěna u vzorků vzduchu odebraném ze zelené hmoty před 1. sečí (2011) a 2. sečí (2012). Graf 3: Frekvence výskytu (%) F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum a F. poae ve vzorcích vzduchu na lokalitě Závišice Prevalence druhu F. avenaceum na lokaliě Lukov byla zjištěna ve vzorcích vzduchu odebraném ze zelené hmoty před 2. sečí (2011) a 1. sečí (2012). Frekvence výskytu dosahovala 90 % a 50 %. Navíc se ve vzorcích vzduchu, 2. seč (2011) vyskytoval ve vyšší míře (70 %) druh F. poae, který je známým producentem trichothecenů. 53

54 Graf 4: Frekvence výskytu (%) F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum a F. poae ve vzorcích vzduchu na lokalitě Lukov Závěr Ze 4 sledovaných patogenů r. Fusarium byl nejčastěji detekovaným druhem vyskytujícím se na trvale travních porostech (zelená hmota, vzduch) jednoznačně druh F. avenaceum, v menší míře následovaly F. poae a F. culmorum. V minimálním množství byl zastoupen druh F. graminearum. Individuální frekvence výskytu je samozřejmě ovlivněna environmentálními faktory, jako jsou vlhkost, teplota, půdní typ, půdní textura nebo předcházející plodina. Houby r. Fusarium patří mezi fytopatogenní houby, které nelze přehlížet ani při nízkém výskytu. Neměla by být proto podceňována ani jejich schopnost produkovat nebezpečné mykotoxiny. Ačkoliv F. avenaceum není producentem trichothecenů a fumonisinů, je důležitým producentem moniliforminu, beauvericinů a enniatinů. F. poae je známý hlavně jako producent širokého spektra trichothecenů. F. culmorum produkuje podobný profil mykotoxinů a jiných biologicky aktivních metabolitů jako F. croockwellense, což představují hlavně trichotheceny, zearalenon, kulmorin, moniliformin a jiné (Thrane, 1989; 2001; Weidenbörner, 2001). F. graminearum je silným producentem trichothecenů, především deoxynivalenolu. Dedikace Výsledky byly získány za finanční podpory MZe ČR NAZV při řešení výzkumného projektu č. QI111C016 a za částečné institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace. Použitá literatura Arif M., Chawla S., Zaidi N. W., Rayar J. K., Variar M., Singh U. S. (2012): Development of specific primers for genus Fusarium and F. solani using rdna sub-unit and transcription elongation factor (TEF-1a) gene. African Journal of Biotechnology, 11 (2): Doohan F. M., Parry D. W., Jenkinson P., Nicholson P. (1998): The use of species-specific PCR-based assays to analyse Fusarium ear blight of wheat. Plant Pathology 47:

55 Inch S., Gilbert J. (2003): The incidence of Fusarium species recovered from inflorescences of wild grasses in southern Manitoba. Canadian Journal of Plant Pathology 25: Klimeš F. (1997): Lukařství a pastvinářství Ekologie travních porostů. JU ZF České Budějovice: 140. Lees A. K. (1995): Diagnosis and Control of Foot Rot Pathogens of Wheat. Buckinghamshire, UK: Open University, Ph.D. thesis. Nicholson et al. (nepublikováno) - In.: Doohan F. M., Parry D. W., Jenkinson P., Nicholson P. (1998): The use of species-specific PCR-based assays to analyse Fusarium ear blight of wheat. Plant Pathology 47: Parry D. W., Nicholson P. (1996): Development of a PCR assay to detect Fusarium poae in wheat. Plant Pathology 45: Schilling A. G., Möller E. M., Geiger H. H. (1996): Polymerase chain reaction based assays for specific detection of Fusarium culmorum, F. graminearum and F. avenaceum. Phytophatology 86: Sorensen J. L. (2009): Preharvest fungi and their mycotoxins in maize. Ph. D. Thesis. Lyngby: Center for Microbial Biotechnology, ISBN: Soroka J. J., Gossen B. D. (2005): Phytophagous arthropods and silvertrop levels associated with postharvest residue treatments in three turfgrass species grown for seed. Canadian Journal of Plant Science 56: Thrane U. (1989): Fusarium species and their specific profiles of secondary metabolites. In Desjardins A. E. (2006): Fusarium Mycotoxins. Chemistry, Genetics and Biology. Minnesota, APS Press, 2006, 260 p. ISBN: Thrane U. (2001): Developments in the taxonomy of Fusarium species based on secondary metabolites. In Desjardins A. E. (2006): Fusarium Mycotoxins. Chemistry, Genetics and Biology. Minnesota, APS Press, 2006, 260 p. ISBN: Turner A. S., Lees A. K., Rezanoor H. N., Nicholson P. (1998): Refinement of PCR detection of Fusarium avenaceum and evidence from DNA marker studies for phenetic relatedness to Fusarium tricinctum. Plant Pathology 47: Voženílková B., Klimeš F., Kobes M., Suchý K., Květ J. (2010): Influence of mowing on phytopathological aspects of mountain meadows dynamics. Ekológia 29: Weidenbörner M. (2001): Encyclopedia of Food Mycotoxins. Giessen, Springer, 2001, 294 p. ISBN: Yli-Mattila T., Paavanen-Huhtala S., Parikka P., Konstantinova P., Gagkaeva T. Y. (2004): Molecular and morphological diversity of Fusarium species in Finland and north-western Russia. European Journal of Plant Pathology 110: Kontaktní adresa: Cholastová Tereza, Mgr. Zemědělský výzkum s. r.o., Zahradní 400/1, Troubsko 55

56 BIODIVERZITA HMYZU SE ZAMĚŘENÍM NA ŠKŮDCE V MULČOVANÉM A NEMULČOVANÉM TRAVNÍM SYSTÉMU Insect biodiversity focused on pests inmulched and not mulched grass system Frydrych J. 1, Cagaš B. 1, Kolařík P. 2, Rotrekl J. 2, Barták M. 3 1 OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., Zubří 2 Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko 3 Česká zemědělská univerzita v Praze Abstrakt Pro monitoring hmyzu v letech byly vybrány dvě stanoviště na nemulčovaném a mulčovaném trvalém travním porostu na stanovišti ve Stříteži nad Bečvou. V letech bylo na dvou pokusných stanovištích zjištěno prostřednictvím emergentních lapáků celkem jedinců, z nich v nemulčovaném systému a v mulčovaném systému. Celkový počet morphospecies (4 608) byl vyšší u mulčovaného systému než u nemulčovaného systému. Vyšší hodnoty u všech indexů diverzity jsou na mulčovaném stanovišti. Zcela novým poznatkem je zjištění menšího počtu ploštic v mulčovaném travním porostu oproti nemulčovanému. Pro zjištění vlivu mulčování na výskyt ploštic a běloklasosti v travním porostu byl založen pokus s kostřavou červenou na stanovišti v Zubří. Novým poznatkem je rovněž zjištění vlivu zvýšení intenzity mulčování na snížení výskytu ploštic v travním porostu. Klíčová slova: zemědělská technologie, biodiverzita hmyzu, mulčování, travní porost, škůdce Abstract For monitoring of insects in the period were selected two stations in not mulched and mulched permanent grassland habitats in Střítež nad Bečvou. The total of 81,980 specimen were identified through emergent traps at two experimental sites in , from which: 29,885 specimen in not mulched and 52,095 in the mulching system. The total number of morphospecies (4608) was higher in selected groups of mulched than in variants of not mulched groups. Higher values of all indices of diversity are in the mulched sites. A completely new finding is detecting fewer true bugs in the mulched grass stand compared to not mulched. To determine the effect of mulching on the occurrence of true bugs and silvertop in grassland experiment was established with red fescue at the station in Zubří. New finding is also detecting the effect of increasing the intensity of mulching to reduce the occurrence of true bugs in the grass stand. Key words: agricultural technology, biodiversity of insects, mulch, grass stand, pests Úvod Mulčování ovlivňuje mnohé vlastnosti půdy (udržuje půdní vlhkost, snižuje erozi, dodává živiny, potlačuje plevele a klíčení semen, snižuje teplotní extrémy, a poskytuje kryt pro mnoho živočichů). OSEVA vývoj a výzkum s.r.o. v Zubří ve spolupráci s Českou zemědělskou univerzitou v Praze a Zemědělským výzkumem s.r.o. v Troubsku řešila projekt Ovlivňování biodiverzity hmyzu v krajině různými způsoby zemědělského využití půdy a zemědělskými technologiemi se zaměřením na škůdce trav a jetelovin a jejich bioregulátory. Cílem projektu byl monitoring variability hmyzu v rozdílných způsobech zemědělského využívání půdy a zemědělských technologiích se zaměřením na variabilitu hmyzích škůdců a jejich bioregulátorů v travních a jetelovinových porostech. Součástí projektu byl i výzkum variability hmyzu na travních porostech, kde se provádí mulčování. Významnými škůdci v travních a jetelových porostech jsou ploštice, zejména zástupci čeledi Miridae klopuškovité. Původcem běloklasosti, významné choroby trav pěstovaných na 56

57 semeno, je klopuška hnědožlutá (Leptopterna dolobrata), hmyz z podřádu Heteroptera ploštice, čeledi Miridae klopuškovité. Škody způsobované tímto onemocněním nabyly významu s postupně se zvyšujícím množstvím ploch trav s víceletým využíváním. V 60. letech 20. století dosáhlo poškození kalamitního charakteru. Toto onemocnění je druhově specifické a napadá výhradně pěstované druhy rodu Poa, Agrostis, dále např. druhy Festuca pratensis, F. rubra a F. ovina, Trisetum flavescens, Cynosurus cristatus a některé další méně významné travní druhy. Se stářím porostu se intenzita napadení zvyšuje. Typickým projevem choroby je zcela odumřelé, slámovitě zabarvené a berlicovitě zahnuté stéblo. Celá květní lata je odumřelá (hluchá), konec stébla (po oddělení od bazální části) má charakteristické zaškrcení s bělavým povlakem, kde se často nachází mycelium houby Fusarium poae. Na rozdíl od starších údajů, kdy jako původci byli označováni roztoči Siteroptes graminum a Steneotarsonemus spirifex, bylo zjištěno, že primárním a nejzávažnějším původcem u nás je klopuška hnědožlutá (Rotrekl et al. 1985, Cagaš et al. 1986), která nabodává stéblo v období od sloupkování do metání a svými toxiny za spolupůsobení fusaria způsobuje odumření fertilního stébla. Následkem tohoto onemocnění fertilního stébla trav dochází zejména k přímým ztrátám na výnosu semen. Materiál a metody Charakteristika stanovišť pro monitoring hmyzu Lokalita Střítež nad Bečvou louka využitá pro sklizeň sena a senáže Z hlediska způsobu obhospodařování se jedná o systém obhospodařování sečením a odvoz hmoty z trvalého travního porostu. V systému nejsou zařazeny hnojiva ani pesticidy. Louka se sklízí za rok 2-3 krát. Tento systém hospodaření na stanovišti převládá již více jak deset let. Dlouhodobá průměrná roční teplota na stanovišti činí 7,5 C, dlouhodobý roční úhrn srážek představuje sumu 864,5 mm. Na stanovišti se nachází půdní druh střední půdy ( ph 5,3; hloubka ornice 15 cm, obsah základních živin P 14 mg.kg -1, K 75 mg.kg -1, Mg 180 mg.kg 1, Ca 2030 mg.kg -1 ). Topografické údaje o lokalitě jsou souřadnice N ,2, E ,8,, nadmořská výška je 425 m. Z hlediska botanické charakteristiky (pro hodnocení byla použita Braun Blanqueta stupnice pokryvnosti a početnosti)je na stanovišti nejpočetněji zastoupen Agrostis stolonifera L. (% pokryvnosti 30, stupeň 3). Lokalita Střítež nad Bečvou mulčovaná louka Z hlediska způsobu obhospodařování se jedná o systém mulčování a ponechání hmoty z trvalého travního porostu na stanovišti. V systému nejsou zařazeny hnojiva ani pesticidy. Louka se mulčuje 2krát za rok. Tento systém hospodaření na stanovišti převládá již více jak čtyři roky. Dlouhodobá průměrná roční teplota na stanovišti činí 7,5 C, dlouhodobý roční úhrn srážek představuje sumu 864,5 mm. Na stanovišti se nachází půdní druh střední půdy, podle vlhkostních podmínek zamokřená, ( ph 5,3; hloubka ornice 15 cm, obsah základních živin P 14 mg.kg -1, K 75 mg.kg -1, Mg 180 mg.kg 1, Ca 2030 mg.kg -1 ). Topografické údaje o lokalitě jsou souřadnice N ,9, E ,3, nadmořská výška je 424 m. Z hlediska botanické charakteristiky (pro hodnocení byla použita Braun Blanqueta stupnice pokryvnosti a početnosti) je na stanovišti nejpočetněji zastoupen Agrostis stolonifera L. (% pokryvnosti 35, stupeň 3). Na stanovištích byly instalovány emergentní lapáky (jeden lapák na každé lokalitě) a odebírány vzorky hmyzu ve vegetačním období v průběhu let ( ). Sběry probíhaly jednou měsíčně. Veškerý materiál členovců ze všech vzorků z emergentních lapáků byl vyhodnocen metodou morfospecies. Do úrovně druhů byli určeni jedinci skupin: ploštice, pavouci, střevlíkovití, brouci a mnoho čeledí dvoukřídlého hmyzu. Emergentní lapák se skládá z látkového trychtýře o základně 1 m 2, který se dolním koncem zakopá do země na 57

58 stanovišti a ze sběrné hlavy v podobě 1 litrové polyetylénové láhve naplněné až po okraj 70% etylalkoholem. Metodou morfospecies se rozumí rozlišení odchyceného materiálu do druhů na základě jejich podobnosti (Barták et al., 2010). Vzorky byly dále vyhodnoceny indexy kvantitativní synekologické analýzy. Při synekologických rozborech byl počítán Simpsonův a Shannon-Wienerův index druhové rozmanitosti a Margalefův index druhové pestrosti. Simpsonův index druhové rozmanitosti se vypočte dle vztahu: D = 1 / p i 2, kde p i = relativní početnost i-tého druhu. Tento index vyjadřuje, s jakou mírou pravděpodobnosti patří dva náhodně odebraní jedinci dvěma různým druhům. Shannonův index se vypočte podle vzorce: H = - p i ln p i a vychází z pravděpodobnosti, s jakou bude další ulovený jedinec patřit předpokládanému druhu Index druhové pestrosti je mírou druhové bohatosti vzorku. Byl používán ve dvou podobách a to 1) celkový počet zjištěných druhů (resp. morfospecies) a 2) Margalefův index druhové pestrosti (ten respektuje odlišnosti vzorků různě početných, ale v našich odběrech jsme volili metodiku emergentních lapáků, které se příliš neliší v počtech odebraných jedinců). Margalefův index druhové pestrosti se vypočítá jako P = (Nd - 1) / log N, kde Nd je počet druhů ve vzorku a N celkový počet jedinců. Pro výzkum vlivu intenzity mulčování na výskyt běloklasosti a klopušky hnědožluté v kostřavě červené trávě náchylné na běloklasost v letech byl založen pokus na stanovišti v Zubří. Kostřava červená v roce 2007 byla založena ve čtyřech variantách pro výzkum vlivu mulčování na běloklasost v souvislosti s biodiverzitou členovců v travním porostu. Pokus nebyl sklízen na semeno. Byl sledován výskyt stařiny, počet běloklasých stébel a počet jedinců klopušky hnědožluté v pokuse. Na základě upřesnění metodiky pro rok 2009 bylo zařazeno do pokusu smýkání entomologickým smýkadlem se zaměřením na zjištění počtu jedinců klopušky hnědožluté způsobující běloklasost. Režim ošetření pokusu v letech (počet mulčování za rok) Varianty: 1- mulčováno 1x, 2- mulčováno 2x, 3 - mulčováno 3x,4- mulčováno 4x Lokalita Zubří - charakteristika lokality s pokusem kostřavy červené Z hlediska způsobu obhospodařování se jedná o ekologický systém pěstování trávy na semeno bez použití pesticidů a průmyslových hnojiv. Tento systém hospodaření na stanovišti probíhá v roce 2011 čtvrtým rokem. Na stanovišti je založen pokus s mulčováním a následným vyhodnocením výskytu běloklasosti. Dlouhodobá průměrná roční teplota na stanovišti činí 7,5 C, dlouhodobý roční úhrn srážek představuje sumu 864,5 mm. Na stanovišti se nachází půdní druh písčitohlinitá půda, půdní typ nivní půdy glejové ( ph 4,64 hloubka ornice 25 cm, obsah základních živin P 30 mg.kg -1, K 152 mg.kg -1, Mg 94 mg.kg -1, Ca 1,498 mg.kg - 1 ). Topografické údaje o lokalitě jsou souřadnice N ,0, E ,4, nadmořská výška je 351 m. Z hlediska botanické charakteristiky je nejpočetněji zastoupen na stanovišti Festuca rubra L. Valaška. (% pokryvnosti 80, stupeň 5). 58

59 Výsledky a diskuze Počet jedinců na stanovišti mulčovaného a nemulčovaného trvalého travního porostu ve Stříteži nad Bečvou v letech Rok Celkem Střítež * mulč. Střítež nemulč. Celkem Vyšší počet jedinců (52095) byl zjištěn na stanovišti louky, kde se provádí mulčování travního porostu * v roce 2011 bylo zjištěno jedinců mšic Aphidomorpha na mulčovaném stanovišti Počet taxonů morfospecies na stanovišti mulčovaného a nemulčovaného trvalého travního porostu ve Stříteži nad Bečvou v letech Rok Celkem Střítež mulč. Střítež nemulč. Celkem Počet morphospecies (2387) byl vyšší u stanoviště, kde se provádí mulčování Počet jedinců ploštic určených do druhů na stanovištích trvalého travního porostu v letech Celkem Střítež mulč. T Střítež nemulč. T V mulčovaném travním porostu bylo zjištěno menší zastoupení ploštic oproti nemulčovanému (T travní porost) Průměrné hodnoty vypočtených indexů diverzity v letech Simpson s Shannon s index sindex Margalef s index Střítež nad Bečvou nemulč. 19,75 3,27 13,74 Střítež nad Bečvou mulč. 29,74 3,62 16,60 Vyšší hodnoty u všech indexů jsou na mulčovaných stanovištích. Zde byl i vyšší počet jedinců a taxonů morphospecies. 59

60 Výsledky v pokusu s vlivem intenzity mulčování na výskyt běloklasosti a klopušky hnědožluté v porostu kostřavy červené. V roce 2008 byl výskyt běloklasých stébel pouze na variantě bez mulčování a to ojedinělý. Na mulčovaných variantách se běloklasost nevyskytla. V roce 2010 a 2011 byl výskyt běloklasosti zaznamenán pouze na variantě č. 1 u kostřavy červené, kde bylo mulčováno pouze jedenkrát ročně v roce 2010 (9 běloklasých stébel u kostřavy červené na m 2 ) a v r běloklasá stébla u kostřavy červené na variantě č. 1, u ostatních mulčovaných variant se běloklasost nevyskytla. Nevětší počet běloklasých stébel a průkazný výskyt klopušky hnědožluté byl zaznamenán v roce Pokus byl mulčován u varianty č. 1, 2, 3 a 4 v dubnu Varianty 2, 3 a 4 byly dále mulčovány v červnu Varianty 3 a 4 potom byly mulčovány v červenci 2009 a varianta č. 4 v záři Celý pokus varianty 1-4 byl mulčován včetně kontroly v říjnu Hodnocení stařiny bylo provedeno v dubnu Počet klopušek byl zjištěn na všech variantách v květnu Počet běloklasých stébel byl zjištěn v červnu 2009 před druhým mulčováním. Stejný režim mulčování byl proveden i v roce 2008, 2010 a Hodnocení výskytu klopušek ve vztahu k počtu běloklasých stébel u kostřavy červené v roce 2009 Varianta Výskyt stařiny Počet klopušek Počet běl. stébel m % % 196xx 39xx 3 30% 18xx 17xx 4 15% 14xx 7xx Počet nymf klopušek - ANOVA LSD 0,05: 9,432 LSD 0,01: 13,563 Počet běloklasých stébel - ANOVA LSD 0,05: 4,629 LSD 0,01: 6,656 xx vysoce průkazný rozdíl S intenzitou mulčování klesá výskyt běloklasých stébel a výskyt klopušky hnědožluté. Nejvyšší počet běloklasých stébel a největší počet klopušek byl zjištěn na variantě, č. 1 která byla mulčována na podzim a bylo zde i nejvíce mulče (stařiny) z podzimu. Na této variantě byl zaznamenán největší počet běloklasých stébel. S intenzitou mulčování klesá výskyt běloklasých stébel a výskyt nymfálního stádia klopušky hnědožluté jak je patrno z tabulky. Z těchto výsledků vyplývá největší výskyt běloklasosti na variantě s největším zastoupením mulče. Tam, kde je nejvíce stařiny, je i nejvíce klopušky hnědožluté tnz. škůdců. Závěr V letech bylo na dvou pokusných stanovištích prostřednictvím emergentních lapáků celkem zjištěno jedinců, v nemulčovaném systému a v mulčovaném systému. Větší počet jedinců byl v mulčovaném systému než v nemulčovaném. Celkový počet morphospecies (4 608) byl vyšší u mulčovaného stanoviště. Vyšší hodnoty u všech indexů diverzity jsou na mulčovaných stanovištích. Zcela novým poznatkem je zjištění menšího počtu ploštic v mulčovaném travním porostu oproti nemulčovanému a zjištění vlivu zvýšení intenzity mulčování na snížení výskytu ploštic 60

61 v travním porostu. U varianty s kostřavou červenou č. 4, kde bylo provedeno mulčování 4 x ročně, bylo nejnižší zastoupení stařiny (15 %), nejnižší výskyt klopušek (14) a nejnižší počet běloklasých stébel (7) oproti variantě č. 1, kde bylo provedeno mulčování jednou ročně a byly zde zaznamenány nejvyšší hodnoty ve všech sledovaných znacích ze všech variant (zastoupení stařiny 90 %, výskyt klopušek 220, počet běloklasých stébel 66.) Mezi těmito dvěma variantami č. 1 a č. 4 je vysoce průkazný rozdíl ve výskytu klopušek a počtu běloklasých stébel. Vysoce průkazný rozdíl u kostřavy červené ve výskytu klopušek a počtu běloklasých stébel je i mezi variantou č. 1 (1x mulčováno), č. 2 (2x mulčováno) a č. 3 (3x mulčováno). Dedikace Příspěvek byl zpracován na základě podpory projektu Ovlivňování biodiverzity hmyzu v krajině různými způsoby zemědělského využití půdy a zemědělskými technologiemi se zaměřením na škůdce trav a jetelovin a jejich bioregulátory č. QH Národní agentury pro zemědělský výzkum České republiky. Použitá literatura Barták M., Krupauerová A., Frydrych J, Cagaš B., Rotrekl J., Kolařík P: Comparison of arthropod diversity in mulched and conventionally managed grassland agroecosystems. Workshop on animal biodiversity, Jevany, Czech Republic, p ISBN: Cagaš, B., Klumpar, J., Rotrekl, J., Bumerl, J.: Chemická ochrana proti běloklasosti trav. Sb. ÚVTIZ Ochrana rostlin 22(4): , Rotrekl, J., Klumpar, J., Cagaš, B., Bumerl, J.: Ploštice a totální běloklasost trav. Sb. ÚVTIZ Ochrana rostlin 21(4): , Kontaktní adresa: Ing. Jan Frydrych OSEVA vývoj a výzkum s.r.o. Hamerská 698, Zubří 61

62 VLIV ROZDÍLNÉHO HOSPODAŘENÍ SE SLÁMOU NA DRUHOVOU DIVERZITU PLEVELŮ Influence of different straw management on weed species diversity Winkler J., Svoboda M. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Tato práce je zaměřena na zjištění vlivu rozdílného hospodaření se slámou na druhovou diverzitu plevelů. Pozorování bylo provedeno v roce 2011 a 2012 na školním pozemku v Žabčicích, konkrétně v monokultuře ječmene jarního. Jednotlivé varianty hospodaření se slámou byly aplikovány ve třech variantách a to odvoz slámy s pozemku pryč, zaorání slámy a nebo její pálení. Z půdou se zde hospodařilo ve dvou variantách a to pomocí tradičního a nebo minimalizačního způsobu zpracování. Získané výsledky byly vyhodnoceny matematicko-statistickými analýzami DCA (Detrended Correspondence Analysis) a RDA (Redundancy Analysis). Druhová diverzita plevelů byla nejvíce omezena na pozemku, kde se sláma pálila. V největším množství se plevelné druhy vyskytovaly na pozemcích, kde se sláma odvážela nebo byla zaorána. Vliv rozdílného hospodaření se slámou byl znatelný u těchto druhů: Fallopia convolvulus, Galium aparine, Lamium amplexicaule, Microrrhinum minus, Silene noctiflora, Stellaria media. Klíčová slova: plevele, hospodaření se slámou, zpracování půdy, diverzita Abstract This thesis is focused on determination of the influence of the different straw management on weed species diversity. The observations were made in 2011 and 2012 on school grounds in Žabčice, specifically in the monoculture of spring barley. Individual variations of the straw management were applied in three variants, namely pick straw off the land, plowing of the straw or its burning. The land was farmed here in two variants, namely using a traditional or minimization method of processing. The results were evaluated by mathematical and statistical analysis DCA (Detrended Correspondence Analysis) and RDA (Redundancy Analysis). Weed species diversity was most limited in the grounds, where the straw was burned. The largest amount of the weed species occurred in plots, where the straw was taken away or plowed. The influence of different straw management was apparent in this following species: Fallopia convolvulus, Galium aparine, Lamium amplexicaule, Microrrhinum minus, Silene noctiflora, Stellaria media. Key words: weeds, straw management, soil tillage, diversity Úvod Změny struktury rostlinné a živočišné výroby se nutně promítají i ve změnách, které působí na celý ekosystém (ŠARAPATKA, 2010). LAŠTŮVKA A KREJČOVÁ (2000) ve své publikaci uvádějí, že pole je příkladem ekosystému vytvořeného člověkem za účelem produkce zemědělských plodin. JEZDINSKÝ et al., (2010) uvádějí, že plevelná společenstva procházejí složitým vývojovým cyklem, doprovázejí kulturní rostliny od vzniku zemědělství a patří mezi nejproblematičtější škodlivé činitele, na jejichž odstranění bylo vždy obětováno obrovské množství úsilí a energie. Jednotlivé druhy plevelů se postupně přizpůsobovaly měnícím se přírodním podmínkám, později technologiím pěstování. Některé rostliny nebyly schopné postupně se přizpůsobovat obdělávání půdy a z polí v dávné době zaniknuly. Některé zase byly tak závislé na technologii pěstování, že po změně technologie nebyly schopné se v nových podmínkách rozmnožovat (koukol polní). Vývoj druhového spektra a společenstev byl a stále bude ovlivňován řadou faktorů. Nejvíce ovšem byla plevelná společenstva ovlivněna zavedením osevních sledů, rozvojem mechanizace, která ovlivnila kvalitu agrotechniky, rostoucí intenzitou využívání statkových a 62

63 průmyslových hnojiv a nejvíce používáním herbicidů v posledních padesáti letech (JEZDINSKÝ, A. et al., 2010). Vliv hnojení slámou na agrosystém je hodnocen v celé řadě prací. Jedním takovým výzkumem se zabývali CHRISTIAN a BACON (1991), kteří ve svém díle prováděli pokusy s různým využitím slámy v kombinaci s různým zpracováním půdy na hlinité a jílovité půdě. Sláma byla pálena, sklízena nebo drcena a rozprostřena po pozemku. Mělké zpracování půdy zajištovalo horší zapravení slámy do půdy než orba, snižovalo klíčení a počáteční růst ozimé pšenice, ale v konečném efektu nemělo vliv na výnos. Přímé setí ozimé pšenice do nezpracované půdy pokryté rozdrcenou slámou snižovalo výnos na jílovité půdě, ale na půdě hlinité. RULE et al. (1990) porovnávali zapravení slámy do půdy s pálením slámy. Výsledný efekt na výnosy byl malý, kromě případů vyššího zaplevelení. Po zapravení slámy nebylo pozorováno zvýšené napadení chorobami a škůdci. Největší problém byl se zaplevelením trávovitými pleveli, speciálně na těžkých půdách po mělkém zpracování půdy nebo setí ozimé pšenice do nezpracované půdy. Naopak PREW et al. (1983) zaznamenali při zapravování slámy do půdy vyšší napadení houbovými chorobami. Naproti tomu KOS (1981) na základě dlouholetých výsledků, ve své publikaci uvádí, že nejsou odůvodněné obavy ze zvyšování napadení ozimé pšenice chorobami pat stébel po zaorávání slámy. Dále uvádí, že účinek zaorávané slámy závisí na povětrnostních podmínkách, které ovlivňují průběh rozkladu slámy. Lepší účinek má sláma ve vláhově příznivých letech. Naopak nižší výnosy monokultury ozimé pšenice po mělkém zapravování slámy talířovými kypřiči ve srovnání s orbou zaznamenali PREW, LORD (1988). Při zapravování slámy do půdy se projevovala tendence ke zvyšování zaplevelení, především když byla sláma zapravována mělce. Jak ukazují výsledky, hnojení slámou v kombinaci s minimalizačními technologiemi zpracování (mělké zapravení slámy, přímé setí do nezpracované půdy pokryté rozdrcenou slámou) je často provázeno problémy s kvalitním založením porostu. Z důvodu vyšší koncentrace slámy ve vrchní vrstvě nebo na povrchu půdy, není zajištěna požadovaná hloubka a rovnoměrnost uložení semen do půdy. Dále se se často projevuje inhibiční vliv slámy na klíčení, vzcházení a počáteční růst pěstovaných plodin. Většinou pozitivně na výnosy následné plodiny působí pálení slámy. Použitelnost tohoto opatření je však omezená s ohledem na technické problémy a kvalitu životního prostředí (HŮLA, PROCHÁZKOVÁ, 2002). Materiál a Metody Zájmová lokalita leží v Jihomoravském kraji v celkové vzdálenosti přibližně 25 km od města Brna, v okrese Brno Venkov, mezi obcemi Žabčice a Židlochovice v Dyjsko-svrateckém úvalu, který je tvořen převážně neogenními sedimenty. Samotný pokus byl uskutečněn v centru lokality Žabčice-Obora, která je pokusnou plochou ústavů agrosystémů a bioklimatologie Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Pozemky jsou rovinného charakteru s nadmořskou výškou 179 m n. m. Oblast lze považovat za velmi teplou a suchou. Průměrná roční teplota pro daný klimatický region je 9,2 C a průměrný roční úhrn srážek 483,3 mm. Horninové podloží tvoří nezpevněné sedimenty mořského neogénu jíly, písky, štěrky, které jsou místy pevněji stmelené a v různé míře vápnité. Pod půdním profilem v hloubce 180 cm, je v neustálé zásobě spodní voda. Jelikož v suchém období půda vysychá, vznikají velké praskliny. Ornice je hlinitá, jílovitá s mocností 35 cm, kde přechodný horizont zasahuje do hloubky 45 cm, který je zrnitostně těžší šedohnědý. Polní pokus byl založen v roce 1970 jako monokultura jarního ječmene, která je zde pěstována dodnes. Pokus má dvě varianty zpracování půdy a to tradiční a minimalizační metodě. Tradiční metoda zpracování půdy, probíhá s orbou do hloubky 0,22 m. Minimalizační metoda zpracování půdy pomocí talířových podmítačů, probíhá do hloubky 63

64 0,12 m. Dále jsou zde použity tři různé způsoby hospodaření se slámou. První způsob byl se sklízením slámy, druhý se zaoráním slámy a třetí způsob, kde byla sláma pálena. Velikost jedné pokusné parcely, kde výzkum probíhal je 5,3 m x 7,0 m. Hodnocení zaplevelení proběhlo ve dnech a K vyhodnocení byla použita početní metoda, počet jedinců byl zjišťován na ploše 1 m 2, v osmi opakováních pro každou metodu zpracování půdy, hospodaření se slámou a rok. Vyhodnocování bylo prováděno před aplikací herbicidů. Názvy druhů v českém a latinském jazyce byly použity podle Kubáta (KUBÁT, 2002). Získaný počet jedinců byl zpracován dvěma různými způsoby. Prvním způsobem je Index diverzity (I div. ), který byl vypočten dle vzorce I div. = S.I -1, kde S je počet druhů a I je počet jedinců. Ke statistickému zpracování počtu druhů plevelů, počtu jedinců a indexu diverzity bylo použito počítačového programu STATISTICA.CZ, byla aplikována analýza rozptylu a následně metody minimální průkazné diference (LSD). Druhým způsobem zpracování výsledků byla mnohorozměrná analýza ekologických dat. Ta se řídila délkou gradientu (Lenghts of Gradient), který byl zjištěn pomocí segmentové analýzy DCA (Detrended Correspondence Analysis). Po té byla použita redundanční analýza RDA (Redundancy Analysis), která je založena na modelu lineární odpovědi (Linear Response). Při testování průkaznosti pomocí testu Monte-Carlo bylo propočítáváno 499 permutací. Výsledná data byla zpracována pomocí počítačového programu Canoco 4.0 (TER BRAAK, 1998). Výsledky a diskuze Celkem bylo nalezeno 26 druhů plevelů. Zastoupení jednotlivých druhů plevelů je uvedeno v Tab.1. V Tab. 2 jsou uvedeny výsledky testování LSD počtu druhů, jedinců a indexů diverzity a statistické průkaznosti mezi variantami hospodaření se slámou, zpracováním půdy a roky. Tab.1. Průměrný počet jedinců jednotlivých druhů plevelů Hospodaření se slámou Rok Zpracování půdy Druhy plevelů Sklízená Zaorávaná Pálená Tradiční Minimalizační Amaranthus 0,00 0,00 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 Anagallis arvensis 0,26 0,13 0,15 0,17 0,19 0,17 0,19 Avena fatua 0,66 0,50 0,15 0,87 0,01 0,01 0,87 Carduus acanthoides 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 Cirsium arvense 0,15 0,10 0,00 0,07 0,09 0,04 0,13 Convolvulus arvensis 0,00 0,05 0,01 0,00 0,04 0,00 0,04 Echinochloa crus-galli 0,16 0,10 0,05 0,06 0,15 0,13 0,08 Euphorbia helioscopia 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 Fallopia convolvulus 1,29 1,66 0,76 1,11 1,37 1,29 1,18 Galium aparine 5,71 7,60 1,07 5,33 4,25 1,41 8,17 Chenopodium album 0,08 0,05 0,00 0,04 0,05 0,07 0,02 Lamium amplexicaule 0,57 0,56 0,63 0,84 0,33 0,50 0,67 Lamium purpureum 0,00 0,02 0,05 0,05 0,00 0,05 0,00 Microrrhinum minus 1,40 0,09 0,42 1,02 0,25 0,87 0,40 Persicaria lapathifolia 0,22 0,21 0,09 0,25 0,10 0,32 0,03 Polygonum aviculare 0,08 0,05 0,00 0,03 0,06 0,05 0,03 Silene noctiflora 1,99 1,29 0,84 2,39 0,35 2,22 0,53 Solanum nigrum 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 Sonchus arvensis 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,01 Sonchus oleraceus 0,06 0,06 0,01 0,09 0,00 0,04 0,05 Stachys palustris 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,01 0,00 Stellaria media 0,21 0,49 0,26 0,59 0,05 0,39 0,25 Thlaspi arvense 0,04 0,01 0,09 0,07 0,03 0,03 0,06 Veronica persica 0,15 0,10 0,06 0,20 0,01 0,11 0,09 Veronica polita 0,08 0,05 0,02 0,10 0,00 0,08 0,02 Viola arvensis 0,07 0,09 0,03 0,10 0,03 0,11 0,02 64

65 Výsledky vyhodnocení zaplevelení monokultury jarního ječmene byly zpracovány analýzou DCA. Délka gradientu u dat získaných byla 3,237, a proto byla vybrána pro následující zpracování dat redundanční analýza (RDA). Na Obr. 1. jsou zobrazeny výsledky analýzy RDA, ve které byl hodnocen vliv hospodaření se slámou na plevele. Tyto výsledky jsou signifikantní na hladině významnosti α = 0,002 pro všechny kanonické osy a vysvětlují 14,7 % celkové variability v datech. Podle ordinačního diagramu můžeme druhy rostlin rozdělit do 4 skupin: V první skupině, se vyskytují druhy plevelů, které měly vyšší frekvenci výskytu nebo větší početnost na variantě se sklízením slámy a patří sem: Avena fatua, Cirsium arvense, Echinochloa crus-gali, Chenopodium album, Persicaria lapathifolia, Polygonum aviculare, Silene noctiflora, Sonchus oleraceus, Veronica persica, Veronica polita. Druhá skupina plevelů se vyskytovala na variantě se zaoráním slámy, a jsou to tyto plevelné druhy: Convolvulus arvensis, Euphorbia helioscopia, Stellaria media. Třetí skupina druhů plevelů byla nalezena na variantě s pálením slámy a jsou to tyto druhy: Amaranthus sp., Lamium amplexicaule, Lamium purpureum, Solanum nigrum, Sonchus arvensis, Thlaspi arvense. Do čtvrté skupiny lze zařadit plevelné druhy, které byly ovlivněny jiným faktorem, majícím vliv na výsledky a jsou to tyto druhy: Anagallis arvensis, Carduus acanthoides, Fallopia convolvulus, Galium aparine, Microrrhinum minus, Stachys palustris, Viola arvensis. Tab.2 Výsledky testování LSD Počet druhů Počet jedinců Index diverzity Rok sledovaní Průměr Statistická Průměr Statistická Průměrný index Statistická (druh.m -2 ) průkaznost (jedinec.m -2 ) průkaznost diverzity průkaznost (α =0,01) (α =0,01) (α =0,01) ,13 a 12,19 a 0,41 a ,61 b 8,28 b 0,6 b Zpracování půdy Statistická Statistická Statistická Průměr Průměr Průměrný index (druh.m -2 průkaznost ) (jedinec.m -2 průkaznost průkaznost ) diverzity (α =0,01) (α =0,01) (α =0,01) Tradiční 3,52 a 7,91 a 0,59 a Minimalizační 3,22 a 12,85 b 0,41 b Zpracování půdy Průměr Statistická Průměr Statistická Průměrný index Statistická (druh.m -2 ) průkaznost (jedinec.m -2 ) průkaznost diverzity průkaznost (α =0,05) (α =0,05) (α =0,05) Tradiční 3,52 a 7,91 a 0,59 a Minimalizační 3,22 b 12,85 b 0,41 b Hospodaření se slámou Průměr (druh.m -2 ) Statistická průkaznost Průměr (jedinec.m -2 ) Statistická průkaznost Průměrný index diverzity Statistická průkaznost (α =0,01) (α =0,05) (α =0,05) Sklizená 3,69 a 13,2 a 0,38 a Zaorávaná 3,64 a 13,22 a 0,36 a Pálená 2,78 b 4,73 b 0,75 b Hospodaření se slámou Průměr (druh.m -2 ) Statistická průkaznost Průměr (jedinec.m -2 ) Statistická průkaznost Průměrný index diverzity Statistická průkaznost (α =0,05) (α =0,05) (α =0,05) Sklizená 3,69 a 13,2 a 0,38 a Zaorávaná 3,64 a 13,22 a 0,36 a Pálená 2,78 b 4,73 b 0,75 b Z dvou letých výsledků ( ) je patrné, že mezi plevelné druhy, které nejvíce zaplevelují, lze zařadit: Silene noctiflora, Galium aparine, Microrrhinum minus, Fallopia convolvulus, Lamium amplexicaule, Stellaria media. Druhová diverzita je na variantách s odklidem slámy a se zaoráním slámy statisticky stejná. Průměrná hodnota indexu diverzity na variantě, kde byla sláma odvezena je 0, 38. Na variantě kde se sláma zaorávala je 0,36. Obecně lze říci, že s vyšší diverzitou roste odolnost společenstva. Při masivním používání chemických prostředků však zůstává otázkou, zda je vůbec možné druhovou diverzitu plevelů nějak zachovat a současně podpořit, protože celý 65

66 ekosystém je výrazně ovlivňován vůli člověka pěstitele. Průměrná hodnota indexu diverzity, se lišila až na variantě, kde se sláma pálila. Index diverzity, zde dosáhnul počtu 0,78. Na této variantě se vyskytovalo méně zaplevelujících jedinců a to konkrétně v roce 2012 (8,28 jedinců.m -2 ), oproti roku 2011 (12,19 jedinců.m -2 ). Tento rozdíl by se dal vysvětlit pomocí meteorologických podmínek, kdy byl velice suchý rok, na zájmové území dopadalo málo dešťových srážek, tudíž byla minimální půdní vláha a plevele neměly dobré podmínky pro svůj růst a další vývoj. Nejvyšší počet jednotlivých plevelných druhů byl pozorován na variantách s odvozem a zaoráváním slámy. Statistické hodnoty u obou případů jsou téměř stejné. Na pozemku, kde se sláma odvážela, byl průměrný počet jedinců na m 2 3,59. Na pozemku kde se sláma zaorávala, průměrný počet jedinců dosáhnul hodnoty 3,64 m 2. Při zaorávání slámy, bude tento jev pravděpodobně způsobený tím, že většina dozrálých semen a plodů zůstává na původním místě svého výskytu a je se slámou zaorána. Semena a plody, jsou v živné a hnojené půdě, tudíž mají výborné podmínky pro brzké vzcházení v následujícím roce. Obr. 1: Ordinační diagram vyjadřující vztah výskytu plevelů a variant hospodaření se slámou Legenda k ordinačnímu diagramu: Sklizeni: tradiční odklid slámy, Zaorani: zaorání slámy, Paleni: pálení slámy.zkratky druhů plevelů: Ana arve (Anagallis arvensis), Ave fatu (Avena fatua), Car acan (Carduus acanthoides), Cir arve (Cirsium arvense), Con arve (Convolvulus arvensis), Ech crus (Echinochloa crus-gali), Eup heli (Euphorbia helioscopia), Fal conv (Fallopia convolvulus), Gal apar (Galium aparine), Che albu (Chenopodium album), Lam ampl (Lamium amplexicaule), Lam purp (Lamium purpureum), Mic minu (Microrrhinum minus), Per lapa (Persicaria lapathifolia), Pol avic (Polygonum aviculare), Sil noct (Silene noctiflora), Sol nigr (Solanum nigrum), Son arve (Sonchus arvensis), Son oler (Sonchus oleraceus), Sta palu (Stachys palustris), Ste medi (Stellaria media), Thl arve (Thlaspi arvense), Ver pers (Veronica persica), Ver poli (Veronica polita), Vio arve (Viola arvensis). Na půdě, kde byla sláma zaorávána, jsme nejčastěji nacházeli plevelné druhy rostlin jako Galium aparine, Fallopia convolvulus, Silene noctiflora. Při hospodaření se slámou, kde byla použita varianta pálení slámy, bylo zaplevelení na zkoumaném pozemku během dvouletého sledu nejnižší. Počet druhů, které se vyskytovaly na pozorovaném pozemku v 1 m 2, dosáhnul hodnoty 2,78. Důvodem nejspíše bude vysoký žár a teplo, které hořící oheň vyzařuje. Tím pravděpodobně dochází ke zničení většiny semen a plodů ve slámě a tudíž není obohacena půdní semenná banka a to se projevuje v poklesu aktuálního zaplevelení. Pálení slámy mělo negativní vliv především na tyto druhy: Galium aparine, Silene noctiflora, Fallopia convolvulus, Microrrhinum minus. Z pohledu zemědělce pálením slámy dosáhne jím chtěné 66

67 regulace druhů rostlin, které na svém pozemku nechce, ale z pohledu praktického uplatnění tato varianta není možná z důvodu legislativního omezení. Závěr Největší zaplevelení při hospodaření se slámou, bylo nalezeno na variantě, kde se sláma zaorávala a odvážela z pole pryč. Je to dáno tím, že při zaorávání slámy, většina dozrálých semen a plodů zůstává na původním místě svého výskytu a je se slámou zaorána. Nejméně plevelných druhů se vyskytovalo na pozemku, kde se sláma pálila. Při tomto způsobu hospodaření, je nejspíše se slámou spálena většina semen a plodů, což znamená, že není obohacena půdní semenná banka a to má za následek pokles aktuálního zaplevelení. Zpracování půdy výrazně ovlivnilo především intenzitu zaplevelení (počet jedinců). Na variantě s tradičním zpracováním půdy bylo menší zaplevelení než na variantě s minimalizačním zpracováním půdy. Na obou variantách se vyskytovaly obdobné druhy, ovšem na minimalizační variantě ve znatelně větším počtu jedinců. Dedikace Práce vznikla jako výstup projektu Interní grantové agentury AF MENDELU číslo: TP 10/2013 Studium vybraných faktorů ovlivňující realizaci biologického potenciálu zemědělských kultur. Použitá literatura Hůla, J. Procházková B. : Vliv minimalizačních a půdoochranných technologií na plodiny, půdní prostředí a ekonomiku. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2002, 103 s. ISBN Christian, D. G., Bacon, E. T. G., : The effects of straw disposal and depth of cultivation on the growth, nutrient uptake and yield of winter wheat on a clay and a silt soil. Soil Use and Management, 4, 1991, Jezdinský, A., et al.: Význam plevelů, Dostupné na: (citováno ) Kos, M., : Modely specializovaných osevních sledů pro jednotlivé výrobní oblasti. Metodika UVTIZ, UVTIZ Praha, 1981, 33 s. Kubát, K., 2002: Klíč ke květeně České republiky. Academia. Praha. 928 s. ISBN Laštůvka, Z., Krejčová, P.: Ekologie. 1. vyd. Brno: Konvoj, 2000, 184 s. ISBN Prew, R. D. et al., : Effects on eight factors on the growth and nutrient uptake of winter wheat and on the incidence of pests and deseases. J. agric. Sci., Camb., 100, 1983, Prew, R. D., Lord, E. I., : The straw incorporation problem. Aspect of Applied Biology, 2, 1988, Rule, J. S., : Seven years` straw incorporation. Arable Farming, 17, 1990, Šarapatka, B., : Agroekologie: východiska pro udržitelné zemědělské hospodaření. Olomouc: Bioinstitut, 2010, 440 s. ISBN Ter Braak, C., J., F.: Canoco A Fortran program for canonical community ordination by [partial] [detrended] [canonical] correspondence analysis (version 4.0.). Report LWA Agricultural Mathematics Group. Wageningen, Kontaktní adresa: Ing. Jan Winkler, Ph.D. Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Ústav agrosystémů a bioklimatologie Zemědělská 1, Brno, Česká republika 67

68 TECHNOLOGIE KOMPOSTOVÁNÍ ZBYTKOVÉ BIOMASY ZE ZEMĚDĚLSKÉ ČINNOSTI Composting Technology of Biomass Residues from Agriculture Plíva P., Kovaříček P., Vlášková M. Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i., Praha Abstrakt Údržba trvalých travních porostů pouhým sečením nebo mulčováním nepřináší celospolečensky očekávanou návratnost vložených nákladů. Způsobuje problémy s rozkladem biomasy a změny spektra travního porostu. Zbytkovou travní hmotu mohou zemědělci využít pro výrobu kompostu jako náhradu za chybějící hnůj ke hnojení na obdělávané orné půdě. Příspěvek hodnotí, za jakých podmínek si kompost mohou vyrobit levněji než jeho nákupem z komerční kompostárny. Náklady na výrobu kompostu v zemědělském podniku bez využití dotací se pohybují od 800 do Kč.t -1, jsou mírně nad úrovní tržní ceny kompostu z komerčních kompostáren. Po uplatnění plošných dotací se náklady sníží na cca 450 až 550 Kč.t -1 a jeho výroba se stává již rentabilní. Ještě příznivější ekonomické výsledky jsou v oblastech s možností využití dotací LFA, kdy se náklady sníží na 200 až 300 Kč.t -1. Klíčová slova: údržba trvalých travních porostů (TTP), organická hmota (OH), kompostování, náklady na výrobu kompostu, extenzivního systému pěstování TTP Abstract Conservation of permanent grasslands only by mowing or mulching doesn t bring the expected recovery of used investment costs, causes the problems with biomass decomposition, contamination of groundwater by nitrates and changes in grass cover spectrum. The superfluous grass matter can be utilized by farmers for the production of compost instead of missing farmyard manure and this compost can be then used to a fertilization of cultivated arable land. The contribution evaluates under what conditions it is possible to produce a compost in a cheaper way, than by its purchase from commercial composting plant. The costs for compost production without utilization of subsidies in an agricultural enterprise range from 800 to 1000 CZK.t -1 and there are slightly over level of market price of compost originating from commercial composting plants. After utilization of subsidies the costs diminish to the level of cca CZK.t -1 and compost production becomes already profitable. Even more favourable economic results can be reached with subsidies given in the LFA areas. In this case the costs decrease to CZK.t -1. Keywords: conservation of permanent grasslands, organic matter, composting, compost production costs, extensive system of permanent grasslands cultivation Úvod Údržba trvalých travních porostů (dále TTP) pouhým sečením nebo mulčováním nepřináší celospolečensky návratnost nákladů, ale působí problémy s rozkladem zbytkové biomasy, poškozením spodních vod nitráty a způsobuje nepříznivé změny spektra porostu (Pozdíšek, a kol., 2004). Nařízení vlády Zákon 242/2000 Sb. o provádění agroenvironmentálních programů uvádí, že kultury travních porostů lze spásat nebo sekat minimálně dvakrát ročně a biomasa musí být odstraňována z pozemku. Z tabulky 1 vyplývá, že v kukuřičné a řepařské výrobní oblasti jsou TTP průměrně na 15 % obhospodařovaných ploch, v obilnářské na 30 %, v bramborářské na 25 % a pícninářské téměř na 60 %. Polovinu travní hmoty, která není z těchto ploch využita k výrobě sena, lze využít pro výrobu kompostu na dočasných složištích v blízkosti zdrojových ploch. Kompost mohou na dočasných plochách vyrábět zemědělci pro svou vlastní potřebu pro hnojení na obdělávané orné půdě. Většina zemědělců je vybavena 68

69 dopravními prostředky, rozmetadly hnoje a nakladači a tak se snižují investice na dovybavení kompostárny. Tabulka 1 Zastoupení plodin v ČR na orné půdě (Agrocenzus, 2011) Zastoupení plodin na orné půdě Výrobní Orná oblast půda Obilniny Kukuřice Okopaniny Olejniny + technické plodiny 69 Pícniny na OP Zornění ZP z toho TTP ha % % % % % % ha ha Kukuřičná Řepařská Obilnářská Bramborářská Pícninářská Celkem Materiál a metoda Podle Neuberga a kol. (1995) každý rok na obdělávané půdě zmineralizuje 3,5 t.ha -1 organické hmoty (dále OH). Vach a kol. (1996) udávají minimální roční normativ na úhradu OH 1,8 až 2,2 t (v sušině). Pro udržení úrodnosti půdy je potřeba uhradit alespoň toto minimum, pro zlepšování půdních vlastností dávky OH zvýšit. Při hospodaření bez živočišné výroby je ekonomicky výhodné ponechat na poli a zapravit do půdy veškeré posklizňové zbytky. V zjednodušeném pětihonném osevním postupu, odvozeném z průměrného zastoupení plodin v jednotlivých výrobních oblastech ČR (tab. 1) vzniká při doplňování OH do půdy deficit 0,3 až 0,6 t.ha -1.rok -1. V zemědělském podniku hospodařícím bez živočišné výroby a bez hnojení hnojem je podle Metodiky výživy a hnojení plodin (Neuberg, 1995) každých 5 roků průměrný požadavek na hnojení dávkou 17 t.ha -1 kompostu o vlhkosti 50 % (tab. 2). Tabulka 2 Potřeba doplnění organické hmoty do půdy a potřeba hnojení orné půdy kompostem za dobu pětileté rotace plodin Výrobní oblast Bilance posklizňových zbytků Potřeba doplnění sušiny OH Potřeba kompostu za dobu pětileté rotace plodin t.ha -1.rok -1 t.ha -1.rok -1 t.ha -1 o.p. Kukuřičná 2,19 1,31 13,1 Řepařská 1,88 1,77 17,7 Obilnářská 1,68 1,87 18,7 Bramborářská 1,65 1,89 18,9 Pícninářská 1,8 1,7 17,0 Organická hmota v surovinách pro výrobu kompostu představuje sortiment látek různě odolných mikrobiologickému rozkladu. Rychlost rozkladu organické hmoty je závislá na poměru uhlíku a dusíku (C:N). Obsah uhlíku představuje polovinu obsahu organické hmoty. Kompostované hmoty s poměrem C:N užším než 10:1 se rozkládají velmi rychle a jsou mikrobiologicky dobře využitelné. Naopak hmoty se širokým poměrem C:N nad 50:1 se rozkládají pomalu (Váňa, 1994). Výstupem kompostování zbytkové travní hmoty a dalších surovin je kompost bez registrace, který splňuje jakostní znaky ČSN Průmyslové komposty. Lze ho využívat pro vlastní potřebu zemědělského podniku na hnojení orné půdy. Skladba surovin vyráběných kompostů se může měnit podle výrobního zaměření zemědělského podniku a jejich dostupnosti v lokalitě. V tabulce 3 jsou uvedeny příklady surovinové skladby zakládek kompostů, jejichž součástí je vždy travní hmota z údržby TTP, pastvin a neprodukčních ploch, popřípadě znehodnoceného sena.

70 Tabulka 3 Příklady surovinové skladby zakládek kompostů Surovina Objem Objemová Celková Hmotnost Vlhkost C:N ph hmotnost hmotnost m 3 t.m -3 t % t Surovinová skladba č. 1 Listí 2 0,267 0,534 35,0 48,3 8,4 Tráva 2 0,416 0,832 80,1 13,8 8,7 1,366 Kompost - - 0,520 41,2 14,9 7,2 0,520 Surovinová skladba č. 2 Listí 1 0,272 0,544 45,0 46,2 7,9 Tráva 2 0,384 0,384 76,3 12,0 8,6 1,198 Sláma 2 0,135 0,270 21,0 85 6,9 Kompost - - 0,504 39,0 10,3 8,2 0,504 Surovinová skladba č. 3 Listí 2 0,323 0, ,5 8,38 Tráva 2 0,386 0, ,6 8,29 1,550 Seno 2 0,066 0, ,0 8,40 Kompost - - 0, ,6 7,2 0,515 Surovinová skladba č. 4 Sláma 1 0,135 0, ,9 Tráva 3 0,416 1,248 80,1 13,8 8,7 1,383 Kompost - - 0,502 42,2 16,9 7,8 0,502 Při realizaci i jednoduché kompostárny hraje významnou roli pořizovací cena vhodné kompostovací plochy. Plocha pro kompostování může být vybrána přímo na zemědělské půdě jako vodohospodářsky nezabezpečená. Použití vhodných zpevněných ploch, například nevyužitých bývalých polních hnojišť, zpevněných ploch u polních letišť apod., rozšíří operativní dostupnost pro mechanizační prostředky i na období dlouhodobých dešťových srážek. Charakteristika kompostovací plochy na zemědělské půdě: travní hmota spolu s ostatními surovinami se zpracovává v místě nebo blízkosti svého vzniku přímo na poli (obr. 1), kompostovací plocha je dočasná, není vodohospodářsky zabezpečená, platí pro ni stejné podmínky jako pro polní hnojiště dočasné, nevýhodou je snížená schopnost pohybu mechanizace pro kompostování po ploše v případě snížené únosnosti povrchu půdy vlivem povětrnosti, variantním řešením je kompostování na nezpevněné ploše souběžně s komunikací nebo polní cestou (obr. 2) používaná mechanizace se pohybuje po zpevněné komunikaci. Obrázek 1 Pásové hromady kompostu založené na dočasné ploše (zemědělské půdě) (1- dovoz surovin, 2- pásová hromada přikrytá kompostovací plachtou, 3- překopávání kompostu, 4- dávkování kapalin, 5- manipulace se surovinami, 6- odvoz kompostu) 70

71 Pro přívěsné traktorové překopávače kompostu je výhodné zakládat dvě hromady vedle sebe. Traktor s překopávačem zpracovává druhou hromadu při jízdě v protisměru. Mezera mezi zakládkami kompostu pro průjezd stroje je 2,5 m, mezi hromadami 0,5 m. Na začátku a konci hromad je nutná manipulační plocha 4-5 m. Při předpokládané délce hromady 90 m se tím potřebná kompostovací plocha zvětšuje o 10 %. Za hospodářský rok lze počítat s dvěma rotacemi výroby kompostu na kompostovací ploše. Z farmářských surovin (tab. 3) se vyrobí kompost s nízkou objemovou hmotností 0,55 t.m -3. Z těchto uvedených vstupních podmínek pro surovinovou skladbu č. 4 sláma + tráva byl stanoven normativní požadavek na délku pásových hromad a kompostovací plochu (tab. 4). Obrázek 2 Pásové hromady založené na nezpevněné ploše souběžně s komunikací po jedné či obou stranách Tabulka 4 Požadavky na kompostovací plochu pro výrobu 1 t kompostu z vybraných surovin dle tabulky 3 (Roy a kol, 2010) Surovina Hmotnost Objemová Délka hromady zakládky Normativní plocha na Objem hmotnost na 1 t kompostu výrobu 1 t kompostu t t.m -3 m -3 m m 2 Surovinová skladba č. 1 Listí 1,03 0,27 3,85 Tráva 1,60 0,42 3,85 2,82 4,76 Kompost 1,00 0,55 1,82 Surovinová skladba č. 2 Listí 1,08 0,27 3,97 Tráva 0,76 0,38 1,98 Sláma 0,54 0,14 3,97 3,64 6,14 Kompost 1,00 0,55 1,82 Surovinová skladba č. 3 Listí 1,25 0,32 3,88 Tráva 1,50 0,39 3,88 Seno 0,26 0,07 3,88 4,27 7,21 Kompost 1,00 0,55 1,82 Surovinová skladba č. 4 Sláma 0,27 0,14 1,99 Tráva 2,49 0,42 5,98 2,92 4,93 Kompost 1,00 0,55 1,82 Základním článkem strojní linky pro kompostování je kolový traktor (Plíva a kol., 2009) nebo univerzální čelní nakládač. Ke zvolenému mobilnímu energetickému prostředku je možné připojovat stroje, které zajišťují jednotlivé technologické operace kompostování (obr. 3). 71

72 Obrázek 3 Varianty technického řešení zemědělské kompostovací linky Pro výrobu kompostu v zemědělském podniku se uvažuje s výrobou kompostu ze zbytkové travní hmoty z TTP a slámy. Při tomto složení zakládky je možné uvažovat s výraznějším zjednodušením kompostovací linky: sběr slámy a produkce TTP a doprava na kompostárny traktor 60 kw + samosběrací vůz, manipulace, naskladnění a vyskladnění materiálu traktor 60 kw s univerzální čelní lopatou, překopávání kompostu traktor 60 kw + přípojný překopávač kompostu. Pro výpočet vlastních nákladů se modelově vychází ze zemědělského podniku s 1000 ha zemědělské půdy v obilnářské, bramborářské a pícninářské výrobní oblasti s modelovým zastoupením ploch plodin stanovených podle statistických údajů. Požadavek na hnojení kompostem byl zvolen ve výši 2 t.ha -1.rok -1 (sušiny), větší než je požadované minimum k úhradě OH. Aplikace kompostu na ornou půdu (ve zboží o vlhkosti 50 % hmotnostních) se předpokládá v intervalu každých 5 let v průměrné výši 20 t.ha -1 o.p.. Pro výrobu kompostu byla zvolena surovinová skladba č. 4 (tab. 3) z travní hmoty z TTP a slámy, které jsou ve všech výrobních oblastech dostupné. Výsledky a diskuse Kritériem při ekonomickém hodnocení ekonomiky výroby a využití faremního kompostu jsou náklady na 1 t vyrobeného kompostu (ve srovnání s cenou kompostu na trhu) a náklady na jeho aplikaci (Kovaříček a kol., 2012). Při stanovení nákladů na 1 t kompostu se uvažuje s těmito nákladovými položkami: náklady na vstupní suroviny, náklady na užití plochy ke kompostování, náklady na provoz kompostárny, náklady na aplikaci kompostu. Náklady byly zpracovány s využitím databáze normativů pro poradenství, dostupných pro uživatele na webových stránkách v části Databáze a programy/normativy pro poradenství (Abrham a kol., 2011). Náklady na vstupní suroviny Travní hmota V podniku bez živočišné výroby jsou při extenzivním obhospodařování TTP dvakrát ročně sklízeny rotační sekačkou a převláčeny, jedenkrát za 10 let je počítáno s obnovou travního porostu (přísev, hnojení, chemické ošetření). Celkové náklady na pěstování a sklizeň jsou minimalizovány na Kč.ha -1 (zahrnuje variabilní nálady i fixní náklady). Jsou to náklady pro výrazně extenzivní pěstování a sklizeň TTP, v běžném produkčním roce se neuvažuje hnojení ani chemická ochrana. 72

73 Náklady na jednotku produkce jsou ovlivněny výnosem v dané výrobní oblasti (obilnářská 13,5 t.ha -1, bramborářská - 12,5 t.ha -1, pícninářská 11,0 t.ha -1 ) a závisí na možnostech využití dotací (tab. 5). Náklady lze snížit využitím dotací SAPS+TOP UP (v roce 2011 ve výši Kč.ha -1 ), v oblastech LFA lze získat další dotace na travní porosty (zde se uvažuje dotace LFA ve výši Kč.ha -1 travních porostů. Použití dotací náklady výrazně sníží, v oblastech LFA mohou být celkové dotace i vyšší než náklady na pěstování a sklizeň travních porostů. Tabulka 5 Náklady na jednotku produkce travní hmoty Varianta Jednotka Výrobní oblast obilnářská bramborářská pícninářská Bez dotace Kč.t Dotace SAPS+TOP UP Kč.t Dotace SAPS+TOP UP+LFA Kč.t Sláma Cena je stanovena metodou s využitím rozčítacích koeficientů stanovených na základě krmné hodnoty zrna a slámy u ozimých obilovin 12 %, u jarních obilovin 15 % celkových nákladů. Cena 1 t slámy bez započtení dotací je 500 Kč.t -1, při využití plné dotace SAPS a TOP UP 400 Kč.ha -1. V místech zvýšené poptávky (např. pro energetické nebo surovinové využití) může být tržní cena slámy vyšší. Pro dopravu slámy na kompostárnu byla zvolena nejlevnější varianta sběr a odvoz sběracími vozy. Výsledná cena slámy bez dotací je 620 Kč.t -1, při využití dotací SAPS a TOP UP 520 Kč.t -1. Výsledný jednotkový náklad na objem slámy potřebný pro výrobu 1 t kompostu je 167 Kč.t -1 bez dotace, 140 Kč.t -1 s dotací. Náklady na kompostovací plochu a překopávání Na dočasně umístěnou kompostovací plochu na zemědělské půdě bez vodohospodářského zajištění byly stanoveny fixní náklady a roční ušlý zisk ve výši Kč.ha -1. Pro výrobu kompostu v pásových hromadách s dvěma výrobními cykly za rok je normativní plocha na 1 t kompostu 6 m 2. Výsledné náklady jsou na 1 t vyrobeného kompostu ve výši 3 Kč.t -1. Při technologickém postupu výroby kompostu jsou využívány univerzální mechanizační prostředky (kolový traktor, univerzální čelní nakladač). Jejich náklady jsou určeny z hodinových sazeb pro roční využití obvyklé velikosti podniku s 1000 ha z.p. (kolový traktor, samosběrací vůz). Při nízké výrobní kapacitě kompostárny zemědělského podniku je roční využití překopávače kompostu (CM-ST 30C, 550 tis. Kč, m 3.h -1 ) malé. Pro požadované množství kompostu vyrobeného ve 2 cyklech, každý s 6 překopávkami, to je 54 h v obilnářské a bramborářské výrobní oblasti a pouhých 30 h v pícninářské výrobní oblasti. To se negativně projevuje na jednotkových nákladech na 1 t vyrobeného kompostu 117 Kč.t -1 v obilnářské a bramborářské výrobní oblasti a 175 Kč.t -1 v pícninářské. Výraznější snížení nákladů na kompostování lze docílit společným využíváním překopávače kompostu pro více zemědělských kompostáren. Závěr Celkové náklady na výrobu kompostu v zemědělském podniku bez využití dotací (tab. 6) se pohybují od 800 do Kč.t -1 a jsou tedy mírně nad úrovni tržní ceny kompostu z komerčních kompostáren. Je to dáno cenou vstupů, které mohou být u komerčních kompostáren dokonce záporné (zpracovávají vstupy, za které dostávají úhradu, jak za jejich odvoz, tak i za zpracování). 73

74 Po uplatnění plošných dotací se náklady sníží na cca 450 až 550 Kč.t -1 a jeho výroba se stává již rentabilní. Ještě příznivější ekonomické výsledky jsou v oblastech s možností využití dotací LFA, kdy náklady na výrobu kompostu se sníží na 200 až 300 Kč.t -1. Výhodný je extenzivní systém pěstování TTP, výnosy jsou sice nižší (cca 11 až 13 t čerstvé travní hmoty na 1 ha), ale výsledné náklady na 1 t produkce jsou příznivé. Zvyšováním intenzity pěstování (především hnojení, chemická ochrana) se zvyšují výnosy travní hmoty, ale rychleji rostou náklady, takže výsledné náklady na 1 t produkce se zvyšují. Výhodnost extenzivního systému pěstování TTP podporuje i současný systém dotací, kdy dotace jsou stanoveny sazbou na jednotku plochy a se zvyšováním výnosů se příznivý vliv dotace na jednotku produkce snižuje. Tabulka 6 Celkové náklady na výrobu kompostu v zemědělském podniku Výrobní oblast Náklady na kompostování bez dotací obilnářská bramborářská pícninářská náklady na materiálové vstupy sláma Kč.t tráva Kč.t náklady na kompostovací plochu Kč.t náklady na kompostování Kč.t náklady na naložení a rozmetání Kč.t Celkem Kč.t Náklady na kompostování s využitím plošných dotací obilnářská bramborářská pícninářská náklady na materiálové vstupy sláma Kč.t tráva Kč.t náklady na kompostovací plochu Kč.t náklady na kompostování Kč.t náklady na naložení a rozmetání Kč.t Celkem Kč.t Náklady na kompostování s využitím plošných dotací + LFA obilnářská bramborářská pícninářská náklady na materiálové vstupy sláma Kč.t tráva Kč.t náklady na kompostovací plochu Kč.t náklady na kompostování Kč.t náklady na naložení a rozmetání Kč.t Celkem Kč.t Dedikace Výsledky publikované v tomto článku vznikly díky finanční podpoře MZe ČR v rámci řešení výzkumného projektu NAZV č. QJ Agronomická opatření ke snížení vodní eroze na orné půdě s využitím zapravení organické hmoty a při řešení výzkumného záměru MZE Výzkum efektivního využití technologických systémů pro setrvalé hospodaření a využívání přírodních zdrojů ve specifických podmínkách českého zemědělství. Použitá literatura Abrham Z., Herout M., Richter J.: Ekonomika doporučených strojních souprav. [Economy of recommended machine sets]. Soubor normativů na internetových stánkách VÚZT, v.v.i., v části Databáze a programy/normativy pro poradenství; 2011 Abrham Z., Kovářová M., Richter J.: Ekonomika pěstování plodin. [Economy of crop production]. Soubor normativů na internetových stánkách VÚZT v.v.i., v části Databáze a programy/normativy pro poradenství;

75 Agrocenzus regiony, strukturální šetření v zemědělství a metody zemědělské výroby, ČSÚ Praha, kód publikace , Praha, 2011 ČSN Průmyslové komposty Kovaříček P., Abrham Z., Hůla J., Plíva P., Vlášková M., Kroulík M., Mašek J.: Technologie a ekonomika zvyšování protierozní odolnosti půdy zapravením organické hmoty. Uplatněná certifikovaná metodika. Praha, VÚZT, v.v.i., 2012, 34 s. Neuberg J., Jedlička J., Červená H.: Výživa a hnojení plodin. Metodika. Praha, ÚZPI, 1995, č. 8, 66 s Plíva P., Altmann V., Habart J., Jelínek A., Kollárová M., Marešová K., Mimra M., Váňa J., Dostoupal B.: Kompostování v pásových hromadách na volné ploše. Praha, Vydavatelství Profi Press, s.r.o., vydání, 136 s. Pozdíšek J., Kohoutek A., Bjelka M., Nerušil P.: Využití trvalých travních porostů chovem skotu bez tržní produkce mléka. Zemědělské informace, ÚZPI, Praha, 2, 2004, 103 s. Roy A., Laurik S., Plíva P.: Výroba kompostů s různou objemovou hmotností. Metodika pro praxi. Praha, VÚZT, 2010, 20 s. Vach M., Vrkoč F., Šimon J., Prugar J.: Ekologická optimalizace rostlinné výroby. Metodika zemědělské praxe. ÚZPI, Praha, 1996, č. 2, 32 s. Váňa J.: Výroba a využití kompostů v zemědělství. Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství ČR v Praze, Příručka, 1994, 40 s. Zákon č. 242/2000 Sb., o ekologickém zemědělství Kontaktní adresa: Ing. Petr Plíva, CSc. Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. Drnovská Praha 6 Ruzyně tel

76 PLYV ROČNÍKA, ODRODY A LISTOVÝCH BIOPRÍPRAVKOV NA ÚRODU A KVALITU REPY CUKROVEJ Influence of year, variety and foliar biopreparations on root yield and quality of sugar beet Pačuta V., Molnárová J., Černý I., Kašičková I. Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Abstrakt Cieľom práce bolo zistiť vplyv ročníka, odrody a prípravkov obsahujúcich biologicky aktívne látky (Biafit Gold a Pentakeep V) na úrodu buliev a digesciu repy cukrovej v podmienkach kukuričnej výrobnej oblasti Slovenska. Pokusy boli realizované v rokoch 2008 až 2010 na pozemkoch experimentálnej bázy Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre. V pokusoch boli použité dve odrody repy cukrovej Viktor a Jambus a dva prípravky s obsahom biologicky aktívnych látok Biafit Gold a Pentakeep V. Listové preparáty boli aplikované dva krát (Biafit Gold) resp. tri krát (Pentakeep - V) počas vegetácie. Výsledky ukázali, že listové preparáty mali štatisticky vysoko preukazný negatívny vplyv na digesciu. Pri úrode buliev nebol ich vplyv preukazný. Odroda mala štatisticky vysoko preukazný vplyv len na digesciu. Pri úrode buliev bol vplyv odrody rovnako nepreukazný. Poveternostné podmienky ročníka ovplyvnili vysoko preukazne oba sledované parametre. Kľúčové slová: repa cukrová, listový bioprípravok, úroda buliev, digescia Abstrakt The aim of the study was investigate the effects of weather condition, variety and preparations containing biologically active substances (Biafit Gold and Pentakeep-V) on root yield and digestion of sugar beet in conditions of Slovakia maize growing area. Experiments were carried out during years 2008 and 2010 at experimental bases of the Slovak University of Agricultural in Nitra. In the experiments were used two varieties of sugar beet Viktor, Jambus and two preparations containing biologically active substances Biafit Gold and Pentakeep - V. The leaf preparations were applied twice (Biafit Gold) respectively three times (Pentakeep - V) during the vegetation. The results showed that leaf preparation had a negative statistically significant influence on digestion. The effect on root yield was not significant. Variety had a statistically significant influence only on digestion, but variety did not influence the root yield. The weather conditions of the years affected both monitored parameters statistically highly significant. Key words: Sugar beet, leaf biopreparation, root yield, digestion Úvod Repa cukrová je z hľadiska biologických a produkčných vlastností v rámci trhového hospodárstva považovaná za strategickú plodinu. Výživa repy cukrovej ako základný intenzifikačný faktor, zasahuje do všetkých fyziologických a biochemických procesov (Pačuta et al., 2006). Repa cukrová patrí medzi plodiny s vysokými nárokmi na agrotechniku a výživu (Ložek et al., 1997). Vyžaduje si preto sústredenie pozornosti a odborné riadenie, pri ktorom treba vychádzať z poznatkov o vlastnostiach pôdy, o dynamike a spotrebe živín, o fyziologických požiadavkách plodiny i o vplyve a dopade poveternostných podmienok na tieto procesy. Predpokladom dosiahnutia vysokej úrody a dobrej kvality buliev repy cukrovej je vyvážená a zodpovedajúca ponuka živín. Ak je ponuka nízka, vznikajú straty na úrode, prípadne sa znižuje aj kvalita. Ak je vysoká, dochádza najmä k zníženiu technologickej kvality. 76

77 Prípravky obsahujúce biologicky aktívne látky sa používajú na stimuláciu metabolických funkcií rastlín, zlepšenie adaptácie rastlín na sucho, na biotický a abiotický stres, zlepšuje sa regenerácia rastlín po pôsobení stresových faktorov a potenciálne podporujú príjem živín rastlinou z pôdy. Tieto prípravky nie sú listové hnojivá ale môžu obsahovať makroelementy a mikroelementy. Za biologicky aktívne látky, ktoré pozitívne ovplyvňujú životne dôležité funkcie rastlín môžeme považovať mnohé látky prírodného alebo syntetického pôvodu, napr. rastlinné hormóny, aromatické nitrozlúčeniny, močovinu, kyselinu salicylovú, živice, urónové kyseliny alebo humínaté látky (Černý et al., 2000, Fecková, 2005, Pulkrábek et al., 1999). Materiál a Metódy Poľné pokusy boli založené metódou delených dielcov podľa Ehrembergerovej (1995) v troch opakovaniach na pozemkoch experimentálnej bázy Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre v rokoch V pokusoch boli použité dve odrody repy cukrovej (Viktor, Jambus) a dva preparáty obsahujúce biologicky aktívne látky Biafit Gold a Pentakeep V. Príprava pôdy a založenie porastu boli vykonané v súlade so zásadami technológie pestovania repy cukrovej s výsevom na konečnú vzdialenosť. Predplodinou bola pšenica letná forma ozimná. Základné hnojenie bolo vykonané bilančnou metódou na základe agronomických rozborov pôdy na predpokladanú úrodu 60 t.ha -1. Charakteristika prípravkov použitých v pokusoch: Biafit Gold je listový prípravok obsahujúci biologicky aktívne prírodné látky ako sú živice, cukry, urónové kyseliny a vitamíny. Aplikáciou na list sa zintenzívňuje výživa rastlín, podporuje rast koreňového systému a celej rastliny. Je to prípravok na báze organickej živice, ktorá sa získava ako odpad pri spracovaní smreku. Odporúčané použitie tohto preparátu je dva krát v priebehu vegetácie v rastových fázach a v dávkach, ktoré sú uvedené v tabuľke 1. Tab. 1. Aplikácia prípravku Biafit Gold v jednotlivých rastových fázach Dávka Rastová fáza repy l.ha BBCH rozvinutých 9 a viac listov (aplikácia pri rozvinutých 11 listoch) l.ha BBCH uzatváranie porastu (30 % rastlín sa dotýka) Pentakeep - V je prípravok s obsahom stimulátora fotosyntézy - kyselina 5-aminolevulová (ALK). ALK je biologicky aktívna látka, ktorá sa vyskytuje v živých organizmoch. Prípravok Pentakeep V bol aplikovaný tri krát v priebehu vegetácie v rastových fázach a v dávkach, ktoré sú uvedené v tabuľke 2. Tab. 2. Aplikácia prípravku Pentakeep V v jednotlivých rastových fázach Dávka Rastová fáza repy 1. 1,5 l.ha BBCH rozvinutých 9 a viac listov (aplikácia pri rozvinutých 11 listoch) 2. 1,5 l.ha BBCH začiatok uzatvárania porastu 3. 1,5 l.ha BBCH uzatváranie porastu (30 % rastlín sa dotýka) V tabuľke 3 sú uvedené termíny, v ktorých sme aplikovali prípravky v jednotlivých rokoch. 77

78 Tab. 3. Termíny aplikácie listových prípravkov 1. aplikácia (Biafit Gold, Pentakeep V) 2. aplikácia (Pentakeep V) 2. aplikácia (Biafit Gold), 3. aplikácia (Pentakeep V) V poľných pokusoch boli sledované dve certifikované, geneticky jednoklíčkové odrody repy cukrovej: Viktor - diploidná, dvojtolerantná odroda voči rizománii a cerkosporióze, N/C typu. Jambus diploidná, dvojtolerantná odroda voči rizománii a cerkosporióze, N/C typu. Získané výsledky boli spracované analýzou rozptylu a regresnou analýzou (Bonferroniho test) v štatistickom programe Statistica. Výsledky a diskusia Rok - zhodnotením všetkých troch pokusných rokov môžeme konštatovať, že najvyššiu úrodu buliev sme dosiahli v roku 2010 ( 88,76 t.ha -1 ). Rok 2010 bol rok, ktorý bol z pohľadu zrážok považovaný za veľmi vlhký, no prevažná časť zrážok spadla v období máj (182,2 mm) a jún (147,5 mm). Dostatočné množstvo zrážok v mesiacoch júl a august sa pozitívne prejavilo na úrode buliev. Teplotne bol rok 2010 normálny. Naopak najnižšiu úrodu sme dosiahli v roku 2009 (66,59 t.ha -1 ), čo bolo o 12,44 t.ha -1 menej v porovnaní s rokom 2008 a o 22,17 t.ha -1 v porovnaní s rokom Rozdiel bol štatisticky preukazný. Pri digescii bola situácia presne opačná a najvyššiu digesciu sme zaznamenali v roku, kedy bola dosiahnutá najnižšia úroda buliev, čiže v roku 2009 (18,70 S), čím sa potvrdili zistenia viacerých autorov (Pačuta, Černý, Pulkrábek; etc). V roku 2010 bola digescia 16,21 S a v roku ,52 S. Rozdiel bol tiež štatisticky vysoko preukazný. Odroda pri porovnaní odrôd Viktor a Jambus dosiahla pri úrode buliev v priemere sledovaných rokov lepšie výsledky odroda Jambus (78,24 t.ha -1 ). Rozdiel medzi odrodami bol však malý (0,23 t.ha -1 ) a nebol štatisticky preukazný. Štatisticky preukazný rozdiel sme zaznamenali pri digescii, kde odroda Jambus dosiahla hodnotu 17,60 S, čo bolo o 0,25 S viac ako pri odrode Viktor. Preparát - pri hodnotení vplyvu použitých prípravkov sme v priemere sledovaných rokov zistili pri úrode buliev jej nasledovné zvýšenie v porovnaní s kontrolým variantom (75,08 t.ha - 1 ): Biafit Gold + 1,34 t.ha -1, Pentakeep V + 7,81 t.ha -1. Rozdiely však neboli preukazné. Pri digescii malo použitie prípravkov negatívny efekt a spôsobilo zníženie digescie. Na kontrolnom variante bola zistená priemerná digescia 17,71 S, použitie Pentakeepu V ju znížilo o 0,11 S (0,62 %) a Biafitu Gold o 0,37 S (2,09 %). Najlepšie výsledky v priebehu sledovaných rokov sme pri úrode buliev dosiahli v roku 2010 pri odrode Jambus s použitím prprípravku Pentakeep V 106,19 t.ha -1. Naopak najnižšiu úrodu sme zaznamenali v roku 2009 pri odrode Viktor na kontrolnom variante. Pri digescii sme jej najvyššiu hodnotu dosiahli v roku 2009 na kontrolnom variante pri odrode Jambus. Najnižšia digescia bola pri odrode Viktor na kontrolnom variante v roku

79 Tab. 4.Analýza rozptylu Úroda buliev Digescia Rok 0,0000** 0,0000** Odroda 0,9372 0,0006** Preparát 0,0783 0,0001** * - štatisticky preukazný vplyv faktora **- štatisticky vysoko preukazný vplyv faktora (zdroja variability) na sledovaný parameter Záver Pestovateľský ročník štatisticky vysoko preukazne ovplyvnil úrodu buliev aj digesciu. Odroda Jambus v porovnaní s odrodou Viktor dosiahla priaznivejšie hodnoty pri úrode buliev aj pri digescii, pričom pri digescii to bolo aj štatisticky vysoko preukazné. Použitie obidvoch preparátov zvýšilo úrodu buliev, rozdiel však nebol štatisticky preukazný. Naopak vplyvom preparátov Biafit Gold a Pentakeep - V došlo k štatisticky vysoko preukaznému zníženiu digescie. Poďakovanie Práca a jej prezentácia vznikla za podpory grantov VEGA č.1/0099/08 Biologizácia produkčného procesu cukrovej repy v podmienkach klimatickej zmeny, VEGA č. 1/0237/11 Produkcia a kvalita významných druhov poľných plodín pri uplatnení prvkov racionalizačných technológií v podmienkach klimatickej zmeny a projektu: Rozvoj medzinárodnej spolupráce za účelom transferu a implementácie výsledkov výskumu a vývoja do vzdelávacích programov realizovaného z OP Vzdelávanie, kód ITMS: Literatúra Černý I., Pačuta, V., Villár, G. (2000): Vplyv Atoniku na úrodu a technologickú kvalitu cukrovej repy. In Listy cukrovarnícke a řepařské. ISSN , roč. 116, č. 12, s Ehrenbergerová, J. (1995): Zakládání a hodnocení pokusu. Brno : MZLU, 109 s. ISBN Fecková, J. (2005): Produkcia a kvalita cukrovej repy v závislosti na vybraných antropogénnych faktoroch : doktorandská dizertačná práca. Nitra : SPU, 92 s. Ložek, O. et al. (1997): The effect of foliar application of humate on wheat grain yield and quality. In Rostlinná výroba, č. 43(1), s Pačuta, V., Černý, I. (2006): Niektoré poznatky v oblasti technológie pestovania repy cukrovej. In Naše pole. ISSN , roč. 10, č. 12, s Pulkrábek, J., Šroller, J., Zahradníček, J. (1999): Vliv regulátorů růstu na výnos a jakost bulev cukrovky. In Rostlinná výroba, č. 45, (8), s Kontaktná adresa: Prof. Ing. Vladimír Pačuta, CSc. SPU v Nitre, Katedra rastlinnej výroby Tr. A. Hlinku 2, Nitra 79

80 VPLYV LISTOVEJ VÝŽIVY A STIMULÁTORA RASTU NA VÝŠKU A KVALITU ÚRODY ZRNA JAČMEŇA SIATEHO The influence of foliar nutrition and growth stimulators on the malting barley yield quantity and quality Molnárová J., Pačuta V. Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Abstrakt Vplyv listovej výživy a stimulátora rastu na výšku a kvalitu úrody zrna jačmeňa siateho jarného sme sledovali v dvoch poveternostne diametrálne odlišných ročníkoch, čo sa významnou mierou odzrkadlilo na dosiahnutých výsledkoch. Medzi sledovanými ročníkmi bol rozdiel v úrode štatisticky vysoko preukazný (p>0.99) a v priemere za celý pokus dosiahol 4,12 t.ha -1. Vplyvom ošetrenia porastu najvýraznejšie zvýšenie úrody v porovnaní s neošetrenou kontrolou bolo zaznamenané pri zvýšenej dávke N (80 kg.ha -1 ) v kombinácii s listovým hnojivom Zincuran SC a stimulátorom rastu Sungreen (var.e) v zrážkovo priaznivejšom ročníku (2011) a to 1,72 (Claire), resp. 2,72 t.ha -1 (Marthe). Požiadavky na kvalitný sladovnícky jačmeň spĺňala iba odroda Marthe s priemerným obsahom HP 10,33 % a extraktu 81,70 %, najnižší obsah hrubého proteínu (9,93 %) a súčasne najvyšší obsah extraktu dosiahla pri ošetrení listovým hnojivom Zincuran SC a stimulátorom rastu Sunagreen (var.e). Medzi sledovanými variantmi ošetrenia bol štatisticky vysoko preukazný rozdiel (p>0.99). Kľúčové slová: jačmeň jarný, listová výživa, stimulátor rastu, úroda, kvalita zrna Abstract The influence of foliar nutririon and growth stimulator on the malting barley yield amount and quantity was observed in two climately different years, what could have been significantly seen in achieved results. Among the observed years was statistically significant yield difference determined (p> 0.99) and in average for the whole experiment it reached 4.12 t.ha -1. By an influence of vegetation treatment the most significant increase of crop yield in comparison with the untreated control was observed at an increased dose of N (80 kg.ha -1 ) in combination with Zincuran SC Foliar fertilizer and Sungreen (var.e) growth stimulator in favorable rainfall year (2011) namely 1.72 (Claire), respectively 2.72 t.ha -1 (Marthe). The requirements for quality malting barley met only a variety Marthe with an average content of HP % and % of the extract, the lowest content of crude protein (9.93 %), and also the highest content of the extract were obtained by a treatment of Zincuran SC Foliar fertilizer and growth stimulator Sunagreen (var.e). Among the observed variants of treatment was a significant difference demonstrated (p> 0.99). Key words: spring barley, foliar nutrition, growth stimulators, yield quality Úvod Listovou výživou je možné vyrovnať nerovnomernosti pri príjme živín, posilňovať účinok N, Mg - hnojív, stimulovať účinok biosyntézy rastlín, zlepšiť výživový stav a stresovú odolnosť počas vegetácie (Pilař, 2002). Výhodami aplikácie listových hnojív je väčšia saturácia mikroživín pri odrodách s vysokým úrodotvorným potenciálom a pri vysokých dávkach NPK (Varga - Filová, 2004). Pri delenej dusíkatej výžive obilnín má mimokoreňová výživa podstatne dôležitejšiu úlohu. Zabezpečuje sa ňou totiž pravidelný príjem dusíka spolu s ochrannými látkami a morforegulačnými prípravkami (Ložek, 2006). Nedostatok N výživy pri jarnom jačmeni je možné skorigovať vedecky riadenou listovou výživou na základe analýzy rastlín, ktorou okrem N vyrovnáme aj deficit ďalších mikro a makroprvkov (Molnárová, 2004). Podobne význam listovej výživy vyzdvihujú práce aj ďalších autorov (Růžek, Pišanová a Trčková, 2006, Vaněk, et al., 2007). Zinok podporuje tvorbu chlorofylu a biologicky aktívnych látok, zlepšuje dietetickú hodnotu rastlinných produktov a zvyšuje úrodu a kvalitu produkcie. Jeho nedostatok spôsobuje odumieranie vzrastových vrcholov. Okrem listovej výživy z hľadiska tvorby úrody autori veľký význam pripisujú ošetrovaniu 80

81 porastov stimulátormi rastu, ktoré by mali zabezpečiť vyrovnanie odnoží, odstránenie neproduktívnych odnoží, zvýšenie odolnosti proti poliehaniu, zvýšenie úrody a kvality produkcie. Vašák (2013) konštatuje, že účinok Sunagreenu v jarnom jačmeni v porovnaní so pšenicou ozimnou viac kolíše v závislosti na priebehu sezóny. Autor to odôvodňuje menšou kompenzačnou schopnosťou jačmeňa dohnať výpadok v počte klasov na meter štvorcový produkcie klasov. V pokusoch dosiahol rovnaké priemerné navýšenie úrody u oboch sledovaných druhov (400 kg.ha -1 ). Kvalita zrna má veľmi dôležitý vplyv na vhodnosť vzorky jačmenného zrna pre sladovníctvo. Kvalitný sladovnícky jačmeň by mal mať zrno vyrovnané, s nízkym obsahom dusíkatých látok (NL), rovnomernou energiou klíčivosti a s vysokou klíčivosťou. Podľa Owensa (2002) fyzický stav zrna a obsah dusíka v zrne sú všeobecne považované za významné ukazovatele jeho sladovníckeho potenciálu. Savin et al. (1997) a Šoltýsová a Danilovič (2005) zistili pri sladovníckych jačmeňoch zvýšenie obsahu NL v suchých rokoch, v ktorých sa narúša rovnomerný a plynulý presun NL do zrna. Obsah bielkovín v sušine sa pohybuje 8 13 %. Zo sladovníckeho hľadiska optimálny je obsah od 9,5 do 10,8 %. Vyšší obsah bielkovín nad 11 % zvyšuje tvrdosť zrna, príjem vody, lúštiteľnosť, znižuje extrakt a škrob, odbúravanie bielkovín. Nízky obsah bielkovín pod 9 % oslabuje enzymatickú zložku sladu a má vplyv na plnosť, penivosť, stabilitu a chuť piva. Muchová a i. (2007) uvádzajú, že vysoký obsah hrubého proteínu znamená znížený obsah škrobu a extraktu. Obsah extraktu v sušine pri kvalitných jačmeňoch by nemal klesnúť pod 80 %. Hlavným cieľom štúdie bolo zhodnotiť vplyv listovej výživy v kombinácii s LAV hnojivom a stimulátorom rastu a bez stimulátora na výšku a technologickú kvalitu zrna jarného jačmeňa siateho. Materiál a Metódy V rokoch 2011 a 2012 bol sledovaný vplyv listového hnojiva Zincuran SC a rastového stimulátora Sunagreen v kombinácii s liadkom amónno- vápenatým, Amofosom a 60 % KCL na výšku a kvalitu úrody zrna jarného jačmeňa siateho. Výskumná úloha bola riešená v rámci poľných polyfaktorových pokusov založených na EXBA FAPZ SPU v Nitre, v lokalite Dolná Malanta, na stredne ťažkej hnedozemi, stredne dobre zásobenej P a dobre K, obsahom humusu 2,16-2,23 % a ph pôdy 5,29-5,7. Priemerný ročný úhrn zrážok je 532,5 mm a priemerná teplota je 9,8 C. Pokusy boli založené po repe cukrovej s dvoma odrodami jačmeňa jarného (Claire a Marthe), pri piatich variantoch ošetrenia porastov metódou delených blokov, dodržaním náhodnosti (Ehrenbergerová, 1995), v troch opakovaniach: a= 0 kontrola, b= 60 kg N + 30 kg P kg K, c= 60 kg N + 30 kg P kg K + Zincuran SC + Sunagreen, d= 80 kg N + 30 kg P kg K + fungicídne ošetrenie Bumper Super, e= 80 kg N + 30 kg P kg K + Zincuran SC + Sunagreen + fungicídne ošetrenie Capalo 2x:1 na konci odnožovania, 2. vo fáze zástavkového listu. Listové hnojivo bolo aplikované v rastovej fáze plného odnožovania (BBCH 25) v dávke 1l na hektár a stimulátor rastu bol aplikovaný v rastovej fáze steblovania (BBCH 32) v dávke 0,5 l.ha -1. Zinkuran SC- je špecializované zinočnaté hnojivo, koncentrované, určené hlavne k doplnkovej výžive rastlín. Obsahuje v 1 litri 500 g čistého zinku, v dvoch odlišných formách: v rýchlo dostupnej chelátovej a v pozvoľna dostupnej oxidovej. Jeho špecializáciou je, že zinok môže byť prijímaný aj listami aj koreňmi ošetrených rastlín. Odporúčaná dávka je 0,5-1,0 l.ha -1, a to počas odnožovania až do vytvorenia druhého kolienka. Sunagreen je rastlinný stimulátor určený pre optimalizáciu počtu produktívnych odnoží v obilninách a hlavne slúži k zvyšovaniu ich úrod a kvality. Odporúčaný termín aplikácie je v priebehu odnožovania až steblovania, 7-10 dní pred klasením a tretí termín aplikácie je po odkvitnutí. Zberalo sa v plnej zrelosti maloparcelkovým kombajnom Class Dominátor. Úroda zrna bola prepočítaná na štandardnú 14 % vlhkosť. Na stanovenie kvality boli odobraté laboratórne 81

82 vzorky. Chemické ukazovatele (obsah hrubého proteínu a extraktu) boli stanovené na šľachtiteľskej stanici Hordeum Sládkovičovo s.r.o. Rozdiely medzi sledovanými variantmi ošetrenia ako odrodami a ročníkmi boli vyhodnotené viacfaktorovou analýzou rozptylu a boli otestované Tukeyovým testom. Výsledky a diskusia Vplyv listovej výživy a stimulátora rastu na výšku a kvalitu úrody zrna jačmeňa siateho jarného bol významnou mierou podmienený priebehom poveternostných podmienok ročníka a odrodou. Medzi sledovanými ročníkmi bol rozdiel štatisticky vysoko preukazný (p>0.99) a v priemere za obidve sledované odrody dosiahol 4,12 t.ha -1. Najvýraznejšie zvýšenie v porovnaní s neošetrenou kontrolou sme zaznamenali pri zvýšenej dávke N (80 kg.ha -1 ) v kombinácii s listovým hnojivom Zincuran SC, stimulátorom rastu Sungreen a fungicidným ošetrením Capalo 2x (var.e) v zrážkovo priaznivejšom ročníku (2011). V závislosti od sledovaných odrôd sa úroda zvýšila v porovnaní s neošetrenou kontrolou o 1,72 (Claire), resp. 2,72 t.ha -1 (Marthe) (tab.1). V suchom ročníku štatisticky preukazné (p>0.95) zvýšenie úrody sme zaznamenali iba pri odrode Marthe a nižšom obsahu N (60 kg.ha -1 ) v kombinácii s listovým hnojivom Zincuran SC, stimulátorom rastu Sungreen a fungicidným ošetrením Bumper Super. Tieto výsledky sú v súlade s výsledkami ďalších autorov (Varga - Filová, 2004, Ložek, 2006, Vašák, 2013). Tab. 1 Úroda zrna jarného jačmeňa pri rôznych variantoch ošetrenia v ročníkoch 2011 a 2012 Odroda Úroda zrna v t.ha -1 C L A I R E M A R T H E X Variant ošetrenia Rozdiel vplyvom ošetrenia v t.ha a 5,63 2, b 7,18 2,43 1,55 0,10 c 6,44 2,62 0,81 0,29 d 7,13 2,43 1,50 0,10 e 7,35 2,84 1,72 0,51 x 6,75 2, a 5,02 2, b 6,49 2,59 1,47 0,38 c 7,05 2,85 2,03 0,64 d 6,57 2,45 1,55 0,25 e 7,72 2,62 2,72 0,42 x 6,57 2, a 5,33 2, b 6,84 2,51 1,51 0,24 c 6,75 2,74 1,42 0,47 d 6,85 2,44 1,52 0,17 e 7,54 2,73 2,21 0,46 x 6,66 2, Hd 0.05 odroda , rok ,hnojenie Hd Obsah hrubého proteínu (HP) sa má pohybovať od 9,5 do 11,8 %, optimum je 9,5-10,8 % (STN ). Rozdiel medzi ročníkmi a odrodami bol vysokopreukazný (p>0.99) (tab.2). Vysokopreukazne najnižší obsah HP bol zaznamenaný v roku 2011 pri odrode Claire. 82

83 V priemere všetkých variantov ošetrenia obsah HP nedosiahol 9,5 %, tým uvedená odroda nespĺňala kritériá štandardu. Na rozdiel od Claire, odroda Marthe spĺňala požiadavky kvalitného sladovníckeho jačmeňa s priemerným obsahom HP 10,33 %. Medzi sledovanými variantmi ošetrenia bol štatisticky vysoko preukazný rozdiel (p>0.99), ale všetky varianty spĺňali kritériá výberového sladovníckeho jačmeňa (tab.2,4). Najnižšia hodnota HP (9,93 %) bola zaznamenaná pri variante ošetrenia e, kde bola aplikovaná zvýšená dávka N spolu s listovým hnojivom a stimulátorom rastu. V ročníku 2012 obidve sledované odrody prekročili normou stanovenú štandardnú hodnotu, keďže v priemere za všetky varianty ošetrenia dosiahli 14,4, resp. 13,83 % HP. Štatisticky nižšie hodnoty dosiahla odroda Marthe (p>0.95). Najnižšiu hodnotu HP (13,45 %) uvedená odroda dosiahla pri variante ošetrenia b (60 kg.ha -1 N+ Zincuran SC). Ošetrenie stimulátorom rastu viedlo k nepatrnému, štatisticky nepreukaznému zvýšeniu HP. Podobne Savin et al. (1997) a Šoltýsová a Danilovič (2005) zistili pri sladovníckych jačmeňoch zvýšenie obsahu NL v suchých rokoch, v ktorých sa narúša rovnomerný a plynulý presun NL do zrna. Tab. 2 Obsah hrubého proteínu v zrne jarného jačmeňa pri rôznych variantoch ošetrenia v ročníkoch 2011 a 2012 Odroda Varianty Obsah hrubého proteínu Rozdiel vplyvom ošetrenia ošetrenia C a 9,44 14, L b 9,48 14,28 0,04 0,26 A c 8,92 14,34-0,52 0,32 I d 9,36 14,71-0,08 0,69 R e 9,11 14,65-0,33 0,63 E x 9,26 14, M A R T H E a 10,02 13, b 10,52 13,45 0,50 0,46 c 10,93 13,60 0,91-0,31 d 10,24 14,36 0,22 0,46 e 9,93 13,82-0,09-0,09 x 10,33 13, Hd 0.05 odroda , rok , hnojenie Hd , Muchová a i. (2007) uvádzajú, že vysoký obsah hrubého proteínu znamená znížený obsah škrobu a extraktu. Obsah extraktu v sušine pri kvalitných jačmeňoch by nemal klesnúť pod 80 %. Obsah extraktu je veľmi dôležitým kritériom pre posúdenie vhodnosti spracovania jačmeňa na slad. Na obsahu extraktu sa podieľajú hlavne škrob a cukry, ale aj obsah ďalších organických látok ako sú pektíny, kyseliny a N látky. Obsah extraktu v sušine sa pohybuje od %. Na obsah extraktu odroda a rok reagovali štatisticky vysoko preukazne (p>0.99) (Tab.3,4). V roku 2011 obsah extraktu v priemere za sledované varianty ošetrenia dosiahol 81,37 % (Claire), resp. 81,70 % (Marthe). V roku 2012 ani jedna zo sledovaných odrôd nedosiahla normou stanovenú spodnú hranicu 77 % a v priemere za varianty ošetrenia sa pohybovala od 74,45 % (Claire) do 75,74 % (Marthe). Interakčný vplyv listovej výživy a stimulátora rastu sa najviac prejavil pri odrode Marthe v roku 2011 na variante ošetrenia e (80 kg.ha -1 N + Zincuran SC+ Sunagreen + Capalo 2x), kde bola zaznamenaná hodnota obsahu extraktu 82,30 %, čo bolo v porovnaní s neošetrenou kontrolou o 0,85 % viac (Tab.3). 83

84 Tab. 3 Obsah extraktu v zrne jarného jačmeňa pri rôznych variantoch ošetrenia v ročníkoch 2011 a 2012 Odroda Varianty Obsah extraktu Rozdiel vplyvom ošetrenia ošetrenia C a 82,00 74, L b 81,42 74,53-0,58-0,40 A c 81,40 74,30-0,60-0,63 I d 81,05 74,47-0,85-0,46 R e 81,00 74,03-1,00-0,90 E x 81,37 74, M A R T H E a 81,45 75, b 81,75 75,64 0,30-0,08 c 81,30 76,11-0,15-0,39 d 81,70 75,52 0,25-0,20 e 82,30 75,69-0,15-0,03 x 81,70 75, Hd 0.05 odroda , rok , hnojenie Hd , Tab. 4 Priemerné hodnoty obsahu extraktu a hrubého proteínu a preukaznosti ich rozdielov podľa Tukeya ( ) 84 Obsah extraktu Obsah hrubého proteínu Faktor Variant n x S x x S x Rok Ošetrenia a b c d e Odroda Claire Marthe Záver Z dvojročného hodnotenia vplyvu listovej výživy a stimulátora rastu na výšku a kvalitu úrody zrna jačmeňa siateho jarného vyplýva, že ich účinok je do značnej miery ovplyvnený priebehom poveternostných podmienok ročníka a odrodou. Kladný, štatisticky preukazný vplyv ošetrenia porastu bol zaznamenaný v zrážkovo priaznivom ročníku, kedy v závislosti od odrody v porovnaní s neošetrenou kontrolou sa úroda zvýšila o 1,72 t.ha -1 (Claire), resp. 2,72 t.ha -1 (Marthe). Ošetrenie porastu malo vplyv aj na sladovnícku kvalitu v závislosti od odrody. Najvýraznejšie zvýšenie úrody zrna pri obidvoch odrodách a optimálne hodnoty hrubého proteínu aj extraktu pri odrode Marthe v poveternostne priaznivom ročníku boli dosiahnuté pri zvýšenej hladine N (80 kg.ha -1 ), spolu s listovým hnojivom Zincuran SC a stimulátorom rastu Sunagreen. Poďakovanie Príspevok a jeho prezentácia vznikli za finančnej podpory grantového projektu VEGA 1/0237/11 Produkcia a kvalita významných druhov poľných plodín pri uplatnení prvkov

85 racionalizačných technológií v podmienkach klimatickej zmeny a projektu: Rozvoj medzinárodnej spolupráce za účelom transferu a implementácie výsledkov výskumu a vývoja do vzdelávacích programov realizovaného z OP Vzdelávanie, kód ITMS: Použitá literatúra Ehrenbergerová, J Zakladání a hodnocení pokusu. Brno: MZLU,109 s. ISBN Ložek, O Uplatnenie mimokoreňovej výživy rastlín na Slovensku. In Racionální použití hnojiv: sborník mezinárodní konference, Praha: ČZU, 2006, s ISBN X. Molnárová, J Význam listového hnojiva Campofort fortestim alfa vo výžive jačmeňa siateho jarného. In Úroda, roč.8, č. 4, s , ISSN Muchová, Z Hodnotenie surovín a potravín rastlinného pôvodu. Nitra: SPU, s ISBN Owens, G Cereals processing technology. Oxford, England: Woodhead Publishing, p. ISBN Pilař, M. 2002b. Úloha listových hnojív Campofort v komplexním systému hnojení obilovin. In:Pestovanie a využitie obilnín v treťom tisícročí. Nitra ISBN Ružek, P. Pišanová, J. Trčková, M Vliv mimokořenové aplikace hnojiv na výnos a kvalitu zrna obilovin. In Racionální použití hnojiv: sborník mezinárodní konference, 2006, s ISBN X. Savin, R. Stone, P. J. Nicolas, M. E. Wardlaw, I. F Grain growth and malting quality of barley. Effects of heat stress and moderately hight temperature. In Australian Journal of Agricultural Research, vol. 48, 1997, no. 5, p ISSN Šoltýsová a Danilovič (2005). Zmeny úrod a kvalitatívnych parametrov jačmeňa siateho jarného v závislosti od podmienok prostredia. Výskumný ústav rastlinnej výroby Piešťany Ústav agroekológie Michalovce. In: Rožnovský, J., Litschmann, T. (ed): Bioklimatologi současnosti a budoucnosti, Křtiny ISBN [cit ]. Dostupné na internete: <http://www.cbks.cz/sbornik05b/prispevky.htm > Vaněk, V Balík, J. Pavlíková, D. Tlustoš, P Výživa polních a zahradních plodin. Praha : Profi Press, 2007, 176 s. ISBN Varga, L. Filová. A Foliárna výživa poľnohospodárskych rastlín. Dostupné na internete <http://www.nasepole.sk/pole04/clanok.asp?articleid=23> Vašák, J. a kol. ( ) Sunagreen v obilninách. Dostupné na internete Kontaktná adresa: Doc. Ing. Juliana Molnárová, PhD. Katedra rastlinnej výroby, Slovenská poľnohospodárska univerzita Tr. A. Hlinku 2, Nitra 85

86 SRHA LALOČNATÁ V JETELOVINOTRAVNÍCH SMĚSÍCH Dactylis glomerata in grass-legume mixtures Lang J. Zemědělský výzkum, spol. s r.o., Troubsko Abstrakt V pokusu je řešena problematika zařazení pozdní odrůdy srhy laločnaté (novošlechtění - VV /10) do jetelovinotravních směsí pěstovaných na orné půdě, zejména pro využití na suchých lokalitách. Byly zkoušeny směsi, u kterých bylo osivo mícháno v poměru 20 % srhy a 80 % vojtěšky a 50 % srhy a 50 % vojtěšky. Podobně byly vytvořeny směsi s jetelem lučním. Jako srovnávací sloužily identické směsi, u kterých byl na místo srhy zařazen mezirodový hybrid Felina. V pokusu byla sledována konkurenceschopnost travního komponentu v porostu a výnosy směsí. Z výsledků vyplývá, že pozdní odrůdu srhy laločnaté je možné využít do vojtěškotravních směsí v oblastech s nedostatkem srážek. Klíčová slova: srha, Felina, vojtěška, jetel, jetelovinotravní směs, výnos Abstract In this experiment the clasification of late variety cocksfoot (Dactylis glomerata L - VV /10) in grass-legume mixtures grown on arable land was studied. Seed mixtures were mixed in the ratio 20:80 % cocksfood and alfalfa. Next mixture 50:50 % cocksfood and alfalfa. Mixtures with red clover were mixed in the same way. The same mixtures were mixed for confrontation, where cocksfood was replaced by intergeneric grass hybrid Felina. In this experiment the competetitiveness of grass component and yield of mixtures were monitored. The results show that cocksfood can be used in grass-alfalfa mixtures in areas with precipitation deficiency. Key words: Dactylis, Felina, alfalfa, clover, grass-legume mixtures, yield Úvod Srha laločnatá (Dactylis glomerata L., Poaceae) se vyznačuje dobrou suchovzdorností a dobře snáší polostín. Roste od nížin po vysokohorské polohy, má vysokou konkurenční schopnost a je velmi výnosná, zvlášť při hnojení dusíkem. Kvalita píce je výborná při včasné sklizni, po vymetání kvalita rychle klesá. Srha metá pouze k první sklizni. Vyznačuje se rychlým jarním růstem a tím má špatně sladěný růstový rytmus s jetelovinami. Z toho důvodu se v minulosti do směsí s jetelovinami nepoužívala. V současné době jsou na trhu pozdní odrůdy (např. Vega Oseva Uni, Choceň, Greenly Seed service, Vysoké Mýto), které bývají zařazovány do luk a pastvin. Pozdní odrůdy srhy je potřeba vyzkoušet i ve směsích pěstovaných na orné půdě, zejména pro využití v suchých oblastech. Vzhledem k jejich ranosti předpokládáme, že budou mít lépe sladěný růstový rytmus s jetelovinami. Konkurenceschopnost komponent i výnos ve směsích jsou ovlivněny biologickými vlastnostmi komponent a podmínkami stanoviště. Rozhodující jsou povětrnostní podmínky, zejména teplota a množství srážek, nezanedbatelný vliv mají fyzikální a chemické vlastnosti půdy. V pokusu byla sledována dynamika zastoupení komponent a výnosy suché hmoty. Materiál a Metody V roce 2011 byl na lokalitě Troubsko založen maloparcelový pokus s jetelovinotravními směsmi. K vojtěšce seté Zuzana a jeteli lučnímu Vltavín byla v první skupině pokusu přidána pozdní odrůda srhy laločnaté (tab. 1) (novošlechtění pod pracovním názvem VV /10) v poměru 80 % jeteloviny a 20 % srhy, a ve druhé skupině byl poměr 50 % jeteloviny a 50 % srhy. Obdobně byly založeny směsi druhé skupiny, ve kterých byla srha pro srovnání 86

87 nahrazena mezirodovým hybridem (MRH) Felina. MRH Felina je doporučována jako vhodná komponenta do jetelovinotravních směsí i do suchých oblastí. Je určena k vícesečnému využití (dlf, 2013 [on-line]). Lokalita Troubsko patří do řepařské výrobní oblasti, s nadmořskou výškou 270 m, průměrnou roční teplotou 8,6 C, ve vegetaci (duben září) 14,8 C. Roční suma srážek činí 547 mm, ve vegetaci 346 mm. Průměrné měsíční teploty a srážky ve sklizňových letech uvádí tabulky 2 a 3, ve kterých je také uvedeno klimatologické hodnocení měsíců. Teplotní a srážkové hodnocení bylo provedeno podle doporučení WMO pro popis klimatologických podmínek (Kožnarová, Klabzuba, 2002). Pokus byl založen na jaře bez krycí plodiny metodou znáhodněných bloků ve 4 opakováních. Vzdálenost řádků v parcelách byla 12,5 cm, sklizňová plocha parcel byla 10 m 2. Před založením, ani během kultivace, nebyla použitá žádná hnojiva. V roce 2011 probíhaly odplevelovací, nevážené seče. Rok 2012 byl první sklizňový, rok 2013 druhý sklizňový. V obou letech byly provedeny čtyři sklizně, v tomto článku jsou hodnoceny v každém roce sklizně tři. Při sklizních byl odebrán vzorek čerstvé hmoty, který byl vysoušen po dobu 24 hodin při 60 C a sloužil pro přepočet výnosu suché hmoty. Termíny prvních sklizní byly zvoleny na základě růstové fáze metání u nejranějšího travního komponentu, v tomto případě u srhy. Další sklizně byly provedeny ve fázi butonizace ranější jeteloviny (jetele lučního), protože ani jeden z travních komponentů ve směsi po první sklizni nemetají. Termíny sklizní uvádí tab. 4. Před každou sklizní byl ze všech opakování odebrán vzorek z plochy 1 m 2 na určení procentuálního zastoupení komponent ve směsi. Statistické hodnocení zastoupení komponent a výnosů suché hmoty bylo provedeno metodou analýzy variance (ANOVA P>0.05) s následným hodnocením Tukeyovým testem. Tab. 1: Podíl osiva ve směsích a jejich výsevek zastoupení [%] výsevek[kg.ha-1] směs č. Směs jetelovina tráva jetelovina tráva 1 vojtěška setá + srha laločnatá ,4 4 2 vojtěška setá + srha laločnatá jetel luční + srha laločnatá ,4 4 4 jetel luční + srha laločnatá vojtěška setá + MRH Felina ,4 6 6 vojtěška setá + MRH Felina jetel luční + MRH Felina ,4 6 8 jetel luční + MRH Felina Tab 2: Klimatologické hodnocení vegetačních měsíců v roce měsíc teplota srážky průměr hodnocení celkem hodnocení březen 6,2 1 1,8-3 duben 9,9 0 12,1-2 květen 16,0 1 25,4-2 červen 18,8 1 60,6 0 červenec 20,4 2 60,0 0 srpen 19,7 2 72,4 0 Hodnocení teplot: 0 = normální, 1 = teplý, 2 = silně teplý Hodnocení srážek: 1 = vlhký, 0 = normální, -1 = suchý, -2 = silně suchý, -3 = mimořádně suchý. 87

88 Tab 3: Klimatologické hodnocení vegetačních měsíců v roce měsíc teplota srážky průměr hodnocení celkem hodnocení březen 1,0-1 42,1 1 duben 9, květen 13, ,6 1 červen 17, ,2 1 červenec 21,5 3 4,8-3 srpen 19,9 2 68,8 0 Hodnocení teplot: 0 = normální, 1 = teplý, 2 = silně teplý Hodnocení srážek: 1 = vlhký, 0 = normální, -1 = suchý, -2 = silně suchý, -3 = mimořádně suchý. Tab. 4: Termíny sklizní sklizeň rok 2012 rok V 16.V VI 28.VI 3. 7.VIII 7.VIII Výsledky a diskuze Zastoupení komponent ve směsích s vojtěškou setou V prvním sklizňovém roce (2012), který byl ve vegetaci silně, až mimořádně suchý, byla zastoupena srha v první sklizni ve směsi č. 1 (vojtěška + srha s poměrem osiva 80:20 %) z 12,5 %, u směsi č. 2 (vojtěška + srha s poměrem osiva 50:50 %) byla zastoupena ze 17,5 %. Přes rozdílné zastoupení osiva trávy není rozdíl v zastoupení srhy v porostu statisticky průkazný. U dalších sklizní vzrostlo vlivem vláhy zastoupení srhy u obou směsí. Celkové zastoupení komponent v porostu během vegetace uvádí tab. 5. Srovnatelné zastoupení trávy, jaké je popsáno u směsí se srhou, měly směsi č. 5 a 6 s hybridem Felina, vyznačující se stejným složením, ale rozdílným travním komponentem. Rozdíly mezi zastoupením srhy a MRH Felina jsou ve směsích neprůkazné. Z výsledku je zřejmé, že konkurenceschopnost srhy je v suchých podmínkách podobná, jako u MRH Felina. Ve druhém užitkovém roce (2013) nadprůměrné množství srážek způsobilo nárůst zastoupení srhy v první sklizni v obou směsích s vojtěškou, rozdíly mezi užitkovými roky 2012 a 2013 jsou průkazné. Ve směsi s poměrem osiva 80:20 byla srha zastoupena ve 41,6 %, ve směsi s poměrem 50:50 byla zastoupena ze 34,1 %, rozdíly jsou neprůkazné. Vyšší zastoupení srhy ve směsi svědčí o konkurenční vnitrodruhové i mezidruhové síle srhy při dostatku vláhy. Rozdíl v zastoupení MRH Felina ve směsích s vojtěškou není ve sklizňových letech 2012 a 2013 průkazný. Neprůkazný je i rozdíl ve druhém sklizňovém roce ve variantách s MRH Felina rozdílných v poměru osiva. Z výsledků druhého užitkového roku vyplývá, že zkoušená odrůda srhy je ve směsi při dostatku vláhy větším konkurentem než MRH Felina, u kterého bylo zjištěno zastoupení (v identické směsi s poměrem osiva 80:20) 26,3 %, rozdíl je statisticky průkazný. Podle našich dřívějších studií je potřeba podíl MRH Felina ve směsích s jetelovinami pěstovaných na orné půdě z hlediska konkurenceschopnosti volit velmi opatrně a vzít v úvahu půdněklimatické podmínky (Vorlíček a kol., 2009). Pro vypěstování kvalitní píce je potřeba, aby podíl travního hybridu v 1. seči nepřekročil u vojtěškotrav 25 % ve hmotě. Tomu odpovídá např. směs osiva16 kg vojtěšky + 3 kg MRH Felina určená pro výsev na 1 ha (Vorlíček a kol., 2009). Jestliže budeme vycházet z uvedeného doporučení, pak z výsledků zkoušených směsí 88

89 vyplývá, že aby bylo u směsi vojtěšky a pozdní odrůdy srhy (VV /10) nebo MRH Felina v uvedeném složení na suchých stanovištích dosaženo 25 % zastoupení travního komponentu, je potřeba použít podíl osiva trávy až 50 %. Na srážkově bohatých stanovištích je v případě srhy potřeba snížit podíl osiva pod 20 %, v případě hybridu Felina vyhovuje 20% zastoupení osiva. Zastoupení komponent ve směsích s jetelem lučním V prvním užitkovém roce (2012) byla srha v první seči ve směsi č. 3 (jetel + srha s poměrem osiva 80:20 %) zastoupena v 16 %, ve směsi č. 4 (jetel + srha s poměrem osiva 50:50 %) ve 27,2 %, rozdíl zastoupení není statisticky průkazný. U směsi č. 7 (jetel + Felina s poměrem osiva 80:20) byl zastoupen hybrid Felina ve 32,7 % a u směsi č. 8 (jetel + Felina s poměrem osiva 50:50) ve 24 %, rozdíl zastoupení není statisticky průkazný. Neprůkazné jsou i rozdíly ve směsích se stejným poměrem, ale s rozdílným travním komponentem (směs č. 3 x 7 a směs č. 4 x 8). Z výsledků vyplývá, že v podmínkách nedostatku vláhy má srha srovnatelnou konkurenční schopnost ve směsi s jetelem lučním jako Felina. U směsí č. 7 a 8 došlo během vegetace k nárůstu travního komponentu. Tento nárůst není způsoben vyšší konkurenční schopností srhy vůči jeteli, ale je způsoben tím, že jetel z porostu v roce 2012 postupně mizel a na jeho místě zůstávala prázdná místa. Ve druhém užitkovém roce došlo k nárůstu podílu srhy ve směsi. Nárůst není, ve srovnání s prvním sklizňovým rokem, statisticky průkazný, u směsi s jetelem se neprojevila taková konkurenční síla, jak bylo zaznamenáno u směsi s vojtěškou. Ve směsích jetele s MRH Felina také nebyl zjištěn rozdíl v zastoupení mezi sklizňovými roky. Podíly srhy ve směsích č. 3 a 4 (směsi osiva s poměrem 80:20 a 50:50 %) nejsou statisticky rozdílné. Z porovnání směsí se stejným poměrem, ale rozdílným travním komponentem vyplývá, že při dostatku vláhy není rozdíl v konkurenceschopnosti srhy ve směsi s jetelem lučním a s MRH Felina. Podle Vorlíčka a kol. (2009) je pro vypěstování kvalitní píce potřeba, aby podíl travního hybridu u jetelotrav v 1. seči nepřekročil 30 % ve hmotě. Z výsledků pokusu nelze jednoznačně vyvodit poměr osiva jetele a srhy, který by byl vhodný do srážkově normálních lokalit, ale lze říci, že množství osiva srhy by mělo tvořit nejméně 20 % směsi. Do suchých lokalit se jetelotrávy, kvůli vyšším nárokům na přísun vody, nehodí. Tab. 5: Zastoupení komponent směsí v prvním sklizňovém roce rok 2012 procentuální zastoupení rostlin ve směsi směs procentuální podíl osiva 1.sklizeň 2.sklizeň 3.sklizeň 1.sklizeň 2.sklizeň 3.sklizeň č. směs ve směsi vojtěška srha 1 vojtěška setá + srha laločnatá ,5 76,5 86,1 12,5 23,5 13,9 2 vojtěška setá + srha laločnatá ,3 73,5 73,6 17,7 26,5 26,4 jetel srha 3 jetel luční + srha laločnatá ,0 74,7 65,8 16,0 25,3 34,2 4 jetel luční + srha laločnatá ,8 72,1 57,7 27,2 27,9 42,3 vojtěška MRH Felina 5 vojtěška setá + MRH Felina ,7 77,2 82,8 22,3 22,8 17,2 6 vojtěška setá + MRH Felina ,3 74,6 79,3 19,7 25,4 20,7 jetel MRH Felina 7 jetel luční + MRH Felina ,3 79,0 78,7 32,7 21,0 21,3 8 jetel luční + MRH Felina ,0 63,2 38,5 24,0 36,8 61,5 Výnosy směsí Výnosy suché hmoty ovlivnil zejména průběh počasí. Průměrný výnos suché hmoty celkového souboru (všech variant) v roce 2012 byl 1,57 t/ha, v roce ,39 t/ha. Na základě statistického rozboru je možné vytvořit ve sklizňovém roce 2012 dvě odlišné výnosové skupiny. Do první skupiny s vyšším výnosem spadají směsi trav s vojtěškou a vojtěška samotná, které se ve výnosu průkazně lišily od druhé skupiny, do kterých spadají směs trav s jetelem lučním a samotné trávy a jetele. Výnosy suché hmoty jsou uvedeny v tab. 89

90 7. U směsí s vojtěškou statisticky neprůkazný trend naznačuje, že výnosnější byly směsi se srhou než s hybridem Felina. Ze stejné tabulky lze vyvodit podobně neprůkazný trend u směsí s jetelem. Rovněž nejvyšší výnos byl zaznamenán u směsí jetele se srhou, potom u směsí s MRH Felina. Nejméně výnosné byly samotné trávy. V roce 2013 lze na základě výnosů vytvořit tři skupiny. Do první skupiny s nevyšším výnosem patří vojtěška a její směsi s travami v neprůkazném klesajícím trendu srha - Felina. Do druhé skupiny patří jetel a jeho směsi s travami. Do třetí skupiny s nejnižším výnosem patří trávy s neprůkazně klesajícím trendem v pořadí srha-felina. Tab. 6: zastoupení komponent směsí ve druhém sklizňovém roce rok 2013 procentuální zastoupení rostlin ve směsi směs procentuální podíl osiva 1.sklizeň 2.sklizeň 3.sklizeň 1.sklizeň 2.sklizeň 3.sklizeň č. směs ve směsi vojtěška srha 1 vojtěška setá + srha laločnatá ,4 63,5 89,1 41,6 36,5 10,9 2 vojtěška setá + srha laločnatá ,9 62,2 80,6 34,1 37,8 19,4 jetel srha 3 jetel luční + srha laločnatá ,0 51,1 69,2 57,0 48,9 30,8 4 jetel luční + srha laločnatá ,6 46,0 61,3 37,4 54,0 38,7 vojtěška MRH Felina 5 vojtěška setá + MRH Felina ,7 72,5 82,2 26,3 27,5 17,8 6 vojtěška setá + MRH Felina ,6 61,6 85,1 40,4 38,4 14,9 jetel MRH Felina 7 jetel luční + MRH Felina ,0 66,3 66,9 24,0 33,7 33,1 8 jetel luční + MRH Felina ,7 56,6 76,3 26,3 43,4 23,7 Tab. 7: Výnosy suché hmoty ve dvou sklizňových letech var.č. směs rok seč 2.seč 3.seč celkem 1.seč 2.seč 3.seč celkem 1 vojtěška setá 1,78 3,68 2,48 7,94 4,81 5,00 5,91 15,72 2 jetel luční 0,52 1,71 0,78 3,01 3,17 2,49 2,30 7,96 3 MRH Felina 0,39 0,58 0,09 1,06 1,94 1,17 0,77 3,88 4 srha laločnatá 0,17 0,63 0,35 1,15 2,21 1,31 0,83 4,36 5 vojtěška setá + srha laločnatá 2,03 3,59 2,33 7,95 5,58 4,22 5,22 15,02 6 vojtěška setá + srha laločnatá 1,63 3,54 2,46 7,64 5,65 4,17 5,83 15,65 7 jetel luční + srha laločnatá 0,94 2,00 0,92 3,86 4,17 2,21 2,04 8,42 8 jetel luční + srha laločnatá 0,55 1,99 0,83 3,38 3,79 2,00 1,67 7,46 9 vojtěška setá + MRH Felina 1,67 2,80 2,31 6,79 5,16 4,43 5,40 14,98 10 vojtěška setá + MRH Felina 1,89 3,29 2,26 7,44 4,93 4,19 4,69 13,81 11 jetel luční + MRH Felina 0,72 1,76 0,82 3,30 3,66 2,12 1,91 7,70 12 jetel luční + MRH Felina 0,66 1,54 0,74 2,95 3,33 2,09 1,79 7,21 90 rok 2013 Závěr Závěrem lze říci, že při dostatku vláhy má zkoušená pozdní odrůda srhy laločnaté ve směsích s vojtěškou vyšší konkurenční sílu, než v podmínkách sucha. V optimálních vláhových podmínkách je silnějším konkurentem než MRH Felina. V suchých podmínkách je konkurenceschopnost srhy srovnatelná s hybridem Felina. Pro vypěstování kvalitní píce se zastoupením travního komponentu do 25 % na srážkově bohatých stanovištích je v případě srhy potřeba volit podíl osiva pod 20 % počítaného z celkového výsevku osiva 18,4 kg.ha -1, při zastoupení podílu osiva srhy 20 %. V případě hybridu Felina je optimální podíl osiva 20% při celkovém výsevku osiva 20,4 kg.ha -1 při zastoupení podílu osiva MRH Felina 20 %. Ve směsích s jetelem lučním se konkurenceschopnost srhy v suchých a vlhkých podmínkách příliš neliší, za optimálních vlhkostních podmínek není tak silná jako ve směsi s vojtěškou.

91 Konkurenceschopnost srhy je srovnatelná s hybridem Felina. Pro optimální zastoupení komponent porostu je potřeba zastoupení nejméně 20 % osiva srhy ve směsi. Výnos suché hmoty směsí a samotných komponent je přirozeně ovlivněn průběhem počasí. Z hlediska výnosů je pozdní odrůda srhy laločnaté (VV /10) vhodným komponentem do směsí s vojtěškou jak do suchých, tak i do srážkově normálních lokalit. Směsi jetele lučního a srhy poskytují v dané lokalitě nižší výnosy. Není ale vyloučeno použití takových směsí v lokalitách s vyšším přísunem vody, což je předmětem výzkumu další části projektu, stejně jako zhodnocení kvality směsí pro výživu dojnic. Jetelotrávy jsou nevhodné do srážkově chudých oblastí. Pozdní odrůda srhy laločnaté (VV /10) se jeví jako vhodná alternativa k dosud převážně používaným festucoidním hybridům zejména do vojtěškotrav pěstovaných na orné půdě i suchých lokalitách. Dedikace Výsledek byl získán za (částečné) institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace Použitá literatura: DLF hladké životice: Naše odrůdy [on-line] [cit ]. Dostupné z: <http://www.dlf.cz/upload/fl_-_felina.pdf> Kožnarová, V., Klabzuba, J.: Doporučení WMO pro popis meteorologických, resp. Klimatologických podmínek definovaného období. Rostlinná výroba 2002: roč. 48, č. 4, s Vorlíček, Z., Hanuš, O, Šindelková, I.: Zvýšení podílu energie v objemných krmivech ekologických farem pěstováním vhodných travních a jetelovinotravních směsí. Certifikovaná metodika, Troubsko 2009, 16 s. ISBN Kontaktní adresa: Ing. Jaroslav Lang, Ph.D. Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Zahradní Troubsko 91

92 DLOUHODOBÝ VÝVOJ KLIMATICKÝCH FAKTORŮ VÝSKYTU VĚTRNÉ EROZE Long term development of wind erosion climatic factors Středová H., Mužíková B., Středa T. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Pro hodnocení vývoje klimatických faktorů výskytu větrné eroze v jarním období (březen a duben) byla použita data o stavu povrchu holé půdy z 29 stanic sítě Českého hydrometeorologického ústavu. Počet dnů se suchým povrchem půdy v každém roce byl srovnán s průměrným počtem suchých dnů v období Byla zjištěna průkazná závislost (p<0,01) mezi počtem dnů se suchým povrchem půdy a nadmořskou výškou (r = -0,51, n = 29). Analýza trendu časové řady nevykazuje jednoznačný trend růstu či poklesu výskytu suchých období. Nicméně, v poslední kompletní dekádě ( ) byly čtyři roky (2002, 2003, 2007 a 2009) klasifikovány jako suché a dva (2001 a 2006) jako vlhké. To nasvědčuje růstu extremity počasí v jarním období. Klíčová slova: větrná eroze, povrch půdy, vlhkost půdy Abstract To evaluate moisture conditions in spring period, data of bare soil surface state were used. Analysis included 29 stations throughout the Czech Republic. Number of days with dry soil surface in each year was compared with the average number of those days in the period for a given station. There is a significant correlation (p<0.01) between number of days with dry condition of soil and elevation (r = -0.51, n = 29). Trend analysis did not produce conclusive results, but linear trend of smoothing April data was significantly increased in most localities. The number of days with dry condition of soil in the past decades has no significant upward or downward trend. However in recent years four years (2002, 2003, 2007 and 2009) have been evaluated as dry and two (2001 and 2006) as wet. An amount of extreme spring weather increases. Key words: wind erosion, soil surface, soil moisture Úvod Rostoucí teploty a změny v rozložení srážek mají výrazný dopad na různá odvětví lidské činnosti, včetně zemědělství. Jedním z nežádoucích projevů klimatických extrémů je výskyt suchých období, který často koresponduje s obdobím nedostatku srážek a horkým počasím. Pongrácz et al. (2006) analyzovali vybrané zemědělské teplotní a srážkové indexy a jejich změny v druhé polovině 20. století. Výsledky ukázaly, že regionální intenzita a četnost extrémních srážek se zvýšila, zatímco celkově srážek ubylo a klima stalo se sušší. Pro Českou republiku scénáře vývoje klimatu neukazují na výrazné snížení celkových srážek, ale vyšší teploty spojené s intenzivnějším výparem a větším kolísáním srážek, může přinášet problémy s nedostatkem vody více než dnes. Častěji než dříve se vyskytují velmi teplá a suchá období již na počátku vegetace v dubnu a v květnu. Náchylnost půdy k větrné erozi je výsledkem kombinace půdních a klimatických činitelů. Větrná eroze souvisí s vlhkostí půdy a tedy i s výskytem sucha. Obecně jsou za nejvíce ohroženy považovány lehké půdy v aridních oblastech. Za hrubou hranici sucha je v podmínkách České republiky (ČR) považován roční úhrn srážek 550 mm. Ze zemědělského pohledu se při posouzení suchosti prostředí vychází často ze vztahu mezi evapotranspirací a úhrnem srážek (Litschmann a Rožnovský 1995). Vhodným ukazatelem je např. vláhová bilance, která v širším slova smyslu vyjadřuje vláhové poměry v krajině. Pasák a Janeček (1971) použili erozně klimatický faktor k vymezení oblastí potenciálně ohrožených větrnou erozí a vymezili na území Československa 5 stupňů 92

93 náchylnosti k větrné erozi. Janeček (1997) na základě erozně klimatického faktoru a podle závislosti erodovatelnosti půdy na procentickém obsahu částic půdy < 0,01 mm vymezil 6 kategorií potenciální ohroženosti na území ČR. Šest stupňů potenciální ohroženosti území větrnou erozí používá i Podhrázská (2008). Na základě klimatických charakteristik v kombinaci s pedologickými informacemi rajonizovali potenciální ohrožení půd větrnou erozí v České republice Podhrázská a Novotný (2007). Limitujícím faktorem zmíněných analýz je datový podklad klimatických charakteristik, pocházející z období Materiál a metody Pro vyhodnocení vláhových podmínek v jarním období byly použity údaje o stavu půdy v březnu a dubnu, monitorované na stanicích ČHMÚ (Český hydrometeorologický ústav). Použita byla data z 29 klimatologických stanic v nadmořské výšce do 500 metrů z období Pozorování povrchu půdy se provádí na pozemcích bez vegetace v blízkosti stanice třikrát denně. Stav půdy je registrován podle zadaných číselných kódů (Žídek a Lipina 2003). V práci byl kladen důraz především na analýzu dnů, kdy se suchý povrch půdy vyskytnul alespoň v jednom pozorovacím termínu. Počet dnů se suchým povrchem půdy v každém roce byl srovnáván s průměrným počtem těchto dní v období Počty dnů se suchým povrchem půdy byly porovnány se vypočteným 10., 25., 75. a 90. percentilem z období Byly tak vymezeny následující kategorie: Hodnota percentilu Kategorie < 10 Silně podnormální počet dnů > 25 Podnormální počet dnů 25, 75 Normální počet dnů > 75 Nadnormální počet dnů > 90 Silně nadnormální počet dní Trendová analýza časových řad byla provedena v software STATISTICA 7.0 po vyhlazení 4253H filtrem (Velleman 1980). Trend byl hodnocen v případě dvou stanic s nejnižší nadmořskou výškou (158 m n.m. Doksany a Brandýs 179 m n.m.) a dvou stanic s nejvyšší nadmořskou výškou (497 m n.m. Vítkov a Ondřejov 485 m n.m.). Výsledky a diskuze Průměrný počet dnů se suchým povrchem půdy v březnu a dubnu kolísal na jedné stanici od 5 do 21. Nejvyšší průměrný počet suchých dnů byl zjištěn v Doksanech (21 dnů), v Olomouci a Kuchařovicích (20 dnů). Stanicí s nejnižším výskytem dnů se suchým povrchem půdy v březnu bylo Jablonné v Podještědí, kdy se během 12 let nevyskytl žádný den se suchým povrchem půdy. Při samostatném hodnocení podmínek v březnu a dubnu byl zjištěn v průměru čtyřikrát nižší počet suchých dnů v březnu. Obdobné výsledky uvádí pro stanici Hurbanovo i Tekušová et al. (2011). Absolutně nejvyšší roční počet dnů se suchým povrchem půdy (51 dnů) byl zjištěn na stanici Doksany v roce 1974 a ve Frenštátě pod Radhoštěm 48 dnů v roce Rok 1974 byl velmi suchý i na ostatních stanicích, jak je vidět na obrázku 1. Obrázek 1 uvádí podrobné hodnocení podmínek stavů půdy pro každou stanici. Prezentuje výsledky srovnání průměrného počtu dnů se suchým povrchem půdy pro daný měsíc v období a měsíčním počtem těchto dnů v konkrétním roce. Odstíny červené označují nadnormální stav, odstíny modré podnormální stav, bílá kóduje normální stav dle percentilů (viz. metodika). Trendová analýza počtu dnů se suchým povrchem půdy v březnu nevykazuje jednoznačný trend. Lineární trend dubnových dat pro dvě a dvě stanice s nejvyšší a nejnižší nadmořskou výškou byl průkazně rostoucí (p <0.01) na stanici Vítkov (r 2 = 0,648), Brandýs (r 2 = 0,751) a 93

94 Ondřejov (r 2 = 0,211). Lineární trend na stanici Doksany byl průkazně (p <0.05) klesající (r 2 = 0,104). Obr. 1: Počet dnů se suchým povrchem půdy ve srovnání s průměrem ( ) YEAR HOL TUR KUC STR VRA CBU TAB TRE DOM KRAL CHEB FREN LUC MOSN OPAV VITK OLOM PRER VALM VSET PKAR PKBE PRUZ BRAN SEMC HAVL ONDR DOKS JAPO Poznámka: HOL Holešov, TUR Tuřany, KUC Kuchařovice, STR Strakonice, VRA Vráž, CBU České Budějovice, TAB Tábor, TRE Třeboň, DOM Domažlice, KRAL Kralovice, CHEB Cheb, FREN Frenštát pod Radhoštěm, LUC Lučina, MOSN Mošnov, OPAV Opava, VITK Vítkov, OLOM Olomouc, PRER Přerov, VALM Valašské Meziříčí, VSET Vsetín, PKAR Praha-Karlov, PKBE Praha-Kbely, PRUZ Praha-Ruzyně, BRAN Brandýs nad Labem, SEMC Semčice, HAVL Havlíčkův Brod, ONDR Ondřejov, DOKS Doksany, JAPO Jablonné v Podještědí Závěr Výrazně více dnů se suchým povrchem půdy se v průměru vyskytuje v dubnu, ve srovnání s březnem. V obou měsících dohromady činí průměrný počet dnů se suchým povrchem půdy 11. Suché jaro bylo zaznamenáno především v letech 1961, 1968, 1974, 1981, 1990, 2002, 2003, 2007 a Vlhké jaro bylo v letech 1965, 1970, 1980, 2001 a Lineární trend vyhlazených dubnových dat počtu dnů se suchým povrchem půdy vykazoval významný růst na většině lokalit. Počet dnů se suchým povrchem půdy nemá, narozdíl od teplot vzduchu, v posledním desetiletí významný vzestupný trend. Nicméně, v poslední dekádě byly čtyři roky (2002, 2003, 2007 a 2009) vyhodnoceny jako suché a dva (2001 a 2006) jako vlhké. Jen čtyři roky tak lze na základě použité metodiky hodnotit jako normální. Výskyt sucha v závislosti na podmínkách stavu povrchu půdy většinou koresponduje s výsledky studií provedených na bázi výpočtů indexů sucha, dálkového průzkumu Země a in situ metod měření. I přes to, že je tato charakteristika ovlivněna do určité míry subjektivitou, je to velmi užitečný nástroj především při hodnocení stavu povrchu půdy. Dostupná je 94

95 celoplošná databáze dat, včetně historických podkladů. Pro účely hodnocení rizik větrné eroze a jejich vývoje je tak k dispozici cenný materiál, který bude dále analyzován v rámci projektu NAZV. Dedikace Práce byla podpořena projektem NAZV QJ Vliv změny klimatických faktorů na rozvoj procesů větrné eroze, koncepční řešení opatřeními pozemkových úprav. Použitá literatura Janeček M. 1997: Potenciální ohroženost půd České republiky vodní a větrnou erozí. Vědecké práce. VÚMOP Praha, č. 9, s Litschmann T., Rožnovský J. 1995: Hodnocení aridity pomocí agroklimatologických charakteristik. In. : Současná agroklimatologie 1995, MZLU Brno, s Pasák V., Janeček M. 1971: Vliv klimatu na rozšíření větrné eroze v ČSSR. Meteorologické zprávy, roč. 24, č. 3 4, s Podhrázská J. 2008: Optimalizace funkcí větrolamů v zemědělské krajině: Metodika. Vyd. 1. Praha: VÚMOP, 24 s., CD ROM. ISBN Podhrázská, J., Novotný, I. 2007: Evaluation of the Wind Erosion Risks in GIS. Soil and Water Research, roč. 2, č. 2, s Pongrácz, R., Bartholy, J. 2006: Tendency Analysis of Extreme Climate Indices with Special Emphasis on Agricultural Impacts. In: Bioklimatológia a voda v krajine. Medzinárodná vedecká konferencia, Strečno, CD-ROM. ISBN Tekušová, M., Horecká, V., Jančovičová Ľ. 2011: Stav povrchu pôdy vo vzťahu k zrážkomerným charakteristikám počas vegetačných období v Hurbanove. In Salaš, P. (ed.): "Rostliny v podmínkách měnícího se klimatu". Lednice , Úroda, vědecká příloha, s Žídek, D., Lipina, P. 2003: Návod pro pozorovatele meteorologických stanic ČHMÚ. Metodický předpis č. 13. ČHMÚ, Ostrava, 90 s. Kontaktní adresa: Ing. Hana Středová, Ph.D. Mendelova univerzita v Brně Ústav aplikované a krajinné ekologie Zemědělská Brno 95

96 CHARAKTERIZACE PŮDNÍCH POMĚRŮ VYBRANÝCH LOKALIT PŘIROZENÝCH LESNÍCH SPOLEČENSTEV JZ OKRAJE NÍZKÉHO JESENÍKU Soil conditions characterization of selected localities of nature forest communities of SW edge of Nízký Jeseník Cenklová V. Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, VÚRV, v.v.i. Olomouc Abstrakt Na základě předchozí geobotanické studie přirozených lesních společenstev JZ okraje Nízkého Jeseníku byly analyzovány vzorky půd reprezentující dříve lokalizované fytocenózy především suťových lesů a kyselých bučin. Byl studován chemismus půd z horních i nižších vrstev půdního profilu. Kromě zrnitostního složení a mateční horniny byly hodnoceny aktivní a výměnné ph půdy, hydrolytická reakce půdy, nasycenost sorpčního komplexu, množství organické hmoty (C, N) a humusu, zastoupení Al 3+ a některých základních živin (Ca 2+, Mg 2+ ). V daném území převažovaly silně kyselé, silně nenasycené, minerálně chudé a dobře propustné půdy s dostatkem humusu ve svrchních půdních horizontech. Různý obsah živin a organických látek v půdě a různá nasycenost sorpčního komplexu se ukázaly jako možné rozhodující faktory pro výskyt konkrétních přirozených lesních společenstev ve vybraných lokalitách. Klíčová slova: půdní sondy, fytocenologie, opadavé lesy, fyzikální vlastnosti a chemismus půd Abstract Based on previous studies geobotanical natural forest communities of SW edge of Nízký Jeseník were analyzed soil samples representing previously localized mainly phytocenosis of forests of slopes, screes and ravines and acidic beech forests. The chemistry of soils was studied in the upper and lower layers of the soil profile. In addition to the granular composition and parent rock were evaluated active and exchangeable soil ph, hydrolytic reaction of soil, saturation of sorption complex, the amount of organic material (C, N) and humus representation, content of Al 3+ and certain essential nutrients (Ca 2+, Mg 2+ ). In the area dominated the strongly acidic, highly unsaturated mineral-poor, well-drained soils with plenty of humus in the upper soil horizons. Various nutrients and organic material in the soil and different saturation of the sorption complex, proved to be decisive factors in the occurrence of specific natural forest communities in selected locations. Key words: soil probes, phytosociology, deciduous forests, physical properties and chemism of soils Úvod JZ okraj Nízkého Jeseníku představuje několika údolími rozčleněnou pahorkatinu vystupující z rovinatého Hornomoravského úvalu do výšek přes 600 m n. m. a přecházející S směrem do oblasti vysočiny. Údolí jsou úzká s příkrými svahy, vystupujícími skalami a s krátkými sráznými úžlabinami s menšími přítoky údolního toku. Geologicky je území jednotné s převahou plynule se střídajících kulmských drob a drobových pískovců s vložkami slepenců a jílovitých břidlic, s rozvojem svahových hlín a místy štěrkových lavic (Barth 1956). Z pedologického hlediska zde převažují dobře propustné hlinitopísčité hnědé lesní půdy (Chmelař 1968). Chemismus půd může ovlivňovat výskyt vegetace a celých rostlinných společenstev a současně díky výskytu konkrétní vegetace může nezávisle na geologickém podkladu docházet ke změnám v chemismu půd (VanBreemen et al. 1998). Ve studovaném území se střídá kulturní a zemědělská krajina s lesními porosty, místy se zachovalou přirozenou skladbou lesa s převahou zonální vegetace opadavého listnatého lesa a společenstev suťových lesů (Cenklová 1994, Slavík 1988). Vyvstává otázka, jaké charakteristiky půd jsou pro výskyt těchto přirozených lesních společenstev v daném území 96

97 rozhodující a zda se chemismus půd pro jednotlivá společenstva liší. Proto byl proveden rozsáhlý odběr půdních vzorků a jejich následná analýza. Materiál a metody Pro stanovení půdních poměrů bylo vybráno 18 lokalit s typickým výskytem přirozených lesních společenstev, vycházelo se z předchozího geobotanického průzkumu území (Cenklová 1994). Studie zahrnovala vybrané typické fytocenózy zjištěné v podhůří Nízkého Jeseníku v zalesněných oblastech mezi Velkou Bystřicí, Šternberkem a Hrubou vodou (Obr. 1); podrobně: Cenklová (1994). Nomenklatura vegetačních společenstev vychází z prací Moravec (1982) a Neuhaüsel a Neuhaüsel-Novotná (1967). Pro stanovení pedologických poměrů byly v r kopány půdní sondy hluboké cm, ojediněle až 180 cm. Byl stanoven půdní profil, hodnoceny horizonty A 00, A 0, A 1, (B), Cd (Cenklová 1994) a pro pedologické rozbory byly odebrány vzorky z horizontu A 1 a ze svrchní části horizontu (B) - (Cenklová 1994). Následovala charakterizace půd na základě analýz jejich chemických a fyzikálních parametrů. Chemické rozbory půd vycházely ze souborů metodik Kubíková (1971) a Jandák (1989). Bylo provedeno potenciometrické stanovení ph aktivní půdní reakce (H 2 O) a výměnné půdní reakce (KCl) podle Válek (1954) a mezinárodní normy ISODIS (1992), stanovení hydrolytické půdní reakce (HA) půdního sorpčního koloidního komplexu a stanovení hodnot S, T, V - stupně nasycení půdního sorpčního koloidního komplexu bazickými kationy standardními metodikami lesnické pedologie podle Kappena (Kappen 1929, Bascomb 1964), stanovení humusu titračně (stanovení celkového oxidovatelného uhlíku - C ox ) metodou Walkley Blafl v modifikaci Novák-Pelíšek (1938), orientační stanovení uhličitanů podle Zapletal a Šikula (1954), standardní stanovení celkového dusíku podle Kjeldahl-Foestera (Kjeldahl 1883, Olsen 1905, Scharf 1988), stanovení obsahu výměnných kationtů (celkových živin) v půdě (Ca 2+, Mg 2+ ) podle upravené metodiky Anonymous (1973) a ČSN ISO (1998), stanovení aktivního hliníku podle Sokolova (Sokolov 1939, ČSN EN ISO (2012). Rovněž byla zjišťována zrnitost metodou odhadu roztíráním mezi prsty podle Valla et al. (1983). Pedologická nomenklatura je uváděna podle Pelíšek (1961). Obr. 1: Přibližná lokalizace půdních sond č a lesů na JZ okraji Nízkého Jeseníku Výsledky a diskuse Byla prováděna charakterizace vzorků půd odebraných z reprezentativních fytocenologických snímků asociací přirozených lesních společenstev, zjištěných předchozím geobotanickým průzkumem daného území (Cenklová 1994), které představují asociace převážně listnatých lesů: Aceri-Carpinetum Klika 1941 (půdní sondy č. (dále jen PSč.) 1, 2), Lunario-Aceretum Schüter in Grüneberg et Schüter 1957 (PSč. 3, 4), Mercuriali-Fraxinetum (Klika 1942) Husová 1982 (PSč. 5, 6, 7), Melico-Fagetum Siebert 1954 (PSč. 8, 9), Dentario enneaphylli- Fagetum Oberdorfer ex W. et A. Matuszkiewicz 1960 (PSč. 10, 11), Festuco-Fagetum Schüter in Grüneberg et Schüter 1957 (PSč. 12, 13, 14), Abieto-Quercetum Mráz 1959 (PSč. 15, 16), Luzulo albidae-quercetum (Hilitzer 1932) Passarge 1953 (PSč. 17, 18). Z analýzy půdních profilů vyplývá zařazení půd do středoevropských hnědých lesních půd s vysokou příměsí skeletu matečních hornin určených jako drobové břidlice (PSč. 1, 8, 16), slepence 97

98 nasycenost sopčního komplexu výměnné ionty (mg/ 100g) Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu (PSč. 2), kulmské droby a břidlice (PSč. 3, 6, 12, 13, 14, 15, 17, 18), drobové břidlice a droby (PSč. 4, 9), kulmské droby (PSč. 5, 10, 11), drobové a jílovité kulmské břidlice (PSč. 7). Půdy byly kategorizovány jako písčitohlinité, hlinité, hlinitopísčité, jílovitohlinité, s nárůstem jílovitých částic směrem do spodních vrstev půdy (Tab. 1, 2). Tab. 1: Charakteristiky půd z horizontu A 1 půdních sond č půdní sonda číslo: č. snímku * horizont A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 A 1 hloubka v cm 10 až 10 až 25 až 15 až 20 až 10 až 10 až 10 až 15 až 15 až 15 až 20 až 15 až 20 až 15 až 7 až 10 až 10 až druh půdy PH PH PH H PH HP H PH PH HP PH H H PH PH PH H H ph (H 2O) 3,8 4,4 4,3 3,6 4,3 3,4 3,2 3,3 3,9 3,5 3,5 4,3 3,3 3,8 3,7 3,5 4,1 3,3 ph (KCl) 3,4 3,4 3,5 3,2 3,6 3,2 2,9 2,9 3, ,6 3,1 3,1 3,1 3 3,4 3,1 Ca ,5 74,9 131,0 99,3 90,0 63,5 148,0 133,8 154,8 70,8 97,5 128,3 114,0 90,8 50,0 58,3 146,8 50,8 Mg 2+ 3,88 8,54 6,66 6,43 4,81 4,20 3,79 5,82 13,09 3,90 3,08 4,97 4,23 2,87 6,36 3,15 9,22 2,26 Al 3+ 30,60 29,61 19,08 21,33 13,77 16,36 12,61 33,84 9,63 28,89 11,88 16,02 29,07 25,02 29,16 31,59 10,98 35,55 Ha mmol/ 100g S (mmol/ 100g) T(mmol/ 100g) H + 8,82 2,79 2,34 1,93 0,99 24,29 16,92 3,69 3,87 21,69 9,99 0,36 14,58 19,26 2,52 18,45 1,62 7,29 16,71 20,04 19,08 20,74 10,68 23,54 30,10 44,88 19,69 26,51 30,28 7,88 28,26 21,88 17,68 22,49 9,19 15,40 0,8 4,2 5 8,8 3,4 1,2 0,6 4,2 9,6 0 3,6 2,2 3,6 2,2 1,2 0 2,8 1,2 17,51 24,24 24,08 29,54 14,08 24,74 30,70 47,08 29,29 26,51 33,88 10,08 31,86 24,08 18,88 22,49 9,99 16,60 V (%) 4,57 17,33 20,77 29,79 24,16 4,85 1,95 8,92 32, ,63 21,84 11,30 9,14 6, ,04 7,23 CaCO 3 (%) C ox (%) 1,07 2,89 4,58 5,42 2,23 1,57 6,68 4,44 7,10 4,21 4,02 1,22 4,81 2,85 2,62 4,25 1,78 0,76 N (%) 0,10 0,57 0,40 0,46 0,35 0,18 0,51 0,87 0,65 0,34 0,61 0,13 0,36 0,26 0,21 0,34 0,26 0,18 C : N 10,36 5,05 11,54 11,71 6,33 8,92 13,18 5,12 10,98 12,44 6,59 9,21 13,36 11,08 12,28 12,58 6,91 4,32 Humus (%) 1,84 4,99 7,89 9,35 3,85 2,71 11,52 7,56 12,25 7,25 10,31 2,10 8,30 4,91 4,51 7,33 3,06 1,31 Druh půdy: písčito-hlinitá (PH), hlinitá (H), jílovito-hlinitá (JH), hlinito-písčitá (HP), * číslo fytocenologického snímku (Cenklová 1994) Aktivní půdní reakce může aktuálně ovlivňovat příjem živin rostlinami a rychle reagovat na změny v prostředí, zatímco potenciálně výměnná půdní reakce bývá stálejší a z dlouhodobého hlediska může lépe odrážet aciditu půd (Podrázský et al. 2011). Chemické analýzy potvrdily předpoklad, že půdy ve většině lokalit byly velmi silně až silně kyselé jak podle aktivní půdní reakce (ph (H 2 O)), tak podle potenciální výměnné půdní reakce (ph (KCl)). Pouze horizont (B) PSč. 5 a 18 byl středně kyselý (Tab. 1, 2). Hodnoty půdní reakce v horizontu (B) byly většinou nepatrně vyšší nebo stejné jako v horizontu A 1, což by mohlo být způsobeno tvorbou kyselin při rozkladu rostlinného materiálu. Kyselost půd podporuje také zjištěná absence uhličitanů (Tab. 1, 2). Výměnná půdní reakce je částečně určována přítomností výměnných iontů, zvláště H + a Al 3+,(Tab. 1, 2) na druhou stranu výše zmíněná přirozená acidifikace půd může napomáhat k uvolňování hliníku z mateční horniny a výsledky stanovení obsahu Al 3+ iontů mohou určovat aktuální nebezpečí jeho toxicity (Kratina et al. 2010). Ve většině případů byly stanoveny vyšší hodnoty hliníku v horizontu A 1, zatímco jen některé vzorky vykazovaly vyšší obsah celkového hliníku v hlubším horizontu (B) - PSč. 1, 3, 6, 7, 9, 11, 12, 14 (Tab. 1, 2), což bylo pravděpodobně důsledkem složení mateční horniny a nízkým obsahem organické hmoty. Hodnoty Al 3+ iontů byly v rozmezí od 5,67 do 33,55 mg/100g suché jemnozemě (Tab. 1, 2). Hydrolytická acidita (Ha), potenciální hydrolytická půdní reakce, udává množství kyselých kationtů a spolurozhoduje o nasycenosti sorpčního komplexu půd. Nejnižší hodnota Ha byla stanovena pro horizont (B) PSč. 17 a 15 a nejvyšší pro PSč. 8 (B) a 18 A 1, kde byly zjištěny i nejvyšší hodnoty maximální sorpční kapacity výměnných iontů (T), poukazující na vysokou nasycenost sorpčního komplexu těchto půd (Tab. 1, 2). 98

99 nasycenost sopčního komplexu výměnné ionty (mg/ 100g) Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Tab. 2: Charakteristiky půd z horizontu (B) půdních sond č půdní sonda číslo: č. snímku * horizont (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) (B) hloubka v cm 20 až 25 až 50 až 30 až 50 až 25 až 50 až 20 až 20 až 30 až 30 až 50 až 40 až 35 až 60 až 15 až 30 až 60 až druh půdy H PH PH JH PH PH H PH PH HP PH JH JH PH H PH JH JH ph (H 2O) 4,2 4,3 4,3 3,7 4,5 3,5 3,9 3,3 3,6 3,9 3,7 4,1 3,6 3,9 4,1 3,7 4,4 4,7 ph (KCl) 3,5 3,1 3,7 3,3 3,9 3,3 3,4 3 3,3 3,5 3,3 3,6 3,3 3,2 3,2 3,1 3,2 3,7 Ca 2+ 88, ,8 77,5 66,5 82,5 63,5 81, ,8 50, , ,3 165,8 110,3 Mg 2+ 7,44 5,93 4,66 4,60 3,72 6,85 2,44 4,55 5,84 2,30 4,60 3,98 3,08 2,62 15,97 2,64 14,3 18,09 Al 3+ 32,67 23,85 21,33 13,86 12,51 30,32 29,61 29,43 26,19 27,18 13,86 17,19 17,91 25,56 16,02 24,3 5,67 12,87 Ha mmol/ 100g S (mmol/ 100g) T(mmol/ 100g) H + 1,44 12,41 0,90 0,54 1,26 0,99 2,01 21,96 1,35 0,90 0,54 1,98 17,28 7,83 1,44 19,62 0,72 0,045 11,55 16,45 12,69 8,05 9,10 17,15 17,94 27,48 16,80 13,91 15,49 9,36 9,28 19,95 5,51 21,52 3,41 39,9 3,2 3, ,0 1,0 0 1,6 7,2 1,0 0,6 1,2 1,0 3,2 5,4 0,8 9,8 8,8 14,75 19,65 12,69 11,05 10,10 18,15 17,94 29,08 24,00 14,91 16,09 10,56 10,28 23,15 10,91 22,38 13,21 48,70 V (%) 21,69 16, ,15 9,90 5,51 0 5,50 30,00 6,71 3,73 11,36 9,73 13,82 49,48 3,58 74,19 18,05 CaCO 3 (%) C ox (%) 0,05 1,07 1,97 1,59 1,32 1,48 2,71 3,60 2,71 1,87 2,80 0,15 0,79 2,71 1,92 3,35 0,30 N (%) 0,12 0,20 0,20 0,09 0,33 0,13 0,22 0,29 0,32 0,13 0,26 0,12 0,12 0,24 0,12 0,25 0,11 C : N 0,40 5,37 9,93 18,01 3,99 11,17 12,29 12,24 8,58 14,13 10,60 1,29 6,70 11,52 16,29 13,41 2,76 Humus (%) 0,08 1,84 3,40 2,74 2,28 2,55 4,67 6,20 4,67 3,22 4,83 0,26 1,36 4,67 3,30 5,78 0,53 Druh půdy: písčito-hlinitá (PH), hlinitá (H), jílovito-hlinitá (JH), hlinito-písčitá (HP), * číslo fytocenologického snímku (Cenklová 1994) Stupeň nasycení sorpčního komplexu bazickými kationy (V) úzce souvisí s obsahem oxidovatelného uhlíku (C ox ) reprezentujícího množství přítomné organické hmoty, která tvoří u půd chudých na jílovité částice hlavní složku sorpčního komplexu (Kratina et al. 2010). Podle obsahu oxidovatelného uhlíku byly půdy převážně středně až vysoce humózní v horizontu A 1, jen v jediném případě byl obsah C ox velmi nízký (PSč. 18), podobně i horizont (B) měl střední až vysoký obsah humusu ještě v šesti vzorcích (PSč. 7, 8, 9, 11, 14, 16). Podle stupně nasycenosti sorpčního komplexu (V) byly půdy, kromě několika výjimek, extrémně až vysoce nenasycené v obou sledovaných horizontech. Maximální sorpční kapacita výměnných kationtů (T) řadila většinu vzorků horizontu A 1 do vysoce až středně nasycených půd, zatímco horizont (B) měl půdy převážně středně nasycené (Tab. 1, 2). Naopak okamžitý obsah výměnných bazických kationtů (S) byl pro většinu vzorků obou horizontů velmi nízký nebo nízký, pouze u PSč. 4, 9, 17, 18 byl obsah kationtů (S), hlavně v horizontu (B), střední (Tab. 1, 2). Rychlost rozkladu a míšení organických a minerálních součástí v rámci daného vegetačního společenstva odrážely obsah celkového humusu. Půdy horizontu A 1 byly převážně silně humózní až humózní s výjimkou dvou slabě humózních vzorků (PSč. 1 a 18), což korelovalo s obsahem C ox (Tab. 1). V horizontu (B) byla většina vzorků humózních až silně humózních, došlo zde k úměrnému poklesu obsahu celkového humusu oproti horizontu A 1, což odpovídalo postupnému obohacování nižších vrstev půdy humusem (Tab. 2). Celkový obsah dusíku (N) ve všech analyzovaných půdách byl velmi nízký a indikoval pomalou dekompozici organického materiálu. Obsah N v horizontu A 1 se pohyboval v rozmezí 0,10-0,87 % a v horizontu (B) byl 0,09-0,33 %. Hodnoty Ca 2+ ve svrchním horizontu A 1 byly 50,0-154,8 mg/100g suché jemnozemě, v hlubším horizontu (B) byly hodnoty u většiny vzorků výrazně nižší v rozmezí 50,3-112,0 mg/100g s výjimkou 7 vzorků, kde u PSč. 2, 6, 10 se hodnoty Ca 2+ téměř shodovaly. Tyto půdy byly současně i extrémně nenasycené. Vzorky půd z PSč. 15, 16, 17, 18 měly velmi výrazný nárůst obsahu Ca 2+ v hlubším horizontu (B) a to až na více než dvojnásobek hodnot v horizontu A 1. Hodnoty se pohybovaly v rozmezí 105,0-165,8 mg/100g suché jemnozemě (Tab. 1, 2). Podobný nárůst obsahu hořčíku Mg 2+ byl u 5 vzorků horizontu (B) - PSč. 1, 11, 15, 17, 18, kde byly hodnoty 2-9x vyšší než v horizontu A 1. V horizontu A 1 se obsah hořčíku pohyboval mezi 2,26-13,09 a v horizontu (B) mezi 2,30-99

100 18,09 mg/100g suché jemnozemě (Tab. 1, 2). Nejvíce vápníku případně hořčíku ve svrchních horizontech, kde bylo i nejvíce humusu, by mohlo ukazovat na účinný odběr živin lesním porostem, ale současně je možné zvýšené vyplavování živin z hlubších vrstev půdy. Navýšení hodnot vápníku i hořčíku ve spodnějším horizontu může souviset se složením matečních hornin, nasyceností sorpčního komplexu půd a ukázalo se typické pro 3 typy vegetačních společenstev: Abieto-Quercetum Mráz 1959, Luzulo albidae-quercetum (Hilitzer 1932) Passarge 1953 a Aceri-Carpinetum Klika 1941 (PSč. 15, 17, 18 a částečně pro PSč. 1, 2). Všechna popsaná přirozená lesní společenstva v daném území se vyskytovala převážně na půdách silně kyselých, extrémně až silně nenasycených, minerálně chudých, velmi kamenitých a dobře propustných s dostatkem humusu, zvláště ve svrchních půdních horizontech. Vyšší nasycenost sorpčního komplexu půd se ukázala charakteristická pro společenstva Melico-Fagetum Siebert 1954, Dentario enneaphylli-fagetum Oberdorfer ex W. et A. Matuszkiewicz 1960, Festuco-Fagetum Schüter in Grüneberg et Schüter Pro Luzulo albidae-quercetum (Hilitzer 1932) Passarge 1953 a Aceri-Carpinetum Klika 1941 byl prokázán velmi nízký obsah humusu, půdy zde byly velmi slabě až slabě humózní a současně zde byly stanoveny i nejnižší hodnoty oxidovatelného uhlíku (C ox ) a celkového dusíku. Výskyt těchto společenstev byl vázán na půdy s nejméně organickými látkami, které se jen velmi pozvolna uvolňovaly do půdy. Asociace Lunario-Aceretum Schüter in Grüneberg et Schüter 1957 a Mercuriali-Fraxinetum (Klika 1942) Husová 1982 se vyskytovaly na půdách s nízkým avšak v celém profilu podobným obsahem vápníku a hořčíku, tedy na půdách velmi minerálně chudých a silně humózních hlavně ve svrchních horizontech. Na rozdíl od studovaných lokalit přirozených lesních společenstev vykazují půdy pod převážně smrkovými monokulturami v daném území silnou degradaci, vyplavování minerálů, výraznější okyselení horních půdních horizontů hrabankou a slabě zvýšenou depozici dusíku (Chmelař 1968). Zjištěné závislosti výskytu přirozených lesních společenstev na konkrétních typech půd umožní lesnímu hospodářství optimalizovat skladbu dřevin při obnově lesa či zakládání nových, přírodě blízkých lesních porostů, ozdravení lesa a možné zvýšení produkce dřeva. Závěr Studované území přirozených lesních společenstev JZ okraje Nízkého Jeseníku je charakteristické velmi kamenitými silně kyselými půdami, extrémně až silně nenasycenými, minerálně chudými a dobře propustnými s dostatkem humusu zvláště ve svrchních půdních horizontech. Chemismus půd, zvláště výkyvy v obsahu živin, organických látek a nasycenost sorpčního komplexu, se zdají být důležitými faktory ovlivňujícími výskyt přirozených lesních společenstev ve vybraných lokalitách. Charakterizace půd významně pomůže vhodně zvolit dřeviny při obnově či zakládání lesních porostů s ohledem na původní vegetaci a lokalitu. Dedikace Výsledky vznikly s podporou grantu ED0007/01/01 Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum. Použitá literatura Anonymous: Technical Bulletin 27, Ministry of Agriculture, Fisheries and Food, London, Barth V.: Předběžné výsledky geologického mapování. Sborník Vys. Šk. Ped. Olomoc - Přírod. Věd. II: 25-36, Bascomb C. L.: Rapid Metod for the determination of cationt-exchange kapacity of calcareous and non-calcareous soils. J. Sci. Food Agriculture 12: ,

101 Cenklová V.: Fytocenologická studie přirozených lesních společenstev JZ okraje Nízkého Jeseníku, diplomová práce, (depon. in: knihovna katedry botaniky PřF UP Olomouc), ČSN EN ISO (836231): Kvalita půdy - Parametry pro geochemické modelování vyluhování a speciace složek v půdách a materiálech - Část 3: Extrakce oxidů a hydroxidů hliníku oxalátem amonným a kyselinou šťavelovou, ČSN ISO (836225): Kvalita půdy - Stanovení kationtové výměnné kapacity při ph půdy a výměnných kationtů za použití roztoku chloridu barnatého, Chmelař M.: všeobecná část lesního hospodářského plánu na období od do , LZ Šternberk, p.162, ISO/DIS 10390: Soil Quality - Determination of ph. Int. org. for standardization Jandák, J.: Cvičení z půdoznalství. Ediční středisko VŠZ v Brně, p.213, Kappen H.D.: Bodenazidität. Berlín, Kjeldahl, J.: A New Method of Determining Nitrogen in Organic Substances. Z. Anal. Chem., 22: , Kratina J., Borůvka L., Tejnecký V., Drábek O., Šebek O.: Rozdíly ve vlastnostech horských lesních půd na kysel. a bazických matečních horninách. Geol. Výzk. Mor. Slez. Brno, Kubíková J.: Geobotanické praktikum, Praha, Moravec J.: Die Assoziatonen mesophiler und hygrophyler Laubwälder in der Tschechischen Sozialistischen Republic. Vegetace ČSSR, A 12, Academia. Praha: p.296, Neuhaüsel R. and Neuhaüsel-Novotná Z.: Syntaxonomische Revision der azidophilen Eichenund Eichenmischwälder im westlichem Teile der Tsechoslovakei. Folia geobot Phytotax., Praha 2: 1-41, Novák V. Pelíšek J.: K titračnímu určování humusu pro půdní kartografii, Olsen J. Ch.: A text-book of quantitative chemical analysis by gravimetric, electrolytic, volumetric and gasometric methods, with 72 laboratory exercises giving the analysis of pure salts, alloys, minerals and technical products. Ed. NewYork, D.VanNostrand Company, Pelíšek J.: Atlas hlavních půdních typů ČSSR. SZN, Praha: p.441, Podrázský V., Procházka J., Remeš J: Produkce a vývoj půdního prostředí porostů na bývalých zemědělských půdách v oblasti Českomoravské vrchoviny. Zprávy Lesnického Výzkumu, 56, speciál: 27-35, Scharf H.: One hundred years of the kjeldahl method for nitrogen determination. Archiv Fuer Acker: , Slavík B.: Fytocenologická charakteristika. In: Hejný S., Slavík B. (red.) Květena České socialistické republiky 1., Praha: , Sokolov A. V.: Determination of active aluminium in the soil. Khim. Sotsial. Zemled, 7: 70-71, Válek B.: Reakce půdy. In: Praktikum fytocenologie, ekologie, klimatologie a půdoznalství (J. Klika, V. Novák a A. Gregor, Eds.), p Nakladatelství ČSAV, Praha, Valla M., Kozák J., Drbal J.: Cvičení z půdoznalství. II., VŠZ Praha, p.280, VanBreemen N., Finzi A. C.: Plant-soil interactions: ecological aspects and evolutionary immplications. Biogeochemistry, 42: 1-19, Zapletal, A. a Šikula, J.: Stanovení obsahu uhličitanu vápenatého v půdě. In: Praktikum fytocenologie, ekologie, klimatologie a půdoznalství (J. Klika, V. Novák a A. Gregor, Eds.), Nakladatelství ČSAV, Praha: , Kontaktní adresa: RNDr. Věra Cenklová, Ph.D., Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Olomouc; 101

102 KVALITA VÍCELETÝCH PÍCNIN A TRAVNÍCH DRUHŮ PŘI POSTUPNÉ SKLIZNI The quality of the perennial forage and grass species at gradual harvest Houdek I. 1, Kohoutek A. 2, Odstrčilová V. 2 1 DLF TRIFOLIUM Hladké Životice, s.r.o. 2 VÚRV Praha - Ruzyně, Výzkumná stanice travních ekosystémů Jevíčko Abstrakt V pokusu byly sledovány přírůstky sušiny a změny v koncentraci živin a energie 7 druhů a odrůd trav (v příspěvku bude hodnocena kvalita šesti významných druhů) ze 7 postupných odběrů v týdenních intervalech od počátku května na stanovišti Hladké Životice. Pokus založený v roce 2010 na stanovišti v Hladkých Životicích (277 m/m, průměrná roční teplota 7,9 o C, dlouhodobý průměr srážek 642 mm) a byl sledován ve dvou letech 2011 a V příspěvku jsou uvedeny travní druhy Dactylis glomerata L. Vega, Festuca arundinacea L. Kora, Festulolium Hykor and Hostyn, Festuca pratensis L. Kolumbus and Lolium perenne L. Kentaur (4n). Odrůdy Vega, Kolumbus a Kentaur jsou v sortimentu daných druhů odrůdami pozdními. První seč byla přihnojena dávkou dusíku 60 kg ha -1 jednorázově zjara, první termín sklizně v r dubna a v r května. V suchém 2. roce sledování se s nižším výnosem projevila i horší kvalita píce - s výjimkou obsahu dusíkatých látek, který byl vyšší (stejná dávka hnojení a podstatně nižší výnos píce). Klíčová slova: trávy, víceleté pícniny, kvalita píce, doba sklizně Abstract The trial evaluates changes in dry matter yields and nutrients concentrations of 6 grass species and varieties in the 1 st cut from 7 sequential samplings in weekly intervals from the beginning of May at the site in Hladké Životice. The trial was established in 2010 in Hladké Životice site on fluvisoil (277 m above sea level, 7.9 o C, long-term rainfall average 642 mm) with six grass species (Dactylis glomerata L. Vega, Festuca arundinacea L. Kora, Festulolium Hykor and Hostyn, Festuca pratensis L. Kolumbus and Lolium perenne L. Kentaur (4n). Vega, Kolumbus and Kentaur are late varieties from the given assortment of their species. The trial was fertilized 60 kg N/ha in spring. First date of harvest was on 27 th April 2011 and 2 th May In the second year of observation substantial drought resulted in lower yield as well as worse forage quality expressed by deterioration of parameters, except for crude protein concentration which was higher (the same rate of fertilization and much lower forage yield). Key words: grass; perennial forrage, quality feed; time of harvest Úvod Růst mléčné užitkovosti dojeného skotu v ČR (nad 7000 kg FCM) v posledních letech klade zvýšené nároky na kvalitu objemné píce. Nejvíce se kvalita píce mění v nárůstu první seče. Optimální termín sklizně jednotlivých druhů lze stanovit na základě postupných odběrů z nárůstu 1. seče. Mezi jednotlivými druhy pícního sortimentu trav v ČR jsou významné rozdíly v ranosti (1 3 týdny), rozdíly v kvalitě píce však mohou být vyšší, a to 3 4 týdny (Pozdíšek a kol. 2002). Materiál a metoda V roce 2011 a 2012 jsme na šlechtitelské stanici Hladké Životice ( 277 m/m, průměrná roční teplota 7,9 o C, dlouhodobý průměr srážek 642 mm). Sledováno bylo 7 druhů, ale v příspěvku jsou uvedeny travní druhy srha laločnatá Dactylis glomerata L. Vega (označení DG), kostřava rákosovitá Festuca arundinacea L. Kora (FA), kostřavovitý hybrid Festulolium Hykor (Fl-Hy), jílkovitý hybrid Hostyn (Fl-Ho), kostřava luční Festuca pratensis L. 102

103 Kolumbus (FP) a jílek vytrvalý tetraploidní Lolium perenne L. Kentaur (LP). (Sedmý sveřep bezbranný Bromus inermis Leysser cv. Tabrom je pro stř. Evropu travou naprosto okrajovou). Odrůdy Vega, Kolumbus a Kentaur jsou v sortimentu daných druhů odrůdami pozdními. První seč byla přihnojena dávkou dusíku 60 kg.ha -1 jednorázově zjara, další přihnojení dávkou 60 kg dusíku po sklizni 1. sečí a osekání obrostlých parcel v r. 2011, ( po sklizni 1. sečí v r 2012 již nebyl pokus dále sledován). Současně s jarním přihnojením dusíkem byl pokus přihnojen fosforem dávkou 35 kg.ha -1 ve formě superfosfátu a100 kg ha -1 draslíku ve formě draselné soli. Cílem bylo stanovit v období nárůstu 1. seče výnosy, koncentraci živin. Sledován byl obsah dusíkatých látek, vláknina, energie (NEL) a stravitelnost. Kvalita píce byla stanovena NIRS. Stravitelnost byla stanovena laboratorní metodou ELOS (Míka a kol., 2009). První termín sklizně v r byl 27. dubna, a v r května. Pro tento příspěvek, s ohledem na jeho omezený rozsah, byly výnosy píce vyhodnoceny jen v kritičtějším suchém roce 2012 pomocí lineární regrese, vypočteny koeficienty korelace a vyhodnoceny kritické hodnoty r α (n=7) koeficientu korelace pro α 0,05 a α 0,01. Výsledky a diskuse Rok 2011 byl charakterizován holomrazy a suchem v předjaří, rychlým nástupem jara s nadnormální teplotou v dubnu (+3,04 C), s výraznějšími srážkami až ke konci měsíce a počátkem května, což výrazně urychlilo vývoj vegetace o více než týden. Produkce sušiny hodnocených druhů v termínu 1. odběru 27. dubna 2011 byla v průměru druhů 2,72 t.ha -1, nejvyšší v zelené píci sice u hybridu Hostyn, avšak v sušině u jílku vytrvalého (3,23 t.ha -1 DM), nejnižší u srhy (2,44 t.ha -1 ). Ve 4. termínu odběru (18. května 2011) nejvyšší produkci píce v zelené hmotě i sušině dosáhl hybrid Hostyn (9,42 t.ha -1 DM), nejnižší opět srha (6,79 t.ha -1 ). Koncentrace dusíkatých látek (CP) v píci u 1. odběru v průměru druhů byla 180,9 g.kg -1 sušiny, vlákniny (CF) 201,1 g.kg -1 sušiny, NEL 7,09 MJ.kg -1 sušiny a stravitelnost organické hmoty (OMD ELOS) 850,4 g.kg -1 sušiny. V průběhu nárůstu klesala koncentrace dusíkatých látek (CP) o 15,9 g.kg -1 sušiny nejvýrazněji u srhy, nejpomalejší pokles byl zaznamenán u hybridu Hostyn. Vláknina (CF) stoupala v průměru o 24 g.kg -1 sušiny (nejvýrazněji u srhy, nejmenší nárůst byl zaznamenán u kostřavy rákosovité), u NEL klesala o 0,4 MJ.kg -1 sušiny (s nevýraznými rozdíly mezi druhy) za každý týden nárůstu. Pozdíšek a kol. (2002) zjistili v průběhu jarního nárůstu týdenní pokles koncentrace NEL v píci trav o 0,26 MJ.kg -1 sušiny. Stravitelnost (OMD) klesala v průměru týdně o 43,4 g.kg -1 sušiny, podle očekávání nejrychleji u srhy, nejpomaleji u hybridu Hykor a jílku vytrvalého. Nízká koncentrace NL u jílku vytrvalého a jílkovitého hybridu Hostyn byla v roce 2011 způsobena jednak suchem na počátku vegetace, kdy tyto druhy s mělčím kořenovým systémem si v případě sucha hůře osvojují živiny (Garwood, Sinclair, 1979, Thomas, 1986), a především po vydatnějších srážkách koncem dubna a počátkem května, kdy byla část nitrátového dusíku vyplavena a zbylého dusíku z 60 kg aplikovaného na jaře bylo málo při vysoké produkci píce, které oba druhy dosahovaly. Vytrvalé a hlubokokořenící druhy srha laločnatá, kostřava rákosovitá a luční, jakož i kostřavovitý hybrid Festulolium Hykor nebyly předjarním suchem ovlivněny. Rok 2012 byl suchý nejen v předjaří, s výjimkou jednoho přívalového deště počátkem května bylo jaro až do 5. června velmi suché a od poslední dekády dubna i dosti teplé. Průběh počasí se odrazil na výnosech nejen sledovaného pokusu, ale všeobecně - nejen v pokusech s lučními směsmi - byly výnosy lučních porostů zhruba poloviční, u trav jílkovitého typu ještě nižší. Produkce sušiny hodnocených druhů (Obr. 1) v termínu 1. odběru 2. května 2012 byla v průměru druhů 1,5 t.ha -1, nejvyšší u hybridu Hykor (2,14 t.ha -1 DM), nejnižší u hybridu 103

104 Hostyn (0,91 t.ha -1 ). Ve 4. termínu odběru (23. května 2012) nejvyšší produkci píce v zelené hmotě i sušině dosáhl hybrid Festulolium Hykor (6.51 t.ha -1 DM) a za ním kostřava rákosovitá, nejnižší výnos píce poskytl jílek vytrvalý (3,99 t.ha -1 ). V tomto suchém 2. roce sledování se s nižším výnosem projevila i horší kvalita píce - s výjimkou obsahu dusíkatých látek, který byl vyšší (stejná dávka hnojení a podstatně nižší výnos píce). Nejvýrazněji byla ovlivněna kvalita sklizené píce suchým a teplým jarem u zmíněných dusíkatých látek (CP), a to zvýšením obsahu dusíkatých látek u všech druhů, s největším rozdílem proti minulému roku u jílkovitých trav. V 1. termínu odběru u jílku vytrvalého o 99 g.kg -1 sušiny, u hybridu Hostyn o téměř 121 g.kg -1 sušiny. V dalších termínech se rozdíly zužovaly, u kostřav byl v 7. termínu minimální. Vláknina (CF) v 1. termínu odběru byla vyšší u srhy o 53 g.kg -1 sušiny, u ostatních trav cca o g, rozdíly se rychle zmenšovaly a v posledních třech termínech (od 30. května) byly zjištěny nižší obsahy vlákniny ve srovnání s minulým rokem (vlivem přicházejících srážek). V koncentraci NEL byly rozdíly mezi oběma ročníky u vytrvalých druhů malé, u hybridu Hostyn a jílku vytrvalého se rozdíl pohyboval mezi 0,4 až 0,6 MJ.kg -1 sušiny, průběh zhruba kopíroval průměr ročníků. Naopak ve stravitelnosti byly větší rozdíly u vytrvalých druhů v prvních třech termínech, přičemž v 1. termínu odběru byla OMD v r o 70 až 80 g.kg -1 sušiny nižší, u jílkovitých byly rozdíly minimální. Pokud pro stanovení optimální doby sklizně použijeme jako hlavní kriterium stravitelnost, potom pro vytrvalejší travní druhy je to počátek druhé dekády až polovina května (třetí termín), pro jílky o týden později. Koncentrace NEL i obsah vlákniny je v těchto termínech u stejných druhů na přijatelné úrovni. Avšak obsah dusíkatých látek při dané výživě (60 kg/n ha) ve vláhově příznivém roce je v těchto termínech již nízký, a jednoznačně ze zjištěného vyplývá potřeba vyššího hnojení dusíkem. Při požadavku sklizně na počátku metání trav by porost měl dostat ve dvou dávkách nejméně 80 kg N/ha, aby v píci bylo v době sklizně cca 16 % dusíkatých látek v sušině. Obr. 1: Produkce sušiny z postupných odběrů druhů trav, Hladké Životice 2012 Produkce sušiny t.ha y Kentaur = 1,0186x - 0,0786 R 2 = 0,9891 y Hykor = 1,2682x + 1,1157 R 2 = 0,9902 y Kora = 1,2089x + 1,1243 R 2 = 0,9742 y Tabrom = 1,4021x - 0,0614 R 2 = 0,9936 y Vega = 1,0975x + 0,9771 R 2 = 0,9312 y Kolumbus = 1,1704x + 0,6314 R 2 = 0,9744 y Hostyn = 0,9868x + 0,1257 R 2 = 0,9533 y průměr druhů = 1,1646x + 0,5478 R 2 = 0,9821 SŘ Vega KR Kora RH Hykor RH Hostyn KL Kolumb JV Kentaur SB Tabrom průměr druhů RH Kora RH Hykor SŘ Vega SB Tabrom RH Hostyn KL Kolumbus JV Kentaur průměr druhů Termíny odběru 104

105 Obsah dusíkatých látek (CP) vybraných druhů v 7 termínech odběrů [ g.kg -1 sušiny ] Koncentrace NEL vybraných druhů v 7 termínech odběrů [MJ.kg -1 sušiny] 105

106 Obsah vlákniny (CF) vybraných druhů v 7 termínech odběrů [ g.kg -1 sušiny ] Stravitelnost píce (OMD) ELOS vybraných druhů v 7 termínech odběrů [ g.kg -1 sušiny x10 ] 106

107 Dedikace Příspěvek vznikl v rámci řešení výzkumného projektu NAZV č. QI101C199. Použitá literatura Garwood, E. A., and J. Sinclair. (1979):. Use of water by six grass species. 2. Root distribution and use of soil water. J. Agric. Sci. (Cambridge) 93: Pozdíšek, J., Míka,V., Kohoutek, A., Jakešová, H., Němcová-Schuplerová, P. (2002): Nutritive value of selected grass species (cultivars) and tetraploid red clover in sequential sampling. In Multi-function Grasslands (Quality Forages, Animal Products and Landscapes. France, La Rochelle pp ISBN Thomas, H. 1986a. Water use characteristics of Dactylis glomerata L., Lolium perenne L. and Lolium multiflorum Lam. Plants. Ann. Bot. 57: Míka, V., Kohoutek, A., Pozdíšek, J., Němcová, P. (2009): Stanovení ELOS (enzymaticky rozpustné organické hmoty) v píci s využitím tuzemských celuláz z Trichoderma reesei. Uplatněná certifikovaná metodika. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha, 26 s. Kontaktní adresa: Ing. Ivan Houdek, šlechtitelská stanice DLF TRIFOLIUM Hladké Životice, s.r.o., Fulnecká 95, Hladké Životice 107

108 NOVÝ PŘÍSTUP K HODNOCENÍ GLYKEMICKÉHO INDEXU NA PRINCIPU ANALÝZY STRAVITELNOSTI SACHARIDŮ A new approach to glycemic index evaluation by analysis of the carbohydrate digestibility Štočková L., Bradová J. Výzkumný ústav rostlinné výroby,v.v.i., Praha-Ruzyně Abstrakt Glykemický index vyjadřuje rychlost, za jakou se komplexní sacharidy obsažené v přijímané potravě přemění v trávicím traktu na glukózu, která se dostane do krevního oběhu. Běžně je tento parametr stanovován pomocí nutričních testů s lidskými dobrovolníky a měření glykemické odezvy v krvi. Metoda odhadu glykemického indexu v laboratoři vychází z analýzy stravitelnosti sacharidů enzymovým aparátem, zjednodušeně kopírujícím lidský trávicí systém. V této práci byla optimalizována analytická metoda pro stanovení stravitelnosti sacharidů na základě enzymatického rozkladu pankreatickými enzymy. Optimalizovány byly dva klíčové parametry metody rychlost horizontálního třepání vzorku při enzymatické reakci, která je klíčová pro stabilní výsledky při analýze méně homogenních vzorků a množství směsi pankreatických enzymů, které je přidáváno ke vzorku a představuje hlavní ekonomickou zátěž analýzy. Problematika in vitro hodnocení glykemického indexu je rozvíjena v návaznosti na probíhající klinické studie. Klíčová slova: glykemický index, glukóza, HPLC, stravitelnost Abstract A glycemic index ranks complex saccharides according to the reaction rate of their conversion into a free glucose released into a bloodstream. Glycemic index values are determined experimentally by feeding human test subjects and assessing the blood glucose response. Laboratory approach to the glycemic index estimation is based on the determination of saccharides digestibility using a simplified enzymatic system similar to the human gastro-intestinal tract. This article describes an optimization of the method concerning two key parameters intensity of horizontal shaking during the enzymatic reaction and the amount of pancreatin enzyme mix added to the sample that presents the main factor determining the cost of analyses. Key words: glycemic index, glucose, HPLC, digestibility Úvod Sacharidy jsou důležitým zdrojem energie lidí na celém světě a ovlivňují mnoho metabolických a fyziologických pochodů v těle, včetně činnosti mozku a fyzické výkonnosti. Centrálním bodem metabolismu sacharidů je molekula glukózy. Ve vztahu k rychlosti, s jakou je glukóza v potravině dostupná se po jídle mění hladina krevního cukru v těle (glykémie). Ta je v lidském těle za normálních podmínek stálá a je udržována regulačními mechanismy. Přechodně se hladina krevního cukru zvyšuje po jídle a v závislosti na čase tvoří křivku, jejíž amplituda a strmost je odvozena právě od dostupnosti glukózy v dané potravině a ovlivněna regulačními mechanismy hormonální soustavy člověka. Dostupnost glukózy z dané potraviny je proto klíčovým faktorem ovlivňujícím nutriční vlastnosti sacharidů. Odlišná dynamika uvolňování glukózy do krve po konzumaci potraviny je velmi dobře popsána glykemickým indexem (GI) potraviny. Glykemický index zjednodušeně vyjadřuje rychlost, za jakou se komplexní sacharidy obsažené v přijímané potravě přemění v trávicím traktu na glukózu, která se dostane do krevního oběhu. Vyjádření glykemického indexu je relativní hodnocení této rychlosti vůči glukóze, která má index hodnoty 100. Čím rychleji dokáže potravina zvýšit hladinu glukózy v krvi, tím má potravina vyšší glykemický index. Nejvyšších hodnot dosahují jednoduché sacharidy, nejnižších komplexní sacharidy. Glykemický index v 108

109 potravině je ovlivněn mnoha faktory, jako je třeba množství vlákniny, obsah tuků, kyselin, sacharózy nebo technologické zpracování. Klasifikovaní sacharidů podle jejich glykemického indexu doporučili organizace WHO a FAO (FAO/WHO, 2003; Frost a Dornhorst, 2005). Hodnocení potravin podle glykemického indexu je používáno ve zdravé výživě, redukční dietě a diabetické dietě. Zdravá výživa je prevencí nadváze a obezitě, a také proti různým onemocněním, např. inzulínové rezistenci a následně i diabetes mellitus 2. typu. V diabetické dietě má glykemický index význam při udržování stálé hladiny glukózy v krvi. Potraviny s nízkým GI se na redukci hmotnosti podílejí zvětšením pocitu sytosti a podporou metabolizace lipidů na úkor metabolického využití sacharidů. Naopak konzumace potravin s vysokým GI vede k rychlému výkyvu postprandiální glykemie. Může tak prohlubovat pocit hladu a tím stimulovat chuť k jídlu, urychlovat uvolnění adrenalinu a kortisolu podporující ukládání energie získávané z jídla do tělesného tuku. Současné studie ukazují, že vysoký glykemický index potravy je rizikovým faktorem vzniku diabetu, kardiovaskulárních chorob a obezity (University of Sydney, 2013). Klasický způsob stanovení GI je prováděn stanovením hladiny glukózy po požití 50g porce sledované potraviny zdravým dobrovolníkem, přičemž jako referenční potravina slouží roztok glukózy, nebo bílé pečivo. Byť jde o spolehlivý a zavedený způsob stanovení nutričních vlastností potraviny, má určité nevýhody, které jeho používání limitují. Klinické testy zahrnující práci s lidskými dobrovolníky jsou náročné jak finančně, tak i organizačně. Navíc jejich provádění podléhá přísným pravidlům a schvalovacímu procesu etické komise. To jsou důvody, proč u konkrétních výrobků mnozí výrobci nechtějí glykemický index stanovovat a existují pouze obecné tabulky, byť je to zcela proti současnému trendu informovaného zákazníka. Již několik let probíhají po celém světě výzkumy, které mají za cíl nahradit klinické testy laboratorní metodou bez nutnosti využívat lidské dobrovolníky. Četné studie (Englyst et al. 2003, Goni et al. 1997, Gibson et al a Chung et al. 2011) potvrdily významnou souvislost mezi úrovní GI a stravitelností polysacharidů resp. podílu rychle a pomalu dostupné glukózy (rapidly available glucose RAG, slowly available glucose SAG). Metoda odhadu glykemického indexu v laboratoři vychází z analýzy stravitelnosti sacharidů enzymovým aparátem, zjednodušeně kopírujícím lidský trávicí systém (Englyst at al., 2003, Englyst at al. 1999). Z naměřených parametrů pak lze určit, jaký bude mít konzumace potraviny vliv na hladinu cukru v krvi konzumenta a odhadnout glykemický index potraviny. Podle matematických modelů prezentovaných Englystem et al.(1999) je glykemická odezva (tj. plocha pod křivkou glykemie závislá na obsahu rychle dostupné glukózy v potravině (rovnice 1). Glykemická _ odezva K( RAG) (1) Konstanta K je obecně závislá na typu potraviny, na daném jedinci a na obsahu sacharidů v konzumované porci. Variabilitu představovanou testovaným jedincem lze eliminovat po vztažení glykemické odezvy k výsledkům pokusu s volnou glukózou (prakticky jde o výpočet glykemického indexu), variabilitu představovanou obsahem sacharidů je možné eliminovat standardním provedením klinických testů se stejným množstvím sacharidů. Variabilita způsobená různými typy potravin je nevyhnutelná, lze však předpokládat, že u potravin s vysokým obsahem glukózových polysacharidů bude nízká. Zařazení dalších proměnných charakterizujících kvalitu sacharidů do regresního modelu (konkrétně obsahu volné glukózy, pomalu dostupné glukózy a celkového obsahu glukózy) by tuto variabilitu mělo snížit. Cílem této práce bylo optimalizovat in vitro laboratorní metodu pro stanovení volné glukózy, rychle a pomalu dostupné glukózy a celkové glukózy a přizpůsobit ji podmínkám naší laboratoře. 109

110 Materiál a Metody Pro srovnávací studie byly vybrány dva referenční vzorky s předpokladem různého složení sacharidů: 1) bramborový škrob a 2) kukuřičné lupínky. Vzhledem k tomu, že hydrolyzovaný bramborový škrob neobsahoval žádnou volnou glukózu a fruktózu, byly pro validaci metody stanovení volných cukrů vedle kukuřičných vloček použity dětské piškoty. Vzorek kukuřičných vloček a dětských piškotů byl před analýzou připraven a zhomogenizován tak, aby připomínal tráveninu vstupující do žaludku. Škrob před analýzou upravován nebyl. Poté byly referenční vzorky podrobeny enzymatickému trávení škrobu směsí pankreatických enzymů izolovaných z vepřové slinivky (specifikace 8xUSP), amyloglukosidázy (EC ) a invertázy (EC ). V reakční směsi byl stanovován obsah uvolněné glukózy po dvaceti a sto dvaceti minutách (G 20 resp. G 120 ), z kterého lze určit obsah rychle dostupné (RAG) a pomalu dostupné glukózy (SAG), viz rovnice 2 a 3. Zbylá glukóza v trávenině byla uvolněna termostabilní amyloglukosidázou při 70 C a posléze byl stanoven celkový obsah glukózy v trávenině (TG - total glucose), nutný pro určení podílu rezistenní glukózy (RG) podle rovnice 4. Paralelně byl v druhém vzorku stanoven obsah volné glukózy a fruktózy po inverzi sacharózy (FSG -free sugar glucose). Obsah rychle a pomalu dostupné glukózy, celkové glukózy a volné glukózy byl stanoven metodou HPLC s refraktometrickou detekcí. RAG G 20 (2) SAG G 120 G 20 (3) RG TG (4) G 120 Optimalizovány byly dva klíčové parametry metody rychlost horizontálního třepání vzorku při enzymatické reakci a množství směsi pankreatických enzymů, které je přidáváno ke vzorku. Celkem byly testovány 3 úrovně třepání: 90, 120 a 200 kyvů za minutu a 2 koncentrace směsi pankreatických enzymů: 1g enzymatické směsi/0,6 g celkových sacharidů ve vzorku a 0,5 g enzymatické směsi/0,6 g celkových sacharidů ve vzorku. Výsledky byly statisticky vyhodnoceny s využitím analýzy rozptylu dvojného třídění (p<0.05). Všechny analýzy byly provedeny ve čtyřech opakováních, pro stanovení opakovatelnosti byly analýzy provedeny v šesti opakováních. Výsledky a diskuze Stanovení volných sacharidů Metodika stanovení volných sacharidů byla přejata z práce uveřejněné Englystem et al. (1999), přičemž jedinou změnou, která byla oproti publikované metodice provedena, je použití jiné analytické koncovky (HPLC/RI) místo použití výměnné iontové chromatografie s elektrochemickou detekcí. Detekce pomocí refraktometrického detektoru je sice obecně méně citlivá v porovnání s elektrochemickou detekcí, díky odlišné přípravě vzorku před analýzou však bylo dosaženo dostatečné citlivosti pro naše účely. Limit detekce námi zavedené metody je 0,001 mg/ml a limit kvantifikace 0,0025 mg/ml pro glukózu i fruktózu, což odpovídá koncentraci 0,09 mg/g resp. 0,22 mg/g vzorku. Metoda byla validována pro dvě referenční matrice, po zjištění, že škrob neobsahuje volné sacharidy, byla validace rozšířena o dětské piškoty. Obsah volných cukrů po inverzi sacharózy a opakovatelnost stanovení jsou uvedeny v tabulce

111 Tab. 1: Obsah volných cukrů v % hmotnosti vzorku a opakovatelnost stanovení (n=6) vyjádřená jako relativní směrodatná odchylka (%) Obsah volných cukrů (% w) Opakovatelnost (RSD %) Matrice Kukuřičné Dětské piškoty Kukuřičné Škrob Dětské piškoty Analyt lupínky lupínky fruktóza 3,2 <0,025 19,0 3,5 3,2 glukóza 3,3 <0,025 26,4 8,1 3,0 Obsah volné glukózy a fruktózy po inverzi byl menší než limit kvantifikace použité metody. Stanovení stravitelnosti sacharidů Stanovení stravitelnosti sacharidů bylo prováděno modifikovanou metodou dle Englysta et al. (1999). Analytická koncovka byla změněna obdobně jako při analýze volných sacharidů. Limit detekce této metody je 0,001 mg/ml a limit kvantifikace 0,0025 mg/ml pro glukózu i fruktózu, což odpovídá koncentraci 0,1 mg/g resp. 0,25 mg/g vzorku pro stanovení G 20 a G 120 a 0,4 mg/g resp. 1 mg/g vzorku pro stanovení TG. Vzhledem k tomu, že třepání vzorku při enzymatickém rozkladu je udáváno jako klíčový faktor (Englyst et al. 1999), byla provedena série pokusů s různou rychlostí třepání. V souladu s literárními údaji měl tento parametr statisticky významný vliv na podíl G 20, G 120 a TG vztažený k hmotnosti vzorku (Graf 1a a 2a). Při vztažení G 20 a G 120 k obsahu celkové glukózy se se změnou intenzity třepání statisticky významně neměnil. Obecně lze říci, že charakter křivky stravitelnosti nebyl výrazně změněn (Graf 1 a 2). Graf 1: Změny v enzymatické hydrolýze sacharidů v kukuřičných lupíncích vlivem rychlosti třepání (90, 120 a 200 kyvů/min). Obsah sacharidů vyjádřen v % hmotnosti vzorku (a); v % TG (b) Graf 2: Změny v enzymatické hydrolýze sacharidů v bramborovém škrobu vlivem rychlosti třepání (90, 120 a 200 kyvů/min). Obsah sacharidů vyjádřen v % hmotnosti vzorku (a); v % TG (b) Rychlost třepání však velmi ovlivnila opakovatelnost stanovení jednotlivých frakcí (Graf 3) a to především u kukuřičných lupínků, které jsou méně homogenní a na rozdíl od škrobu netvoří rovnoměrně hustou, stabilní suspenzi. U kukuřičných lupínků proto optimální rychlost 111

112 třepání zajišťuje rovnoměrné rozložení vzorku v testovací zkumavce a tím i stejnou koncentraci substrátu pro enzymatický rozklad škrobu obsaženého v lupíncích. Tím bylo dosaženo snížení RSD na přijatelné hodnoty (Graf 3a). Naopak, u suspenze škrobu žádné výrazné rozdíly pozorovány nebyly (Graf 3b). Graf 3: Vývoj RSD pro jednotlivé frakce glukózy při enzymatické hydrolýze kukuřičných lupínků (a) a bramborového škrobu (b) v závislosti na rychlosti třepání (90, 120 a 200 kyvů/min) Pro hydrolýzu sacharidů je používána vysoce aktivní směs pankreatických enzymů (specifikace 8 USP), díky tomu jde o ekonomicky náročnou analýzu. Z těchto důvodů byla v naší laboratoři testována možnost snížení koncentrace enzymu ve vzorku. Byly porovnány 2 koncentrace směsi pankreatických enzymů, vyšší, daná metodikou zveřejněnou Englystem et al. (1999) a nižší, poloviční dávka. Z výsledků uvedených v grafech 4 a 5 je zřejmé, že enzymatická hydrolýza při přidání nižší dávky pankreatinu probíhá pomaleji (rozdíl je statisticky významný), ale relativní obsah jednotlivých frakcí vztažený k celkové glukóze (TG) zůstává prakticky stejný. Z toho vyplývá, že je-li možné určit glykemický index z relativních hodnot vztažených k celkové glukóze, není nutné nechat enzymatickou reakci probíhat kvantitativně s přebytkem enzymu a stačí poloviční dávka pankreatinu pro získání relevantních výsledků. Výzkum této problematiky bude probíhat návazně na v současnosti prováděné klinické testy hodnocení GI. Graf 4: Změny v enzymatické hydrolýze sacharidů v kukuřičných lupíncích vlivem rozdílného množství směsi pankreatických enzymů, přidávaných ke vzorku. Obsah sacharidů vyjádřen v % hmotnosti vzorku (a); v % TG (b) 112

113 Graf 5: Změny v enzymatické hydrolýze sacharidů v bramborovém škrobu vlivem rozdílného množství směsi pankreatických enzymů, přidávaných ke vzorku. Obsah sacharidů vyjádřen v % hmotnosti vzorku (a); v % TG (b) Závěr Byla optimalizována analytická metoda pro stanovení stravitelnosti sacharidů na základě enzymatického rozkladu pankreatickými enzymy. Bylo zjištěno, že rychlost třepání vzorku je klíčová pro opakovatelnost tohoto stanovení především u méně homogenních matric a že ekonomická náročnost metody může být za určitých předpokladů snížena použitím nižšího množství pankreatické směsi enzymů. Pro využití této metody k odhadu glykemického indexu je potřeba ověřit její správnost porovnáním s výsledky klinického stanovení, které v současnosti probíhá ve spolupráci s diabetickou a podiatrickou ambulancí. Dedikace Výzkum byl realizován za podpory projektu QJ a Ministerstva zemědělství ČR Použitá literatura K N Englyst, H N Englyst, G J Hudson, T J Cole, J H Cummings (1999): Rapidly available glucose in foods: an in vitro measurement that reflects the glycemic response. Am. J. Clin. Nutr. 1999;69: K. N. Englyst, S. Vinoy, H. N. Englyst and V. Lang. (2003): Glycaemic index of cereal products explained by their content of rapidly and slowly available glucose; Br. J. Nutr. 89: I. Goni, A. Garcia-Alonso, F. Saura-Calisto. (1997): A Starch Hydrolysis Procedure to estimate glycemic index. Nutr. Res. 17: N. Gibson, H. C. Schönfeldt, B. Pretorius. (2011): Development of a rapid assessment method for the prediction of the glycemic index; J Food Comp. Anal., 24: H.J. Chung, Q.Liu, R. Hoover, T.D. Warkentin, B. Vandenberg, (2008): In vitro starch digestibility, expected glycemic index, and thermal and pasting properties of flours from pea, lentil and chickpea cultivars. Food Chem., 111: FAO/WHO (2003). Diet, nutrition and prevention of chronic diseases. In WHO Technical Report Series 916. G. Frost, A. Dornhorst (2005): Glycemic Index. Encyclopedia of Human Nutrition. Volume Two. Second Edition. Elsevier Academic Press, 2005, University of Sydney, (2013): Dostupné na ( ). Kontaktní adresa: Ing. Lenka Štočková, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská Praha 6, 113

114 KVALITA ŠKROBU KUKUŘIČNÝCH HYBRIDŮ VE VÝŽIVĚ DOJNIC Starch quality of maize hybrids in nutrition of cows Třináctý J. 1, Nedělník J. 1, Lang J. 1, Loučka R. 2, Kučera J. 3, Jambor V. 4 1 Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko 2 Výzkumný ústav živočišné výroby, v.v.i., Praha 3 Svaz chovatelů českého strakatého skotu, Praha 4 Nutrivet, s.r.o. Abstrakt Byla testována degradovatelnost sušiny a škrobu zrna dvou hybridů kukuřice typu semiflint a dent. Vzorky byly pomlety na sítu 1 a 5 mm, na stanovení degradovatelnosti byla použita metoda mobilních sáčků. Délka inkubace v bachoru byla 12 hodin. U degradovatelnosti sušiny byla zjištěna tendence (P<0,1) vyšší degradovatelnosti pro mletí 5 mm u typu dent. Degradovatelnost škrobu u typu dent při mletí 1 mm byla zjištěna nižší (75,3 vs. 71,2 %; P<0,05). Naopak vyšší degradovatelnost škrobu (P<0,05) u typu dent byla zjištěna při mletí 5 mm (54,5 vs. 59,2 %). Klíčová slova: škrob, bachorová stravitelnost, degradovatelnost, kukuřičné zrno Abstract The degradability of dry matter and starch at two hybrids of maize corn, semiflint and dent types were tested. Samples were milled through 1 and 5 mm sieve, the degradability was determined by mobile bag method. The time of incubation in rumen was 12 hours. At degradability of dry matter was found only a tendency (P<0.1) for higher values at dent type, sieve 5 mm. The starch degradability value was found lower at dent type at sieve 1 mm (75.3 vs %; P<0.05). In oposite, higher value of starch degradability (P<0.05) at dent type was found at sieve 5 mm (54.5 vs %). Key words: starch, ruminal digestibility, degradability, corn maize Úvod V zrnech kukuřice běžných odrůd jsou obvykle zastoupeny dva typy endospermu, odlišnost je v jejich vzájemném poměru a rozmístění, což je určující pro rozlišení typu zrna dent a flint. V případě kukuřice typu flint vyplňuje sklovitý endosperm obvykle veškerý prostor pod osemením (perikarpem) zrna včetně jeho vrcholu, moučnatý endosperm bývá v menším množství přítomen ve středu. Procentuální podíl tohoto typu endospermu je kvantitativním vyjádřením parametru zvaného sklovitost (vitreousness). Podíl sklovitého endospermu v zrnu a tedy sklovitost se také zvyšuje se stářím rostliny. Pokud jsou zrna kukuřice (především u genotypu flint) rozdrcena na větší částice, zůstává vyšší podíl škrobu ochráněn v odolném prolaminovém tmelu, to snižuje jeho dostupnost pro trávicí enzymy (Svihus et al., 2005). Komplexně vyhodnotili vliv obou zmíněných faktorů (typ zrna, velikost částic) na stravitelnost škrobu kukuřičného zrna ve své práci Ramos et al. (2009). Použitím metody in sacco byla kromě vlivu typu zrna a velikosti částic na bachorovou degradovatelnost škrobu prokázána i interakce obou faktorů (větší diference v degradovatelnosti škrobu mezi typy zrn byla zjištěna v případě nejmenších částic (mletí 3 mm). Signifikantní rozdíl v bachorové degradovatelnosti škrobu mezi mezi kukuřicí typu flint a dent byl např. zjištěn u zrna v silážní 114

115 zralosti i po jeho fermentaci (Philippeau and Michalet-Doreau, 1997). Nižší celotraktová stravitelnost škrobu zrna kukuřice s vyšší sklovitostí byla potvrzena v krmném pokusu na dojnicích (Lopes et al., 2009). Autoři Allen et al. (2008) potvrdily vyšší váhu faktoru typu endospermu na celotraktovou stravitelnost škrobu u laktujících kanylovaných dojnic ve srovnání s faktorem velikosti částic, vliv faktor hrubosti mletí byl potvrzen v případě bachorové stravitelnosti. Cílem experimentu bylo užitím metody in situ porovnat bachorovou stravitelnost zrna kukuřice typu dent ve srovnání s typem semiflint v interakci s různou velikostí mletí (síto 1 a 2 mm). Materiál a metody Byla testována stravitelnost škrobu zrna dvou hybridů: DKC 3307 a DKC 4014, sklizená v plné zralosti. DKC 3307 (FAO 240 siláž/230 zrno) je víceúčelový (siláž, zrno), rovnoměrně dozrávající hybrid s typem zrna mezityp více tvrdý (semiflint). DKC 4014 (FAO 300) je zrnový rychle dozrávající hybrid s typem zrna koňský zub (dent). Vzorky zrna kukuřice byly pomlety přes síta s velikostí otvorů 1 a 5 mm. Vzorky s hrubostí mletí 1 mm byly použity na stanovení obsahu vybraných živin. U obou vzorků byl stanoven obsah sušiny, popele, dusíkatých látek (NL), tuku a škrobu dle Věstníku ÚKZÚZ (2005). Bachorová stravitelnost (degradovatelnost) sušiny a škrobu u obou vzorků zrna a obou variant mletí byla stanovena na dvou zaprahlých dojnicích opatřených ruminální kanylou. Byla použita metoda in situ s použitím nylonových sáčků (Uhelon 130 T, otvory 42 μm) s účinnou plochou 10 x 5 cm. Vzorky byly naváženy do sáčků (2,5 ± 0,05 g). Na každou variantu bylo použito 2 x 6 sáčků, tyto byly uchyceny na 2 nosiče (Třináctý et al., 1996), které byly prostřednictvím bachorové kanyly vloženy (každý do jedné dojnice po ranním krmení) na dno vetrálního vaku bachoru. Po dvanácti hodinách (délka inkubace dle Sapienza (2002)) byly nosiče vyjmuty, sáčky byly opláchnuty od hrubých nečistot pod tekoucí vodou a vloženy do mrazícího boxu (-18 C). Před analýzou byly inkubované sáčky rozmrazeny a vyprány studenou vodou v automatické pračce bez odstředění 3 x 4 minuty. Současně bylo provedeno vyprání sáčků s neinkubovanými vzorky v počtu tří opakování na každou variantu. Sáčky se vzorky byly po vyprání sušeny při teplotě 55 C po dobu 48 hodin, zkondicionovány (24 h) a zváženy. Obsahy inkubovaných sáčků byly sloučeny a zhomogenizovány za každou variantu (typ zrna, hrubost mletí a zvíře), obsahy sáčků určených na stanovení ztráty praním byly analyzovány jednotlivě. Na základě úbytku sušiny a škrobu byla vypočítána jejich degradovatelnost v případě inkubovaných vzorků a ztráta praním (parametr a ) u neinkubovaných vzorků. Výsledné hodnoty byly porovnány užitím statistického softwaru SYSTAT 12 na základě modelů: Y ijk = μ + T i + M j + (T x M)ij + Z k + ε ijk (pro degradaci sušiny a škrobu) a Y ijk = μ + T i + M j + (T x M) ij + ε ijk (pro ztrátu sušiny a škrobu praním), kde μ = celkový průměr, T i = vliv typu zrna (i = 2), M j = vliv hrubosti mletí (j = 2 ), (T x M) ij = interakce vlivu typu zrna a mletí (i = 2, j = 2), Z k = vliv zvířete (k = 2), ε ijk = reziduální chyba. Výsledky a diskuse Obsahy vybraných živin u obou typů zrna kukuřice jsou srovnatelné a nachází se v běžném rozpětí (Tab. 1). V Tab. 2 jsou porovnány hodnoty ztráty sušiny a škrobu praním. Jedná se o parametr uváděný v rámci výsledků metody in situ jako okamžitě degradovatelná složka (parametr a ) hodnocené živiny. Jde o sumu podílu rozpustného a podílu ve formě částic, které prošly přes síťovinu sáčků při praní. V případě sušiny byl zjištěn nižší parametr a (P<0,01) jak celkový tak i pro mletí 1 mm u typu zrna semiflint ve srovnání s typem dent. V případě škrobu nebyl v u celkového průměru parametru a mezi typy zrn zjištěn signifikantní rozdíl (P>0,05). Jako důvod se jeví interakce mezi použitými faktory (typ zrna a 115

116 hrubost mletí). Pro mletí 1 mm byl parametr a nižší u typu semiflint (P<0,05) pro mletí 5 mm tomu bylo naopak (P<0,05). Autoři Philippeau and Michalet-Doreau (1997), kteří použili mletí 3 mm, publikovali hodnotu parametru a pro zrno typu flint ve výši 15,7 % a pro dent 25,2 % a získali tak odlišné výsledky. Ve stejné práci provedli uvedení autoři porovnání vyprání částic škrobu ze sáčků při různém mletí u anonymního hybridu. Pro mletí 2 mm byl podíl vypraných částic ve výši 12,4 % pro 5 mm ve výši 5,8 %. Je zřejmé, že v případě mletí 2 mm a méně, může podíl vypraných částic tvořit majoritní složku parametru a a zkreslit tak výslednou hodnotu. Vzhledem k tomu, že v našem případě nebyl stanoven podíl vypraných částic, nelze výsledné hodnoty v případě mletí 1 mm správně interpretovat, neboť nelze určit jakou část parametru a představuje rozpustný podíl, tedy skutečnou, okamžitě degradovatelnou složku škrobu. Hodnocení vlivu typu zrna (semiflint, dent) a hrubosti mletí na degradovatelnost (za 12 hod inkubace) sušiny a škrobu je uvedeno v Tab. 3. V případě degradovatelnosti sušiny nebyl zjištěn signifikantní (P>0,05) rozdíl mezi typy zrna u celkového průměru ani pro mletí 1 mm. Pro mletí 5 mm byla zjištěna tendence (P < 0,1) ve vyšší degradovatelnosti sušiny u typu zrna dent. Námi zjištěné hodnoty degradovatelnosti sušiny byly vyšší než publikovali Ngonyamo- Majee et al. (2008) při mletí 3 mm a délce inkubace 14 hod u zrna hybridů kukuřice typu flint (cca 30 %) a dent (48 %). Dle uvedených autorů degradovatelnost sušiny zrna kukuřice silně koreluje s degradovatelností škrobu, což je zřejmé i z našich výsledků pro bachorovou degradovatelnost (Tab. 3). V případě celkových průměrů nebyl v důsledku silné interakce mezi oběma faktory zjištěn rozdíl mezi typy zrn. Mletí 1 mm vykázalo výsledky, které jsou v rozporu s teoretickými předpoklady, neboť u typu zrna semiflint byla prokázána vyšší degradovatelnost ve srovnání s typem dent. Tento výsledek může být jednak zkreslen z důvodu výše uvedeného vysokého a nedefinovaného podílu vyplavených částic, ale dle některých teorií ho však zcela vyloučit nelze. Jak uvádí McAllister et al. (2006), vzhledem k velmi pevné vazbě škrobových zrn s prolaminovou matricí u kukuřičného zrna typu flint může docházet především při jemném mletí k narušování povrchu velkého počtu škrobových zrn, což může přispět k razantnímu navýšení stravitelnosti škrobu a paradoxně tak může v některých případech převýšit i stravitelnost u typu dent. V případě mletí 5 mm byla prokázána (P<0,05) nižší degradovatelnost škrobu u typu zrna semiflint ve srovnání s typem dent o cca 10 % relat., což odpovídá teoretickým předpokladům. Autoři Philippeau and Michalet-Doreau (1997) publikovali rozdíl v efektivní degradovatelnosti škrobu mezi typem flint a dent vyšší (40,1 vs. 60,3 %), přičemž hodnota pro typ zrna dent je srovnatelná s hodnotou stanovenou v našem experimentu. V případě typu flint je naše hodnota vyšší, je však třeba si uvědomit, že v našem případě se nejednalo u hybrid čistě flint ale o mezityp, který se typu pouze flint blíží. Závěr V případě mletí 5 mm byly užitím metody in situ potvrzeny publikované výsledky v podobě nižší bachorové stravitelnosti (degradovatelnosti) škrobu u kukuřičného hybridu s typem zrna semiflint ve srovnání s typem dent. 116

117 Tabulka 1. Obsah živin v testovaném zrnu kukuřice Typ zrna Hybrid FAO Semiflint Dent DKC 3307 DKC 4014 Sušina Popel NL Tuk Škrob % % suš % suš % suš % suš ,8 1,35 7,88 4,51 77, ,8 1,37 8,31 3,49 75,49 Tabulka 2. Vliv typu zrna a hrubosti mletí na parametr a u sušiny a škrobu testovaného zrna kukuřice při použité metodě in situ Faktor Semiflint Dent SEM P Okamžitě degradovatelná složka (parametr a ) sušiny v % Typ zrna 17,7 19,4 0,3 0,0081 Mletí 1 mm 22,8 25,3 0,4 0,0075 Mletí 5 mm 12,6 13,5 0,4 0,1750 Okamžitě degradovatelná složka (parametr a ) škrobu v % Typ zrna 22,7 22,4 0,3 0,4757 Mletí 1 mm 25,9 27,3 0,4 0,0551 Mletí 5 mm 19,6 17,6 0,4 0,0136 Tabulka 3. Vliv typu zrna (semiflint, dent) a velikost síta při mletí na degradovatelnost (12 hod) sušiny a škrobu zrna kukuřice stanovená metodou in situ Faktor Semiflint Dent SEM P Bachorová stravitelnost (degradovatelnost) sušiny (za 12 h) v % Typ zrna 59,5 61,3 0,8 0,2125 Mletí 1 mm 68,1 67,5 1,1 0,7457 Mletí 5 mm 50,9 55,0 1,1 0,0812 Bachorová stravitelnost (degradovatelnost) škrobu (za 12 h) v % Typ zrna 64,9 65,2 0,6 0,7266 Mletí 1 mm 75,3 71,2 0,9 0,0423 Mletí 5 mm 54,5 59,2 0,9 0,

118 Dedikace Publikace vznikla za podpory projektu QJ Použitá literatura Allen M. S., Longuski R. A., Ying Y. (2008): Endosperm type of dry ground corn affects ruminal and total tract digestion of starch in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 91(E-Suppl. 1), 529, (Abstr.) Lopes J.C., Shaver R.D., Hoffman P.C., Akins M.S., Bertics S.J., Gencoglu H., Coors J.G. (2009): Type of corn endosperm influences nutrient digestibility in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 92, McAllister T.A., Gibb D.J., Beauchemin K.A., Wang Y. (2006): Starch type, structure and ruminal digestion. Pages in Proc. Cattle Grain Processing Symposium, Oklahoma State University, Oklahoma, Tulsa. Ngonyamo-Majee D., Shaver R.D., Coors J.G., Sapienza D., Lauer J.G. (2008): Relationships between kernel vitreousness and dry matter degradability for diverse corn germplasm II. Ruminal and post-ruminal degradabilities. Animal Feed Science and Technology, 142, Philippeau C., and B. Michalet-Doreau Influence of genotype and stage of maturity on rate of ruminal starch degradation. Anim. Feed Sci. Technol. 68: Ramos B.M.O., Champion M., Poncet C., Mizubuti I.Y., Noziere P. (2009): Effects of vitreousness and particle size of maize grain on ruminal and intestinal in sacco degradation of dry matter, starch and nitrogen. Anim. Feed Sci. Technol. 148: Sapienza D.A. (2002): Pioneer tripartite method: linking nutrient content to availability. Pages in 64th Mtg. Cornell Nutrition conference for Feed Manufacturers, Oct. Cornell University, Ithaca, New York. Svihus B., Uhlen A.K., Harstad O.M. (2005): Effect of starch granule structure, associated components and processing on nutritive value of cereal starch: A review. Animal Feed Science and Technology, 122, Třináctý J., Šimek M., Komprda T. (1996): The influence of a nylon bag carrier on alfalfa crude protein degradability. Animal Feed Science and Technology, 57, Věstník ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského (2005): Národní referenční laboratoř, 1 [serial online]. Available from (accessed Jan, 2005) Kontaktní adresa: Dr. Ing. Jiří Třináctý Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Zahradní 1, Troubsko Mob.:

119 119

120 ZMĚNY V PODMÍNKÁCH SKLADOVÁNÍ ZRNIN A JEJICH VLIV NA UKAZATELE KLÍČIVOSTI, VITALITY A OBSAHU ZÁKLADNÍCH ŽIVIN V SEMENECH Changes in the storage conditions of the grain crops and their influence on germination, vitality and content of basic nutrients in seeds Vaculová K. 1, Milotová J. 1, Zavřelová M. 1, Kýhos K. 2 1 Agrotest fyto, s.r.o., Kroměříž 2 Výzkumný ústav potravinářský Praha, v.v.i. Abstrakt Byl hodnocen vliv prostředí (sklad genové banky a skleník s rozdílným průběhem teplot) a typu obalu (vakuum, zatavený PE sáček a papírový sáček) na ukazatele biologické kvality (klíčivost-k, energie- EK, rychlost-rk a index-ik klíčení) a obsah základních živin (dusík, škrob a tuk) různých zrnin (ječmen, oves, pšenice, tritikale, kukuřice a hrách), skladovaných v období let Druh a délka skladování byly hlavními faktory proměnlivosti sledovaných ukazatelů biologické a nutriční kvality zrna. Byl pozorován nárůst obsahu tuku s dobou skladování, avšak druhy s vyšším obsahem tuku vykazovaly horší ukazatele vitality semen (zejména RK a IK). Byly zjištěny statisticky významné rozdíly mezi zvolenými prostředími pro ukazatele klíčivosti a vitality semen a byla zjištěna interakce typu obalu s prostředím. Byla potvrzena možnost využít skladování v tzv. modifikované atmosféře v podmínkách teplotně korigovaného skladovacího prostředí. Klíčová slova: zrniny, skladování, rozdílné podmínky skladování, biologická a nutriční kvalita Abstract Influence of environment (storage of gene bank and greenhouse with a different temperature behaviour) and type of packaging (vacuum, welded PE bag and paper bag) on the parameters of biological quality (germination ability-ga, energy-ge, speed-gs and index of germination-gi) and content of basic nutrients (nitrogen, starch and fat) in different grain crops (barley, oat, wheat, triticale, maize and pea) stored in period were evaluated. Species of grain crops and duration of storage were the main factors of variability of biological and nutritional grain quality parameters. The increase in the fat content during time of storage was observed, but species with a higher fat content showed worse indicators of seeds vitality (particularly GS and GI). Significant differences for the parameters of GA and seed vitality under selected environments were found and interaction between type of packaging and environment was established. The possibility of storage in controlled atmosphere in the conditions of storage environment with corrected temperature was confirmed. Key words: grain crops, storage, different storage conditions, biological and nutritional quality Úvod Při dlouhodobém uchovávání je nezbytné vytvořit a upravit skladovací podmínky tak, aby se nejen snížilo nebezpečí napadení semen skladištními škůdci a plísněmi, ale aby se současně zachovala jejich biologická, fyziologická a nutriční kvalita. Všude tam, kde je využití chemických prostředků ochrany vyloučeno, se jako slibné ukazují výsledky skladování v tzv. modifikované atmosféře, tedy atmosféře bez nebo se sníženým obsahem O 2, vyšším obsahem inertních plynů, CO 2, apod. (Adler et al. 2000, Navarro 2006, Riudavets et al. 2010, aj.). Pokusy s ošetřením zrnin v modifikované atmosféře s využitím vakua a atmosféry s plynným N 2 prokázaly, že po dobu nezbytnou k úplné inaktivaci skladištních škůdců nedochází ke statisticky významnému snížení vybraných ukazatelů biologické a nutriční kvality zrna (Vaculová et al. 2012). Při práci s genovými zdroji jsou pracovní kolekce uchovávány v temperovaných skladech a periodicky vysévány pro obnovení požadovaných semenářských vlastností. Zajímalo nás, zda skladování v podmínkách modifikované atmosféry může být přínosem i pro práci s genetickými zdroji zrnin. V předloženém příspěvku jsou uvedeny 120

121 výsledky hodnocení vybraných biologických a nutričních ukazatelů kvality různých druhů zrnin, skladovaných v rozdílných typech obalů při odlišných teplotních podmínkách. Materiál a metody Zrno vybraných druhů zrnin (ječmen jarní: odrůdy Bojos, Sebastian a AF Lucius, oves setý: Neklan a Pogon, pšenice jarní: Vánek, tritikale jarní: Kargo, kukuřice setá: hybrid CE2607 a hrách polní: Concorde a Zekon), vyprodukované za standardních pěstebních podmínek v roce 2009, bylo naváženo (po 0,5 kg/vzorek celkem 11 vzorků á 2 opakování) do: a) sáčků z PE folie, které byly následně ošetřeny odsátím vzduchu (typ obalu V), b) sáčků z PE folie, které byly zataveny bez odsátí vzduchu (typ obalu Z) a c) do standardních papírových sáčků (typ obalu PS). Sáčky byly skladovány ve dvou prostředích (sklad genové banky s rozsahem teplot -10 C až 15 C dále jen GB a ve skleníku s neregulovanou teplotou prostředí rozsah teplot od -20 C po +65 C dále jen S) od 05/2010 do 05/2013. Na počátku skladování a dále v 10 časových termínech odběru byly u vzorků zrna ze všech variant hodnoceny ukazatele klíčivosti, vitality a dále obsah základních živin (obsah dusíku N, škrobu a tuku vše v % sušiny dle platných metodik ČSN, ISO a norem ICC). Klíčivost (K, %) byla stanovena zkouškou klíčivosti dle ČSN , energie klíčení (EK %) dle ČSN , rychlost klíčení (RK, %) a index klíčení (IK, %) dle metodiky EBC (EBC 1998). Postup přípravy sáčků pro naplnění zrnem a ošetření vzorků vakuováním s odsátím O 2 je popsán v užitném vzoru č. PUV (Kýhos et al. 2010). Zavaření PE sáčků bez odsátí vzduchu bylo provedeno v laboratorních podmínkách (VACSY svářečka sáčků fy Zepter). Experimentální data byla hodnocena software STATISTICA, verze 10.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, Oklahoma, USA). Diference mezi regresními rovnicemi v odlišných variantách pokusu byly hodnoceny Chow testem (Chow 1960), kde byly dosažené hodnoty Fc porovnány s F- kritériem Fisher-Snedecora při uvedených stupních volnosti a P 0.05 a P Výsledky a diskuze Výrazné rozdíly mezi jednotlivými druhy v obsahu živin, klíčivosti a ukazatelích vitality byly hlavním faktorem proměnlivosti, který převýšil ostatní vlivy - tedy datum odběru, prostředí i typ obalu. V modelu, kde byly jako faktory proměnlivosti zvoleny jen druh a datum odběru, byly oba faktory statistický významné a rozdíly mezi jejich jednotlivými úrovněmi jsou zřejmé z Tab. 1. Variační koeficienty (V, %) dosahovaly vysokých hodnot zejména pro ukazatele biologické kvality semen (EK a RK) a kolísaly v závislosti na sledovaném druhu a také počtu hodnocených odrůd v rámci druhu. Nejvyšší proměnlivost jsme naměřili u hrachu (98,9 % - ukazatel RK), zatímco nejnižší měla pšenice a tritikale (9,4 a 9,7 % - ukazatel EK). Kukuřice, třebaže byla zastoupena pouze jedním hybridem, byla druhem s vyšší proměnlivostí ukazatelů vitality semen (zejména EK: V=50,8 % a RK: V= 68,6 %), na rozdíl například od ječmene, který byl zastoupen 3 odlišnými odrůdami. Vzhledem k detekovaným diferencím mezi druhy bylo obtížné vysledovat jakékoliv zřejmé trendy v průběhu skladování, spojené pouze s daty odběru vzorků na hodnocení. Po vyloučení druhu jako faktoru proměnlivosti z analýzy variance zůstal termín odběru průkazným faktorem celkové proměnlivosti pro obsah tuku, klíčivost, RK a IK, přičemž variabilita posledního ukazatele byla navíc průkazně ovlivněna i interakcí typu obalu s prostředím (Tab. 2). Průměrné hodnoty ukazatelů statisticky významně ovlivněných dobou skladování u jednotlivých druhů zrnin v 10 termínech odběru znázorňuje Obr. 1. I když byl průběh změn obdobný pro většinu hodnocených druhů, také v tomto případě nebyly hodnoty ukazatelů v jednotlivých termínech odběru uspořádány tak, aby bylo možné vizuálně vysledovat nějakou jednoduchou matematickou závislost. Obsah tuku, bez ohledu na rozdíly mezi druhy, vykazoval u většiny vzorků v závislosti na době skladování vzrůstající trend (s 121

122 výjimkou kukuřice), shodně jako v případě hodnocení obdobného souboru zrnin, skladovaných v modifikovaném prostředí s využitím plynného N 2 (Vaculová et al. 2012). Tab. 1 - Průměrné hodnoty a variabilita obsahu živin, klíčivosti a ukazatelů vitality semen experimentálních zrnin podle druhů a termínů odběru N, % škrob, % tuk, % K, % EK, % RK, % IK, % Ukazatel 1) prům. V, % prům. V, % prům. V, % prům. V, % prům. V, % prům. V, % prům. V, % ječmen jarní 1.9c 2) c c c d c d 11.8 oves setý 1.7a a e a b a a 16.3 hrách polní 3.6e b a b a a a 21.0 kukuřice setá 1.8b e d e c b b 4.9 pšenice jarní 2.2d d c d e c c 12.4 tritikale jarní 1.7a f b cd e d d 11.5 datum odběru c cd a a abc de b c bc d d a a a a b a d a ab a bc e e d cde bc a ab ab b c f de a bc a b ab def ef b a a cd cd bcd c a d d c ab ef e b bc d c c ab bc a bc d c b de cd a ) - viz. Materiál a metody. 2) - průměrné hodnoty označené ve sloupci rozdílnými písmeny jsou průkazně odlišné při P 0.05 druh Tab. 2 - Efekt vlivu faktorů na obsah živin a ukazatele biologické kvality semen (GLM, ANOVA) MS Zdroj energie rychlost index proměnlivosti 1) df N škrob tuk klíčivost klíčení klíčení klíčení Typ obalu-a Prostředí-B Termín odběru-c *** *** * 1.7*** A x B * A x C B x C A x B x C Chyba ) - viz. Materiál a metodika; * - P 0.05; ** - P 0.01, *** - P Klíčivost v počátečních měsících skladování narůstala, poté následoval pokles a opětovný nárůst, ale již na nižší úrovni než na počátku hodnocení. Nejvyšší průměrné hodnoty klíčivosti byly zjištěny u kukuřice (pohybovaly se od 90 do 98%), která se tak statisticky významně (P 0,05) lišila od ovsa a ve většině termínů i od hodnot dosažených u hrachu. Shodně s výsledky uvedenými v práci Vaculová et al. (2012), také v daném souboru genotypů se materiály ovsa (a rovněž odrůdy hrachu) chovaly opačně, než uvádějí Benková et al. (2011), kteří zjistili u ovsa po 10 letech skladování v genové bance naopak nejvyšší hodnoty klíčivosti. Rychlost a index klíčení byly ve všech termínech vyšší pro ječmen, pšenici a 122

123 tritikale (statisticky významné rozdíly byly zjištěny zejména u ukazatele RK), u nichž měla spojnice jednotlivých dat odběru stoupající tendenci, zatímco u kukuřice byl s dobou skladování pozorován spíše klesající trend. Oves a hrách měly nízké hodnoty RK a IK již na počátku skladování, takže variabilita naměřených hodnot byla nízká a tato tendence se zachovala v celém průběhu hodnocení. tuk, % K, % ječmen jarní, pšenice jarní, oves setý, hrách polní, kukuřice setá, tritikale jarní ,0 RK, % IK, % 4,5 4,0 3,5 3,0 2, Obr. 1 Průběh průměrných hodnot a variabilita sledovaných ukazatelů, statisticky průkazně ovlivněných dobou skladování ( ) Rozdíly mezi druhy v ukazatelích biologické hodnoty zrna nás vedly k závěru, že pro přesnější vyhodnocení vlivu jednotlivých prostředí a typů obalů je nezbytné posuzovat změny ne absolutně, ale ve vztahu k hodnotám naměřeným na začátku pokusu. Na grafu vytvořeném znázorněním průměrů získaných metodou nejmenších čtverců (Obr. 2) jsou uvedeny diference klíčivosti (dk), energie (dek), rychlosti (drk) a indexu klíčení (dik) vůči původním naměřeným datům při založení pokusu, členěné podle typu obalu (vakuum, zavařený PE sáček a papírový sáček) v obou experimentálních prostředích skladu genové banky (BG) a skleníku (S). Byly hodnoceny zvlášť odrůdy ječmene, ovsa, hrachu a ve společném souboru pšenice, tritikale a kukuřice (P+T+K). Analýza variance, použitá k sestavení příslušných grafů ukázala, že při daném způsobu hodnocení se u jednotlivých druhů projevily nejen rozdíly vyvolané dobou skladování (tyto byly průkazné u všech druhů), ale také rozdíly dané sledovanými faktory proměnlivosti (prostředí nebo typ obalu), přičemž se jako průkazná jevila i proměnlivost vyvolaná interakcemi mezi těmito faktory a dobou skladování. Reakce jednotlivých druhů na rozdílné prostředí a typy obalů se projevila jak nárůstem hodnot měřených ukazatelů vůči počátečním hodnotám, tak naopak i jejich poklesem. Celkově všechny nebo většina kladných hodnot, tedy hodnot vyšších než vykazovaly vzorky zrna na počátku pokusu byla naměřena pro dk a pro dek u ječmene a P+T+K. U ječmene bylo 123

124 pozorováno průměrné zvýšení diferencí také v případě ukazatele drk, zatímco ostatní druhy vykazovaly oproti původním hodnotám pokles rychlosti a všechny druhy také pokles indexu klíčení (dik) s dobou skladování. Y V Z PS V Z PS V Z PS V Z PS 0,2 0,1 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6-0,7-0,8 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0, V Z PS V Z PS 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0 V Z PS -1,2 klíčivost, % (Y1), energie klíčení, % (Y1), rychlost klíčení, % (Y1), index klíčení, % (Y2) sklad GB oves setý ječmen jarní skleník sklad GB hrách polní V Z PS skleník 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6 Y2 pšenice jarní, tritikale jarní, kukuřice setá Obr. 2 Průměrné hodnoty a variabilita diferencí ukazatelů biologické kvality semen vůči původním hodnotám podle druhu, prostředí skladování a typu obalu ( ) Z grafů na Obr. 2 je zřejmý rozdílný trend pro odlišná prostředí v kombinaci s použitými typy obalů. Obecně byly hodnoty dk, dek, drk a dik v prostředí GB vyšší oproti datům ze skleníku v případě P+T+K, ovsa a hrachu, zatímco u ječmene se jako lepší skladovací prostor jevil skleník, i když statisticky průkazný rozdíl mezi GB a S byl potvrzen pouze pro drk. Při skladování v teplotně korigovaném prostředí skladu GB se u většiny druhů jevil jako lepší typ obalu vakuovaný sáček, zatímco při výrazném kolísání teplot ve skleníkových prostorách se tento typ obalu neosvědčil a obdobně i zatavený sáček z PE folie. Nejvyšší hodnoty dk, dek, drk i dik jsme naměřili u vzorků uskladněných v papírových sáčcích bez ohledu na to, zda zjištěné diference byly průkazné či nikoliv. Z laboratorních výsledků, které získali Kučerová et al. (2013) při studiu vlivu teploty a délky expozice modifikované atmosféry na různá vývojová stádia skladištních škůdců vyplývá, že vyšší teplota významně zvyšuje mortalitu pokusného hmyzu a snižuje potřebnou délku expozice. Z tohoto pohledu jsou pro další práci příznivé poznatky, že v teplotně korigovaném prostředí klesají hodnoty ukazatelů biologické kvality zrna pomaleji v obalech s modifikovanou atmosférou (vzorky ve vakuovaných sáčcích) než v běžných papírových obalech. Jak jsme uvedli výše, bez ohledu na průkaznost faktoru "doba skladování" pro všechny hodnocené ukazatele biologické a nutriční kvality zrna, variabilita naměřených hodnot neumožňovala stanovit jednoznačně rozdíly mezi pozorovanými trendy při zohlednění dalších faktorů skladování, tedy vlivu prostředí a typu obalu. Z tohoto důvodu jsme použili testovací kritérium Fc, které hodnotí průkaznost rozdílů dvou nebo více regresních křivek (tzv. Chow test). Výsledky vypočtené pro jednotlivé druhy uvádí Tab

125 Tab. 3 - Průkaznost Chow testu pro diference mezi regresemi hodnocených znaků s daty odběru v odlišných prostředích a typech obalu Ukazatel 1) ječmen jarní oves setý hrách polní kukuřice setá pšenice jarní tritikale jarní GBxS VxZxPS GBxS VxZxPS GBxS VxZxPS GBxS VxZxPS GBxS VxZxPS GBxS VxZxPS N, % ,19* škrob, % tuk, % ,26** ,56* 0.62 K, % ,51** 2.72 EK, % ,99** ,75* 1.60 RK, % 3,67* ,32* IK, % 3,11* ,99** 3,32* dk, % 2) * ** 2.72 dek, % ,54* * 1.60 drk, % 9,05** ,33* dik, % 9,05** ,04** 3,35* ) - viz. Materiál a metody; 2) - diference klíčivosti a ukazatelů vitality v jednotlivých termínech odběru vůči původním hodnotám; *, ** - průkazné při P 0.05 a P 0.01 Použití tohoto kritéria ukázalo, že průběh naměřených regresních křivek se statisticky významně lišil zejména při porovnání výsledků získaných v případě skladování v GB a ve skleníku, zatímco mezi jednotlivými úrovněmi faktoru "typ obalu" byla zjištěna statisticky významná diference pouze u hrachu v hodnotách IK a dik. Průkazné diference v průběhu regresních křivek mezi zvolenými prostředími skladování, tedy GB a S, byly potvrzeny pro RK, IK, drk a dik u ječmene, EK, RK, IK, dk, dek, drk a dik u ovsa a IK a dik u hrachu. Na rozdíl od předchozího způsobu hodnocení bylo možné určit i rozdíly pro kukuřici, pšenici a tritikale jednotlivě, takže se například ukázalo, že v případě pšenice nemá prostředí významný vliv na hodnoty klíčivosti a vitality semen, kdežto u tritikale byly rozdíly pro klíčivost a energii klíčení statisticky významné (P 0,05). Závěr Vliv rozdílných prostředí, typu obalu a doby skladování se projevil změnami v ukazatelích biologické a nutriční kvality zrna v závislosti na sledovaném druhu a kvalitě semen na počátku skladování. Druh a doba skladování byly nejvýznamnějšími faktory proměnlivosti, které zastínily vliv prostředí i typu obalu. Obsah tuku vykazoval u většiny druhů v závislosti na době skladování vzrůstající trend (s výjimkou kukuřice). Rychlost a index klíčení byly ve všech termínech vyšší pro ječmen, pšenici a tritikale a u těchto druhů měla spojnice jednotlivých dat odběru stoupající tendenci, zatímco u kukuřice (a zčásti i ovsa) byl trend spíše klesající. Vyhodnocení ukazatelů klíčivosti a vitality semen jako diferencí vůči hodnotám na počátku pokusu umožnilo lépe vyhodnotit vliv prostředí i typů obalů. Bez ohledu na klesající hodnoty klíčivosti s dobou skladování byly pro všechny druhy naměřené diference pro klíčivost oproti původním hodnotám kladné a totéž platilo pro kukuřici, pšenici a ječmen i pro energii a u ječmene také rychlost klíčení. Porovnání směrů regresních přímek pomocí kritéria Fc (Chow test) umožnilo detekovat statisticky průkazné rozdíly mezi oběma skladovacími prostředími a potvrdilo možnost využití předností modifikované atmosféry při uchovávání vzorků semen v teplotně korigovaných skladech. Dedikace Příspěvek byl vypracován za finanční podpory projektu MZe ČR č. QI101B088 a Národního programu konzervace a využití genofondu rostlin a agrobiodiverzity. Použitá literatura: Citace použité literatury jsou k dispozici u autorů příspěvku. Kontaktní adresa: Ing. Kateřina Vaculová, CSc., Agrotest fyto, s.r.o., Havlíčkova 2787/121, Kroměříž, 125

126 POROVNÁNÍ JAKOSTNÍCH ROZDÍLŮ BIO VÍNA A VÍNA Z KONVENČNÍHO PĚSTOVÁNÍ Comparison of differences in quality organic wines and wines made from conventional cultivation Šottníková V. 1, Kučerová J. 1, Umiraliyeva L. 2, Gregor T. 1, Hřivna L. 1, Jůzl M. 1 1 Mendelova univerzita v Brně 2 Almaty Technologycal University, Kazakhstan Abstrakt Práce sleduje jakostní znaky bio vína a vína z konvenčního pěstování. V úvodu jsou definovány pravidla ekologické produkce. V metodice je popsáno měření barvy pomocí spektrofotometrie, měření akloholu a cukrů pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) a senzorické hodnocení. Hodnoceno bylo 6 bio vín a 6 vín z konvenčního pěstování. Mezi víny z konvenční a ekologické produkce byl statisticky průkazný rozdíl v množství glukózy ve prospěch bio vín. Více alkoholu mělo víno z konvenční produkce. Při senzorickém hodnocení nebyly patrné rozdíly mezi víny z konvenční a ekologické produkce, rozdíly se vyskytovaly mezi jednotlivými odrůdami. Klíčová slova: ekologické vinohradnictví, barva vína, chromatografie, senzorické hodnocení Abstract The work follows the quality features organic wines and wines from conventional cultivation. At the beginning of the defined rules of organic production. The methodology described the color measurement by spectrophotometry, measuring akloholu and sugars by high performance liquid chromatography (HPLC), and sensory evaluation. Rated organic wines were 6 and 6 wines from conventional cultivation. Among the wines of conventional and organic production was statistically significant difference in the amount of glucose in favor of organic wines. More alcohol was wine from conventional production. Among the wines of conventional and organic production in sensory evaluation were noticeable differences. Rather occurred differences between varieties. Key words: organic viticulture, wine color, chromatography, sensory evaluation Úvod Biopotravina je vyrobená ze surovin pocházejících z ekologického zemědělství. Slovo bio pochází z řeckého bios a v překladu je to život. Předpona bio znamená, že výroba biopotravin je v souladu s přírodou. Bio produkce se u nás rozvíjí od roku 1993, kdy vznikla jednotná směrnice ekologického zemědělství a začalo se používat národní logo BIO logo které je chráněné Ministerstvem zemědělství. Prioritou ekologického zemědělství není kvantita produkce, ale kvalita. Bio víno se vyrábí z hroznů, které byly vypěstovány podle zásad ekologického zemědělství. Zakazuje používání syntetických přípravků pro podporu růstu rostlin a jejich ochranu, ale i při zpracování hroznů na víno. Je třeba klást velký důraz na kvalitu hroznů (LEIBL, 2009). Vliv na kvalitu hroznů má několik faktorů např. daná odrůda vysazená na správné půdě a ve správné oblasti, stáří a kvalita vinic, výnosnost na hektar, kvalitní sběr a počasí v daném ročníku (HOFMANN, 2009). Pravidla pro produkci biovína zakazují používání následujících enologických postupů: částečné zahuštění chladem, odsíření fyzikálními metodami, ošetření elektrodialýzou k zajištění stabilizace vína proti vysrážení vinného kamene, částečná dealkoholizace vína, nebo ošetření katexem k zajištění stabilizace vína proti vysrážení vinného kamene. Některé enologické postupy jsou omezeny následujícím způsobem: při tepelném ošetření nesmí teplota překročit 70 C, při odstřeďování a filtraci s inertními pomocnými filtračními látkami nebo bez nich nesmí být velikost pórů menší než 0,2 µm. U biovín s méně než 2g/l zbytkového cukru je maximální povolená hranice pro síření 126

127 o 50mg/l méně než u konvenčních vín, u ostatních biovín je to o 30mg/l méně než u konvenčních vín. Díky náročnější péči jsou v biovinařství oblíbeny zejména odrůdy odolné proti houbovým chorobám, s pevnou slupkou a vysokou cukernatostí hroznů (URBAN, 2008). Výsledkem snahy biovinařů je přírodní víno bez syntetických reziduí, jehož výroba proběhla s maximálním ohledem na životní prostředí (TRIOLI, HOFMANN U, 2009). Mezi země s největší plochou ekologických vinic v Evropě patří Itálie, Francie, Španělsko, Řecko a Německo. Podíl ekologických vinohradů nepřesahuje v jednotlivých zemích 5% z celkové plochy vinic. Vývoj ekologicky pěstovaných vinic v České republice je v tab. 1. Tab. č. 1 Vývoj struktury půdního fondu v ekologickém zemědělství ( ) (Ročenka ekologického zemědělství v ČR 2013) Plochy (ha) rok 2008 rok 2009 rok 2010 rok 2011 rok 2012 výměra výměra výměra výměra výměra Trvalé kultury (vinice) Materiál a Metody Víno použité k rozborům bylo z Vinařství Sádek. Vinohrady jsou pod hradem Sádek (nadmořská výška m.n.m.) chráněné ze tří stran lesem. Pro pěstování révy vinné jsou zde velmi dobré podmínky. Vinařství náleží do viniční trati Pod Sádkem ve vinařské obci Kojetice na Moravě a uzavírá Jaroměřickou kotlinu. Celkový počet keřů révy vinné je přibližně Vedení je rýnskohesenské, střední (LAMPÍŘ, 2008). Označení vzorků: 1 Muškát moravský, 2 Rulandské bílé, 3 Malverina, 4 Hibernal, 5 Modrý Portugal, 6 Medina, označení E je ekologické pěstování a K konvenční pěstování. K vyjadřování vlastnosti světla a předmětů je vhodné používat pojem barva ve spojeních barva světla a barva předmětu. Z hlediska zrakového vjemu je chromatická barva trojrozměrnou veličinou, kterou lze charakterizovat třemi hodnotami: barevným tónem (odstínem), λ Čistotou (sytostí) P Jasem L (GOMEZ-MIGUEZ et al., 2007). Stolní spektrofotometr Konica Minolta CM 3500d s geometrií d/8 umožňuje měření reflektance na štěrbině 8 mm nebo 30 mm nebo transmitance v 1cm kyvetách. U vzorků je velice rychlým způsobem změřena vlnová délka odráženého světla za podmínek metody. Lze tedy vyjádřit konkrétní absolutní hodnoty vhodné k porovnání s jinými výsledky, případně autory nezávisle na čase, ale výhodou je právě i zjišťování odchylek v rámci pokusu, kdy se u zkoumaného materiálu mění barva v čase, například při biochemických procesech. Spektrofotometrické měření barvy ve viditelné oblasti je vhodným doplňkem senzorické analýzy. Software CM- S100w umoţňuje podle Mezinárodní komise pro osvětlování vyjádře-ní barvy v barevném prostoru CIELAB (koule). Hodnoty L* (lightness) představují rozmezí od 0 (černá) do 100 (bílá). Barevné souřadnice a* a b* nabývají kladných nebo záporných hodnot podle umístění v trojrozměrném systému. Na základě odchylky delta E lze potom popsat právě znatelný rozdíl mezi dvěma měřeními. Měření bylo provedeno ve fyzikální laboratoři Ústavu technologie potravin na MENDELU v Brně. Ke stanovení barvy byl použit spektrofotometr Konica Minolta CM 3500d. Tento přístroj je připojený na počítač, ve kterém je nainstalován softwarový program CMs-100w Spectramagic NX ke zpracování a exportu dat. Tenkovrstvá kapalinová chromatografie poskytuje informace o čistotě preparátů (např. organických činidel), lze ji pouţít např. k separaci přírodních látek (barviv), k identifikaci pesticidů atd. (JANČÁŘ, JANČÁŘOVÁ, 2003). Měření bylo provedeno na ústavu Technologie potravin v laboratoři v budově N. Pomocí této metody probíhalo měření všech 12 vzorků, a to ve čtyřech časových intervalech po třech měsících. Vzorky před měřením byly 127

128 Chromatická barva Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu na chvíli vloženy do ultrazvuku a odstředěny v odstředivce. Stanovení probíhalo za teploty 50 C a tlaku 8MPa. Jako mobilní fáze byla použita deionizovaná voda, nástřik 3 µl vzorku pomocí injekční stříkačky. Průtok 0,5 ml/min. Senzorické hodnocení všech vzorků probíhalo v senzorické laboratoři na ústavu Technologie potravin. Body se zaznamenávaly do degustačního lístku 20-ti bodového hodnocení, Barvu, vůni, čirost, chuť a celkový dojem hodnotilo deset proškolených hodnotitelů. Výsledky a diskuze U barvy vín byla velice rychlým způsobem změřena vlnová délka odráženého světla za podmínek metody. Lze tedy vyjádřit konkrétní absolutní hodnoty vhodné k porovnání s jinými výsledky, případně autory nezávisle na čase. Obr. 1 Absolutní hodnoty při měření barevnosti E1 K1 E2 K2 E3 K3 E4 K4 E5 K5 E6 K6 L-jas C-sytost h-odstín 1 Muškát moravský, 2 Rulandské bílé, 3 Malverina, 4 Hibernal, 5 Modrý Portugal, 6 Medina, označení E - ekologické pěstování a K - konvenční pěstování Z obr.1 je patrné, že rozdíly v barvě z konvenčního a ekologického pěstování jsou mezi bílými víny minimální. Všechny hodnoty jsou téměř vyrovnané. Barviva (chlorofyl, karotin a xantofyl) dodávají bílým vínům různé odstíny zelenkavé a žluté barvy. Vína ze samotoku nebo rychle lisovaná jsou zelenkavá, zatímco vína, jejichž mošt byl delší dobu ve styku se slupkami, mívají barvu zlatožlutou (CASTILLO-SANCHEZ et al., 2007). U červených vín je patrný pokles v hodnotě L* (jas) i pokles v hodnotách b* (úroveň žluté barvy) a h (odstín). Naopak u červeného vína došlo k nárůstu sytosti (C*). Červená vína s vyšším obsahem kyselin mají světlejší barvu a vína s nižším obsahem kyselin mají barvu tmavě červenou (CLIFF et al., 2007). Červená vína s vyšším obsahem tříslovin mívají tmavší rubínově červenou barvu. Při jejich stárnutí se antokyany rychleji rozkládají a barva vín se mění na cihlově červenou (Balík, 2010)). Etanol je důležitým jakostním kritériem, často souvisí s obchodní hodnotou vína. Jeho zásluhou je víno plné a extraktivní a podporuje i aroma ve víně (STEIDL, RENNER, 2001). Obsah etanolu byl u odrůd Moravský muškát, Rulandské bílé a Malverina srovnatelný u obou systémech pěstování. U odrůd Hibernal, Modrý Portugal a Medina (obr. 2) byl naměřen vyšší obsah etanolu v konvenčním systému pěstování v průměru o více než 1g/100ml. Nejvyšší obsah etanolu měl vzorek Modrého Portugalu z konvenčního pěstování vyšší než z ekologického a zároveň to byl nejvyšší obsah ze všech měřených vín viz obr

129 Obr. 2 Vliv způsobu pěstování a odrůdy na množství etanolu v g/100ml Glukóza a fruktóza se během kvašení přeměňují rozdílnou rychlostí. Poměr mezi glukózou a fruktózou se u poměru 1 : 1 v moštu během kvašení mění (STEIDL, 2002). Rulandské bílé obsahovalo nejvíce sacharidů. Daná odrůda asimiluje intenzivně a má schopnost zvýšit koncem října cukernatost tak, aby se mohly vyrábět pozdní sběry a výběry z hroznů (KRAUS et al., 1997). Odrůda Hibernal obr. 3 obsahovala nejméně sacharidů ze všech bílých vín, zřejmě většina cukrů byla prokvašena na alkohol, což je patrné z obr. 2, je to pozdní odrůda a během delší vegetace naasimilovala více cukru. U červených vín nejvíce sacharidů bylo naměřeno u Mediny, a to u vzorku z ekologické produkce, zároveň zde byl naměřen nejvyšší obsah fruktózy ze všech měřených vín. Mezi vínem z konvenční a ekologické produkce byl statisticky průkazný rozdíl na hladině pravděpodobnosti 0,01 v množství glukózy ve prospěch bio vín (obr. 3b) Obr. 3 a) Průměrný obsah fruktózy, b) Průměrný obsah glukózy v g/ 100ml ,08 0,06 0,04 0, Ekologické Konv enční ,08 0,06 0,04 0, Ekologické Konv enční 3a) 4 3b) 1 Muškát moravský, 2 Rulandské bílé, 3 Malverina, 4 Hibernal, 5 Modrý Portugal, 6 Medina, označení E je ekologické pěstování a K konvenční pěstování Z obr. 4 jsou patrné jen minimální rozdíly v senzorickém hodnocení mezi víny v bio kvalitě a víny konvenčními. Nejvíce body bylo ohodnoceno Rulandské bílé, toto víno ležením získává na viskozitě, jeho barevné tóny a barva se zvýrazní (AMBROSI, SWOBODA, 2001 a KRAUS, 2005) a více se zaplní (PAVLOUŠEK, 2006)

130 Obr. 4 Vliv pěstování a odrůdy na celkové senzorické hodnocení v bodech Zpracování hroznů na kvalitní víno s muškátovou vůní je náročné na umění vinaře. Při nevhodných manipulacích jsou tenká, plochá, s nepříjemnými tóny mléčné kyseliny (KRAUS, KOPEČEK, 2002). Červená vína použita v pokuse měla méně tříslovin, byla lehká, a proto byla hodnocena měně body než výrazná odrůda Rulandské bílé. Závěr V práci byla hodnocena barva, obsah sacharidů, alkoholů a byla provedena senzorická analýza vín, a to vždy s odstupem tří měsíců. Všechna vína pocházela z vinařství Sádek, které se nachází v obci Kojetice na Moravě. Bylo zkoumáno 6 vzorků vín z konvenčního pěstování a 6 vzorků stejných odrůd z ekologické produkce. Mezi víny z konvenční a ekologické produkce nebyly výrazné rozdíly. Spíše se vyskytovaly rozdíly mezi jednotlivými odrůdami. Použitá literatura Ambrosi H., Swoboda I., 2001: Jak správně vychutnat víno : Škola degustátorského umění. Euromedia Group - Knižní klub, Praha, 102 s. Balík J., 2005 Studium korelací anthokyaninů, barevnosti a resveratrolu v červených vínech. MZLU v Brně, Zahradnická fakulta, Lednice. Balík J., 2010: Anthokyaninová barviva v hroznech a vínech : Anthocyanin pigments in grapes and wines. 1. vyd. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 108 s. Castillo-Sanchez J. X., Garcia-Felkon M. S., Garrido J., Martinez-Carballo E., 2007: Phenolic compounds and colour stability of Vinha o wines: Influence of wine-making protocol and fining agents. Food Chemistry 106: p. Cliff M., King C. M., Schlosser J., 2007: Anthocyanin, phenolic composition, colour measurement and sensory analysis of BC commercial red wines. Food Research International 40: p. Gomez-Miguez M. J., Gomez-Miguez M., Vicario I. M., Heredia J. F., 2007: Assessment of colour and aroma in white wines vinifications: Effects of grape maturity and soil type. Journal of Food Engineering 79: p. Kraus V. a kol. 2005: Nová encyklopedie českého a moravského vína : 1. díl. 1. vyd. Praha: Praga Mystica, 306 s. Kraus V., Kuttelvašer Z., Vurm B., 1997: Encyklopedie českého a moravského vína. 1. vyd. Praha: Melantrich. 224 s. 130

131 Kraus V., Kopeček J., 2002: Setkání s vínem. 1. vyd. Praha: Radix, 141 s. Lampíř L., 2008: Vinařské centrum Sádek jediné vinohrady v kraji Vysočina. Agromanuál 1/2008: s. Leibl M., 2009: Ekologické zemědělství a biopotraviny ohlédnutí za rokem Potravinářská revue 1/2009: 4-5 Pavloušek P., 2006: Výroba vína u malovinařů. 1. vyd. Praha: Grada, 96 s. Steidl R. a kol., 2002: Kellerwirtschaft. Wien: Agrarverlag, 296 s. Steidl R., Renner W., 2001: Gärprobleme : Ursachen, Beurteilung, Behebung. Stuttgart: Eugen Ulmer Vrlg, 74 s. Trioli G., Hofmann U., 2009: Kodex dobrého ekologického vinohradnictví : Orwine. Brno: Svaz ekologické a integrované produkce vína Ekovín, 240 s. Kontaktní adresa: Ing. Viera Šottníková, Ph.D. Mendlova univerzita v Brně Zemědělská 1, Brno 131

132 ŠŤÁVY Z MRKVE A ČERVENÉ ŘEPY JAKO ZÁKLAD FUNKČNÍCH NÁPOJŮ Carrot and beetroot juices as a base of functional drinks Němečková I. 1, Kejmarová M. 1, Chramostová J. 1, Roubal P. 1, Laknerová I. 2, Gabrovská D 2, Holasová M. 2, Fiedlerová V. 2, Ouhrabková J. 2, Winterová R. 2 1 Výzkumný ústav mlékárenský, s.r.o., Praha 2 Výzkumný ústav potravinářský Praha, v.v.i., Praha Abstrakt Šťáva z mrkve a z červené řepy byly kombinovány s dalšími druhy zeleninových šťáv, se syrovátkou nebo s další složkami (rakytníkový sirup, brusinková šťáva, psyllium, agávový sirup, šťáva z aloe, preparát s minerálními látkami z mléka). Testovány byly jak nefermentované varianty, tak fermentované různými druhy bakterií mléčného kvašení. Provedeno bylo mikrobiologické, nutriční a senzorické hodnocení a skladovací zkoušky. Senzoricky nejlépe byly hodnoceny nefermentované šťávy s vyšším podílem červené řepy a šťávy s přídavkem agávového sirupu, a to řepná fermentovaná Lactobacillus fermentum CCDM 154 (zakoupilo by 45 % hodnotitelů), řepná fermentovaná Streptococcus thermophilus CCDM 144 a mrkvová fermentovaná mezofilní kulturou CCDM 17 (obě by zakoupilo 36 % hodnotitelů). Po čtyřech týdnech skladování při 4-8 C byla denzita zákysových mikroorganismů v řepné šťávě s agávovým sirupem fermentované Str. thermophilus < 1 x 10 3 KTJ/ml, zatímco ve druhých dvou jmenovaných > 1 x 10 7 KTJ/ml. Klíčová slova: zeleninové šťávy, bioaktivní látky, nutriční, mikrobiologické a senzorické hodnocení Abstract Carrot and beetroot juices were combined with other vegetables juices, whey or other ingredients (common sea-buckthorn syrup, cranberry juice, psyllium, agave syrup, aloe vera juice or preparation of milk-born minerals). Both non-fermented juices and juices fermented by various species of lactic acid bacteria were tested. Microbiological, nutritional and sensory evaluation and storage test were performed. The best sensory assessment was given to non-fermented juices with higher content of beetroot and juices with the addition of agave syrup, namely beetroot juice fermented by Lactobacillus fermentum CCDM 154 (it would be bought by 45 % of assessors), beetroot juice fermented by Streptococcus thermophilus CCDM 144 and carrot juice fermented by the mesophilic culture CCDM 17 (the both of them would be bought by 36 % of assessors). Density of lactic acid bacteria in beetroot juice fermented by Str. thermophilus was < 1 x 10 3 cfu/ml, while in the other ones mentioned above > 1 x 10 7 cfu/ml after 4 weeks storage at 4-8 C. Key words: vegetable juices, bioactive compounds, nutritional, microbiological and sensory evaluation Úvod Mrkev (Daucus carota L.) a červená řepa (Beta vulgaris var. crassa) patří mezi kořenovou zeleninu. Z nutričního hlediska mají významný obsah vlákniny, využitelných sacharidů, vitaminů a minerálních látek, přičemž při výrobě zeleninových šťáv dochází k částečné separaci vlákniny a vodného podílu. Senzorické vlastnosti šťáv jsou pak určeny zejména obsahem cukrů (mrkev obsahuje 0,85 % glukosy, 0,85 % fruktosy a 4,24 % sacharosy, červená řepa 0,18 % glukosy, 0,16 % fruktosy a 6,11 % sacharosy), přírodních barviv (v mrkvi zejména β-karoten (0,6-1,2 %), v červené řepě betalainy (0,1 %), převážně betanin) a vonných a chuťových látek (např. terpenoidy způsobující nahořklou chuť mrkve, nonanal, karotol, bisabolen, karvon, karyofen aj. látky v mrkvi, geosemin či kys. isoskořicová v červené řepě) (Velíšek a kol., 1999, Kopec a kol., 2008). 132

133 Materiál Zelenina i další suroviny byly zakoupeny v tržní síti. Zákysové kultury byly použity jako tekuté expediční kultury CCDM Laktoflora (MILCOM a.s., Praha). Metody Příprava šťáv Zeleninové šťávy byly získány lisováním na laboratorním lisu CHAMPION. Směsné šťávy byly připraveny smísením jednodruhových šťáv, popř. i dalších surovin v požadovaném poměru. Šťávy byly nality do PET lahví a ošetřeny vysokým tlakem (410 MPa/15 min). Pro fermentované varianty byly šťávy navíc ještě pasterovány (85 C/15 min). Fermentace probíhala za těchto podmínek: směsná mezofilní kultura CCDM 17 - inokulum 1 %, 22 C/16-18 h Lactobacillus fermentum CCDM inokulum 1 %, 30 C/16-18 h Lactobacillus helveticus CCDM 92 - inokulum 1 %, 37 C/16-18 h Streptococcus thermophilus CCDM inokulum 1 %, 37 C/16-18 h Hodnocení šťáv Sušina byla stanovena sušením při 105 C do konstantní hmotnosti, bílkoviny metodou podle Kjeldahla, popel žíháním při 545 C, vláknina potravy enzymově-gravimetrickou metodou, sacharidy a energetická hodnota výpočtem; celkové polyfenoly (CP) - spektrofotometrickou metod za použití Folin-Ciocalteuova činidla (měření při vlnové délce 765 nm) vitamin C (vyjádřeno jako kyselina askorbová AK) titrační metodou podle ČSN ISO 6557/2, antioxidační aktivita (AOA) v methanolových extraktech šťáv metodami DPPH a FRAP. Senzorické hodnocení proběhlo ve specializované laboratoři VÚPP, a to v panelu 12 školených hodnotitelů. Použita byla stupnicová metoda s grafickou stupnicí o délce 100 mm. Výsledky byly podrobeny testu normality (Shapiro-Wilkův test) a testu odlehlosti výsledků (Dean-Dixonův test) na hladině významnosti α = 0,05. Mezofilní mléčné koky byly stanoveny na půdě M17 po inkubaci 30 C/3 dny, laktobacily na půdě MRS 5,7 po inkubaci 37 C/3 dny anaerobně a Str. thermophilus na půdě M17 po inkubaci 37 C/2 dny. Mikrobiologický rozbor byl proveden po fermentaci a po 4 týdnech skladování při 4-8 C. Výsledky a diskuze Z tab. 1 je patrné, že přídavek syrovátky ke šťávě z mrkve nebo z červené řepy, a to jak v poměru 70:30, tak 50:50, nevedl k významným změnám nutričních hodnot výrobku. Je však třeba vzít v úvahu, že nutriční hodnoty nepodchycují kvalitativní parametry. Například smísením zeleninové šťávy se syrovátkou v poměru 50:50 došlo k náhradě přibližně poloviny neplnohodnotných bílkovin za vysoce hodnotné syrovátkové bílkoviny. Při senzorickém hodnocení (obr. 1) nebyly zjištěny významné rozdíly v chuti a celkovém dojmu mezi šťávou smísenou se syrovátkou v poměru 50:50 a 70:30. Optimalizace poměru šťávy a syrovátky by proto měla vycházet zejména z očekávaných nutričních benefitů a ceny obou surovin. 133

134 Tabulka č. 1: Nutriční hodnoty(g/100 ml; kj/100 ml) nefermentovaných šťáv bez přídavku a s přídavkem sladké obnovené syrovátky (12 g/100 ml) šťáva/nutriční hodnocení sušina bílkoviny popel sacharidy energetická hodnota mrkev 12,5 1,5 0,7 10,4 205 mrkev + syrovátka (70:30) 10,8 1,2 1,0 8,6 168 mrkev + syrovátka (50:50) 10,8 1,1 1,1 8,6 167 č. řepa 11,7 1,7 0,8 9,1 186 č. řepa + syrovátka (70:30) 11,5 1,1 1,6 8,8 170 č. řepa + syrovátka (50:50) 11,5 1,2 1,6 8,7 170 syrovátka 12,0 1,0 1,0 9,6 182 Obr. 1: Senzorické hodnocení jednodruhových šťáv s přídavkem syrovátky (0 - vynikající odporný) M - mrkev, ČŘ - červená řepa, S - syrovátka, 70:30 a 50:50 - poměry šťávy a syrovátky, fermentováno Str. thermophilus CCDM 144 V tab. 2 jsou nutriční hodnoty vybraných nefermentovaných směsných zeleninových šťáv a na obr. 2 jejich senzorické hodnocení. Smísením různých druhů zeleninových šťáv lze dosáhnout senzoricky atraktivních kombinací (např. červená řepa + pastinák + kysané zelí, červená řepa + mrkev + celer + kysané zelí, červená řepa + kysané zelí) a částečně zamaskovat rozdíly mezi šťávami vyrobenými ze surovin z různých šarží. Tabulka č. 2: Nutriční hodnoty nefermentovaných směsných šťáv se šťávou z kysaného zelí (g/100 ml; kj/100 ml) šťáva/nutriční hodnocení sušina popel bílkoviny sacharidy vláknina potravy energetická hodnota ČŘ-M-P-KZ 9,6 1,3 1,1 6,6 0,6 136 ČŘ-P-KZ 11,3 1,4 1,5 7,7 0,7 162 M-C-KZ 7,3 1,2 0,7 4,7 0,7 98 ČŘ-M-C-KZ 8,5 1,1 0,9 5,8 0,7 119 ČŘ-KZ 10,5 1,1 1,1 7,6 0,7 154 ČŘ-O-KZ 6,9 0,8 0,8 4,5 0,7 96 ČŘ - červená řepa, M - mrkev, P - pastinák, KZ - kysané zelí, C - celer, O okurka 134

135 Tabulka č.3: Obsah vitaminu C, celkových polyfenolů a antioxidační aktivita (metoda DPPH a FRAP) u nefermentovaných směsných šťáv se šťávou z kysaného zelí šťáva/nutriční hodnocení vit. C * CP** DPPH*** FRAP*** ČŘ-M-P-KZ 1,2 50,6 512,7 498,4 ČŘ-P-KZ 4,4 68,7 765,7 754,9 M-C-KZ < 0,1 39,6 174,9 191,5 ČŘ-M-C-KZ 3,5 56,2 626,9 626,8 ČŘ-KZ 1,8 90,6 1500,9 1689,8 ČŘ-O-KZ 1,0 61,4 563,4 619,2 * v mg kyseliny askorbové /100ml ** celkové polyfenoly vyjádřeny jako ekvivalent kyseliny gallové (mg GAE/100ml) *** v g AK(askorbové kyseliny)/1ml, která má stejnou antioxidační aktivitu Obsah vitaminu C ve vybraných šťávách je nízký(tab.3). Nejvyšší hodnoty celkových polyfenolů a antioxidační aktivity) byly nalezeny u šťáv ČŘ-KZ a ČŘ-P-KZ. Všechny šťávy s vyšší antioxidační aktivitou obsahují vysoký podíl červené řepy. Obsah celkových polyfenolů (tab.3) je v těsné korelaci s hodnotami antioxidační aktivity zjištěné metodou DPPH a FRAP (r = 0,979, 0,960 resp.). Obr. 2: Senzorické hodnocení nefermentovaných směsných šťáv se šťávou z kysaného zelí (0 - vynikající odporný) ČŘ - červená řepa, M - mrkev, P - pastinák, KZ - kysané zelí, C - celer, O okurka V další skupině jsou šťávy s červenou řepou jako základní složkou a s přídavky brusinkového či rakytníkového sirupu či šťávy. Stanovené nutrienty nevykazují statisticky významné rozdíly mezi jednotlivými druhy šťáv, obsah vitaminu C je nízký, nejvyšší obsah polyfenolů a antioxidační aktivity je u červená řepa-kysané zelí-rakytníková šťáva (tabulky č. 4 a 5). Senzorické hodnocení bylo u všech čtyř druhů šťáv příznivé. 135

136 Tabulka č. 4: Nutriční hodnoty nefermentovaných směsných šťáv se šťávou z kysaného zelí obohacené o sirupy (g/100 ml; kj/100 ml) vláknina šťáva/nutriční hodnocení sušina bílkoviny popel tuk potravy sacharidy energie ČŘ-KZ-RŠ 12,0 1,1 0,9 1,5 0,34 8,2 216 ČŘ-O-KZ-BS 10,1 0,9 0,63 1,4 0,31 6,9 185 ČŘ-P-BS 14,7 1,2 0,8 1,6 0,48 10,6 264 ČR-S-RS 13,6 1,1 0,9 1,7 0,18 9,8 248 RŠ rakytníková šťáva, BS brusinkový sirup, RS rakytníkový sirup Tabulka č.5: Obsah vitaminu C, celkových polyfenolů a antioxidační aktivita (metoda DPPH a FRAP) u nefermentovaných směsných šťáv se šťávou z kysaného zelí obohacené o sirupy šťáva/nutriční hodnocení vit.c * CP** DPPH*** FRAP*** ČŘ-KZ-RŠ 0,5 87, ČŘ-O-KZ-BS 0,4 41, ČŘ-P-BS 0,6 63, ČR-S-RS 0,5 54, * v mg kyseliny askorbové /100ml ** celkové polyfenoly vyjádřeny jako ekvivalent kyseliny gallové (mg GAE/100ml) *** v g AK(askorbové kyseliny)/1ml, která má stejnou antioxidační aktivitu Dále byl testován přídavek těchto složek: rakytníkový sirup (5 g/100 g), brusinková šťáva (5 g/100 g), psyllium (1 g/100 g), agávový sirup (1 g/100 g), šťáva z Aloe vera (1 g/100 g) a preparát minerálních látek z mléka (1 g/100 g) do mrkvové šťávy a do šťávy z červené řepy, které byly fermentovány kulturami mezofilní CCDM 17, Lb. fermentum CCDM 154, Lb. helveticus CCDM 92 nebo Str. thermophilus CCDM 144. Přijatelné senzorické vlastnosti vykazovaly pouze šťávy s agávovým sirupem a s preparátem minerálních látek z mléka, přičemž hodnocení čtyř nejlepších variant je shrnuto v tab. 6 a 7 a na obr. 3. Při porovnání tab. 1 a 6 je patrný významný pokles obsahu sacharidů po fermentaci bakteriemi mléčného kvašení, přestože byl před fermentací obsah sacharidů navýšen přídavkem agávového sirupu. S výjimkou šťávy z červené řepy s přídavkem agávového sirupu fermentované Str. thermophilus CCDM 144 šťávy obsahovaly požadovanou denzitu bakterií mléčného kvašení (minimálně 1 x 10 6 KTJ/ml) i po 4 týdnech skladování při 4-8 C. Přestože byl přídavek agávového sirupu ze senzorického hlediska hodnocen většinou pozitivně (fermentované šťávy měly příjemnou sladko-kyselou chuť), v případě mrkvové šťávy fermentované Str. thermophilus CCDM 144 nevedl ke zlepšení senzorických vlastností (obr. 1 a 3). Tabulka č. 6: Nutriční hodnoty fermentovaných šťáv s přídavkem agávového sirupu (g/100 ml; kj/100 ml) sušina bílkoviny popel sacharidy energetická šťáva/nutriční hodnocení hodnota mrkev + mezofilní kultura CCDM 17 + agáve 6,6 0,6 0,5 5,5 103 mrkev + Str. thermophilus CCDM agáve 8,4 0,8 0,7 6,9 131 č. řepa + Str. thermophilus CCDM agáve 8,9 1,1 0,7 7,1 140 č. řepa + Lb. fermentum CCDM agáve 8,7 1,1 0,8 6,

137 Tabulka č. 7: Denzita bakterií mléčného kvašení ve fermentovaných šťávách s přídavkem agávového sirupu (g/100 g) po fermentaci a po 4 týdnech skladování při 4-8 C denzita po fermentaci denzita po skladování (KTJ/ml) (KTJ/ml) mrkev + mezofilní kultura CCDM 17 + agáve 2,7 x ,7 x 10 7 mrkev + Str. thermophilus CCDM agáve 3,2 x ,4 x 10 6 č. řepa + Str. thermophilus CCDM agáve 1,8 x 10 6 < 1 x 10 3 č. řepa + Lb. fermentum CCDM agáve 4,0 x ,7 x 10 7 Obr. 3: Senzorické hodnocení fermentovaných šťáv s přídavkem agávového sirupu (0 - vynikající odporný) M - mrkev, ČŘ - červená řepa, A - agávový sirup, 17 - fermentováno mezofilní kulturou CCDM 17, fermentováno Str. thermophilus CCDM 144, fermentováno Lb. fermentum CCDM 154 Závěr Kombinace šťávy z mrkve nebo z červené řepy s dalšími druhy zeleninových šťáv nebo se syrovátkou vedly ke vzniku řady senzoricky zajímavých variant. Přestože kombinace surovin nevedly k významným změnám nutričních hodnot, kvalitativní změny v chemickém složení jsou zřejmé. Z dalších surovin se osvědčil zejména agávový sirup, který dodává fermentovaným šťávám příjemnou sladko-kyselou chuť. Dedikace Práce byla provedena v rámci projektu MZe QI91B089 Nové metody a postupy využití zemědělských surovin pro koncepci funkčních potravin v programu Výzkum v agrárním komplexu. Použitá literatura Kopec, K., Lachman, J., Němcová, A., Prugar, J., Schulzová, V. (2008): Zahradnické rostlinné produkty a lesní plody. V knize Prugar, J. a kol.: Kvalita rostlinných produktů na prahu 3. tisíciletí. Vydal VÚPS, Praha, ISBN Velíšek, J. (1999): Chemie potravin. Vydal OSSIS, Tábor, ISBN Kontaktní adresa: Ing. Irena Němečková, Ph.D., Výzkumný ústav mlékárenský s.r.o., Ke Dvoru 12a, Praha 6, 137

138 STANOVENÍ AKTIVITY FOSFOLIPASY A2 U BÍLKOVIN PATATINOVÉHO KOMPLEXU PURIFIKOVANÝCH Z HLÍZ VYBRANÝCH DRUHŮ BRAMBOR Determination of phospholipase activity of patatin proteins purified from tubers of selected species of potato Brabcová A. 1, Bárta J. 1, Bártová V. 1, Horáčková V. 2 1 Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta 2 Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o. Abstrakt V příspěvku byla hodnocena aktivita fosfolipasy A 2 u bílkovin patatinového komplexu purifikovaných z hlíz vybraných genotypů kulturních - Solanum tuberosum (odrůdy Desireé a Kuras), netradičních kulturních Solanum andigenum, Solanum goniocalyx, Solanum phureja, Solanum stenotomum a planých Solanum bulbocastanum, Solanum chacoense, Solanum fendleri, Solanum leptophyes druhů brambor. Fosfolipasová aktivita patatinů byla zjištěna u všech vybraných druhů (spektrofotometricky) a vyjádřena byla jako specifická aktivita. V rámci vybraných genotypů byla zaznamenána variabilita, která se pohybovala v rozpětí 1,93 (S. tuberosum, odrůda Kuras) 9,26 (S. leptophyes) μmol/[min mg]. Klíčová slova: patatin, fosfolipasa A 2 PLA 2, brambory, kulturní a plané druhy Abstract In this paper was evaluated activity of phospholipase A 2 of patatin proteins purified from tubers of selected species of cultural Solanum tuberosum (cv. Desireé and cv. Kuras), non-traditional cultural Solanum andigenum, Solanum goniocalyx, Solanum phureja, Solanum stenotomum and wild Solanum bulbocastanum, Solanum chacoense, Solanum fendleri, Solanum leptophyes of potato species. Activity of Phospholipase A 2 was detected in all selected species (by spectrophotometry) and was expressed as specific activity. It was obtained considerable variability within the selected genotypes in the range 1.93 (S. tuberosum, cv. Kuras) 9.26 (S. leptophyes) μmol/[min mg]. Key words: patatin, phospholipase A 2, potato, cultural (cultivated) and wild species Úvod Bílkoviny patatinového komplexu, neboli patatiny, jsou hlízové glykoproteiny nacházející se ve všech doposud zkoumaných hlízách brambor a to včetně druhů planých či primitivních. Molekulová hmotnost patatinů je okolo 40 kda a představují % z celkových bílkovin. Jejich funkce je především zásobní, ale byla rovněž potvrzena řada enzymových aktivit. Nejvýznamnější z nich je aktivita lipid acyl hydrolasy (označovaná také jako esterasová) (Andrews et al. 1988), dále pak aktivita β- 1,3 glukanasy (Rydel et al. 2003), β - 1,2 xylosidasy (Peyer et al. 2004) a cytosolové fosfolipasy A 1 (PLA 1 ) a A 2 (PLA 2 ) (Senda et al. 1996). Obecně je tento enzym aktivní s fosfolipidy, monoacylglyceroly a p-nitrofenyl estery karboxylových kyselin, středně aktivní je s galaktolipidy, ale zřejmě neaktivní s di- a triacylglyceroly (Jiménez-Atiénzar et al. 2003). Bílkoviny patatinového komplexu mají řadu významných vlastností, jako je například schopnost tvorby pěn a emulzí a předpokládá se možnost jejich využití jako stabilizačního prvku v emulzních a pěnových systémech (Koningsveld et al. 2002). Potenciál jejich využití je zejména v potravinářském průmyslu. Společně s inhibitory proteas tvoří patatiny asi 85 % všech bílkovin přítomných v PFJ (potato fruit juice, hlízová voda). V současné době je v České republice hlízová voda, tedy vedlejší produkt škrobáren, používána pouze jako dusíkato-draselné organické hnojivo. Cenný nutriční a biochemický potenciál této suroviny tak zůstává zcela nevyužit (Bárta and Bártová 2007). 138

139 Fosfolipasy jsou lipolytické enzymy a klasifikovány jsou dle toho, v jaké pozici probíhá štěpení. PLA 1 katalyzuje hydrolýzu vazby mastných kyselin v pozici sn-1 u diacylfosfolipidů; PLA 2 v pozici sn-2. Patatiny jsou označovány jako enzymy s PLA 2 aktivitou, jelikož tato aktivita je vyšší než PLA 1. Obzvláště výrazná je PLA 2 s použitím substrátu fosfatidylcholinu s linolovou kyselinou a lipoxygenáz (LOX) jako spojovacího enzymu (Jiménez-Atiénzar et al. 2003). Linolová kyselina, navázaná v pozici sn-2, je LOX následně oxidována za vzniku hydroxyperoxidových derivátů. LOX mají v rostlinách postavení v metabolické cestě, označované také jako oktadekanová, jejíž produkty mají funkci jako růstové regulátory, antimikrobiální a antifungální sloučeniny, aromatické látky a také jako signální molekuly. Předpokládá se také účast LOX při růstu a vývinu rostlin a v odpovědi rostlin na stres, jako je například poranění nebo infekce rostlin patogenem (Holková et al. 2009). V odborných publikacích byla PLA aktivita patatinu, ale i ostatní enzymové aktivity (zejména LAH), studovány výhradně u odrůd kulturního druhu bramboru Solanum tuberosum subsp. tuberosum. Cílem tohoto příspěvku je proto zhodnotit úroveň fosfolipasové aktivity u druhů (genotypů) v Evropě netradičních, které mohou mít praktický význam zejména ve šlechtění rostlin, kde se stále hledají nové znaky a vlastnosti pro získání kvalitnějších, zejména rezistentních, odrůd. Materiál a metody Rostlinný materiál byl získán z Genové banky bramboru udržované ve Výzkumném ústavu bramborářském Havlíčkův Brod s.r.o. Vstupním materiálem pro analýzu byla lyofilizovaná sušina hlíz vybraných druhů brambor Solanum andigenum (EVIGEZ 00235), Solanum goniocalyx (EVIGEZ 00109), Solanum phureja (EVIGEZ 00136), Solanum stenotomum (EVIGEZ 00001), Solanum tuberosum (odrůdy Desireé a Kuras), Solanum leptophyes (EVIGEZ 00048), Solanum chacoense (EVIGEZ 00037), Solanum bulbocastanum (EVIGEZ 00310) a Solanum fendleri (EVIGEZ 00271). Extrakce bílkovin byla provedena pomocí 25 mm pufru Tris-HCl ph 7,4, kdy poměr sušina:pufr byl 1:10. Purifikace bílkovin patatinového komplexu byla provedena dvoustupňově pomocí iontovýměnné (DEAE-52 Cellulose Servacel; SERVA, Německo) a afinitní chromatografie (Concanavalin A Sepharose 4B; GE Healthcare, USA). Purifikované bílkoviny patatinového komplexu byly dále odsoleny a zakoncentrovány pomocí centrifugačních filtrů s MWCO 3 kda (Millipore, USA). U purifikovaných patatinů byla stanovena koncentrace pomocí bicinchoninové kyseliny (BCA Protein Assay Kit; Pierce, USA) a k analýzám byly použity roztoky patatinů o koncentraci 100 µg/ml. Výsledek purifikace patatinů byl ověřen analýzou na automatické čipové elektroforese Experion (Bio- Rad, USA) a byla vyhodnocena softwarem Experion, verze 3.0 (Bio-Rad, USA). Analýza probíhala dle návodu výrobce. Fosfolipasová aktivita byla stanovena spektrofotometricky pomocí dvoupaprskového spektrofotometru BioMate 5 (ThermoElectron, UK) dle metodiky Jiménez-Atiénzar et al. (2003) při λ= 234 nm. Standardní reakce (1 ml) obsahovala 65 μm [1,2-dilinoleoyl]PC (substrát), 0,2 μg/ml lipoxygenasy a 0,4 μg/ml patatinu v 50 mm borátovém pufru (ph 9,5) obsahující 3 mm deoxycholat. Statistické vyhodnocení dat (Tukey HSD test) bylo provedeno pomocí software STATISTICA 10 (StatSoft USA, 2009). Výsledky a diskuze Fosfolipasová aktivita A2 (PLA 2 ) u bílkovin patatinového komplexu byla stanovena na základě spektrofotometrického měření dle metodiky Jiménez-Atiénzar et al. (2003). U všech purifikovaných patatinů vybraných 10 druhů (genotypů) byla potvrzena aktivita fosfolipasy A2. Aktivita lipid acyl hydrolasy není tedy jedinou, i když nejvýznamnější, enzymovou 139

140 aktivitou, kterou tato skupina bílkovin disponuje. Z naměřených hodnot absorbance byla vypočtena specifická aktivita PLA 2 patatinů dle sestrojené kalibrační křivky pomocí zakoupené fosfolipasy A 2 (Human Phospholipase A 2 peptide; Abcam, USA), která sloužila jako standard. Specifická aktivita PLA 2 purifikovaných patatinů se pohybovala v rozpětí 1,93 (S. tuberosum, odrůda Kuras) 9,26 (S. leptophyes) μmol/[min mg]. V průběhu měření se potvrdil také literárně uváděný předpoklad týkající se závislosti fosfolipasové aktivity na ph prostředí. Optimální rozmezí ph se nachází v rozsahu 7-9 (Matos and Pham-Thi 2009). Mimo tento rozsah nebyla zaznamenána žádná aktivita. Jak ve své práci naznačuje Senda et al. (1996), enzymová aktivita patatinu je zřejmě regulována v závislosti na jeho lokalizaci. Ve vakuolách parenchymatických buněk, kde je kyselé ph, je neaktivní. Pokud je však např. vlivem poškození buněk, nebo v průběhu napadení rostliny uvolněn z vakuol nebo transportován do cytosolu, kde je zásadité prostředí, stává se aktivním. V odborných publikacích byla PLA aktivita patatinu, ale i ostatní enzymové aktivity (zejména LAH), studovány výhradně u odrůd kulturního druhu bramboru Solanum tuberosum subsp. tuberosum. Například Senda et al. (1996) studovaly PLA u odrůdy Irish, Jiménez-Atiénzar et al. (2003) i Cenzano at al. (2008) u odrůdy Spunta, Polkowska-Kowalczyk et al. (2011) u odrůdy Bzura. Velký význam mohou mít však i druhy, které se pěstují převážně v oblastech původního rozšíření v Jižní Americe a Mexiku. Tyto druhy, kulturní i plané, mají využití ve šlechtění jako genetické zdroje rezistence proti biotickým a abiotickým faktorům a mohou také sloužit jako donory nejrůznějších kvalitativních vlastností. Informací o bílkovinné skladbě u těchto druhů je však velmi málo, studie enzymových aktivit chybějí úplně. Studovanou problematiku PLA 2 bude tedy dále potřeba více prohloubit o studium kinetiky a studovaný soubor genotypů více rozšířit. Tabulka č. 1: Stanovení aktivity fosfolipasy A 2 bílkovin patatinového komplexu u vybraných druhů brambor Druhy Ploidita/EBN* Specifická aktivita PLA 2 bílkovin patatinového komplexu (μmol/[min mg]) Kulturní S. tuberosum, odrůda Desireé 4x/4 2,19 g S. tuberosum, odrůda Kuras 4x/4 1,93 g Netradiční kulturní S. andigenum 4x/4 6,47 d S. goniocalyx 2x/? 9,03 a S. phureja 2x/2 5,88 e S. stenotomum 2x/2 6,91 c Plané S. bulbocastanum 2x/1 5,80 e S. chacoense 2x/2 5,49 f S. fendleri 4x/2 8,52 b S. leptophyes 2x/2 9,26 a Neshodná písmena označují průkazný rozdíl založený na Tukey HDS testu (P< 0.05) * dle Bradshaw et al. (Potato Genetics), 1994 Závěr U bílkovin patatinového komplexu purifikovaných z hlíz vybraných kulturních i planých druhů byla potvrzena aktivita fosfolipasy A 2. Specifická aktivita PLA 2 patatinů se pohybovala v rozpětí 1,93 (S. tuberosum, odrůda Kuras) 9,26 (S. leptophyes) μmol/[min mg]. Výsledky měření PLA 2 aktivity ukázaly, že zásobní funkce patatinů není jedinou funkcí, kterou tato skupina bílkovin vykazuje a že v rámci praktického využití PLA 2 a enzymových aktivit 140

141 patatinů obecně mohou být plané a netradiční kulturní druhy brambor zdrojem těchto bílkovin s vyšší úrovní aktivity. Ve studiu enzymových aktivit hlízových patatinů je třeba i nadále pokračovat a soubor studovaných genotypů u jednotlivých druhů více rozšířit. Dedikace Práce vznikla v rámci řešení výzkumných projektů NAZV QI91A069, GAJU 064/2013/Z a GAJU 058/2013/Z. Použitá literatura Andrews, D.L., Beames, B., Summers, M.D., Park, W.D. (1988): Characterization of the lipid acyl hydrolase activity of the major potato (Solanum tuberosum) tuber protein, patatin, by cloning and abundant expression in a baculovirus vector. Biochemical Journal, 252: Bárta, J., Bártová, V. (2007): Bílkoviny hlíz bramboru (Solanum tuberosum L.), vědecká monografie. Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, 116. Bradshaw, J.E., Mackay, G.R. (1994): Breeding strategies for clonally propagates potatoes. in Potato Genetics, CAB International Wallingford, s Cenzano, A., Cantoro, R., Racagni, G., De Los Santos-Briones C., Hernandez-Sotomayor, T., Abdala, G. (2008): Phospholipid and phospholipase changes by jasmonic acid during stolon to tuber transition of potato. Plant Growth Regulation, 56: Holková, I., Bezáková, L., Vanko, M., Bilka, F., Obložinský, M. (2009): Lipoxygenázy a ich význam v biochemických procesoch v rastinných organizmech. Chemické listy, 103: Jiménez-Atiénzar, M., Cabanes, J., Gandía-Herrero, F., Escribano, J., García-Carmona, F., Pérez-Gilabert, M. (2003): Determination of the phospholipase activity of patatin by a continuous spectrophotometric assay. Journal of Lipid, 38(6): Koningsveld van G. A., Gruppen, H., Jongh, de H. H. J., Wijngaards, G., Boekel, van M.A.J.S., Waltra, P., Voragen, A. G. J. (2002): The solubility of potato proteins from industrial potato fruit juice as influenced by ph and variol additives, Journal of Science of Food and Agriculture, 82: Matos, A.R., Pham-Thi, A.-T. (2009): Lipid deacylating enzymes in plants: Old activities, new genes. Plant Physiology and Biochemistry, 47: Peyer, C., Boney, P., Staudacher, E. (2004): Purification and characterization of ß-xylosidase from potatoes (Solanum tuberosum). Biochemica et Biophysica Acta, 1672: Polkowska-Kowalczyk, L., Wielgat, B., Maciejewska, U. (2011): Involvement of phospholipase A2 in the response of Solanum species to an elicitor from Phytophthora infestans. Acta physiologiae plantarum, 33: Rydel, T. J., Williams, J. M., Krieger, E., Moshiri, F., Stallings, W., C., Browen, S. M., Pershing, J.C., Purcell, J.P., Alibhai, M.F. (2003): The crystal structure, mutagenesis, and activity studies reveal the patatin is a lilip acyl hydrolase with a SER-ASP catalytic dyad. Biochemistry, 42: Senda, K., Yoshioka, H., Doke, N., Kawakita, K. (1996): A cytosolic phospholypase A2 from potato tissues appeal to be patatin. Plant Cell Physiology, 37(3): Kontaktní adresa Ing. Adéla Brabcová Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, Studentská 13, České Budějovice, 141

142 STUDIUM EXPRESE GENŮ SPOJENÝCH S ABIOTICKÝM STRESEM U ŘEPKY Expression analysis of defense-related genes in oilseed rape in response to abiotic stress Havlíčková L. 1, Jelínková I. 1, Chikkaputtaiah C. 1, Prášil I.T. 2, Urban M. O. 2 1 Biotechnologické centrum, ZF JU v Českých Budějovicích 2 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha 6 Ruzyně Abstrakt Sucho je jedním z hlavních abiotických faktorů, který má vliv na růst a produktivitu zemědělských plodin. Mechanismus signálních cest se v rámci rostlinné odpovědi na abiotický stres často prolíná. V této studii byla testována úroveň exprese pěti vybraných genů (BnDHN1, ERD10, ERD15, Bn115 a BnCOR25) s cílem charakterizovat, jejich chování v rámci reakce na stres suchem u řepky olejky. Pro tyto účely byly vybrány čtyři odrůdy (Viking, Cadeli, Californium a Navajo) s výraznými rozdíly v odolnosti k suchu. Výsledky analýz jsou diskutovány jak z pohledu rozdílné strategie v rámci odrůd, tak z hlediska exprese jednotlivých genů. Klíčová slova: qrt-pcr, Brassica napus, suchovzdornost, genová exprese, stres Abstract Drought is the one of the major abiotic stresses that adversely affects plant growth and agricultural productivity. Mechanism of signaling pathways within the plant response to abiotic stress often involves extensive cross-talk between different pathways. In this study we focus on expression analysis of five selected genes (BnDHN1, ERD10, ERD15, Bn115 and BnCOR25) to characterize their behaviour in response to drought stress in oilseed rape. For these purposes, the four varieties of oilseed rape (Viking, Cadeli, Californium and Navajo) with significant differences in drought resistance were selected. The results of expression analyses are discussed from the perspective of different strategies within varieties and in terms of gene expression. Keywords: qrt-pcr, Brassica napus, drought tolerance, gene expression, stress Úvod Pěstované kulturní plodiny jsou každoročně vystaveny celé řadě stresových situací, které mají až 25% vliv na jejich výnos (Boyer 1982). Zvýšená tolerance plodin k environmentálnímu stresu, zejména pak suchu, je hlavním cílem současných šlechtitelských programů. Stresová aklimatizace rostlin je spojena s výskytem charakteristických změn v buňkách, biochemických procesech a v genové expresi. Abiotické faktory jako je sucho, mráz či zasolení redukují množství dostupné vody v rostlinných pletivech, která vede k buněčné dehydrataci, čímž dochází k zasažení metabolismu a růstu. Z pohledu morfologie mohou rostliny eliminovat vodní deficit například změnou strategie růstu (např. na úkor nových výhonků). Na úrovni metabolismu pak syntézou nízkomolekulárních osmolitů, jako jsou cukry, betainy či proliny, které zabraňují dehydrataci buněk a ztrátě buněčného turgoru (Hare a kol. 1998). Charakteristickou reakcí na stres jsou také změny v genové expresi, které zvyšují toleranci k danému stresu. Specifickou odpovědí na dehydrataci je syntéza ochranných proteinů, které pomáhají rostlině čelit nedostatku vody. Předpokládá se, že se v rámci buněčné odpovědi na stres účastní kromě jiných produktů také rodina LEA proteinů, které evolučně vykazují značnou konzervativnost (Hundertmark a kol. 2008). Dehydriny (syn. LEA D11) 142

143 patří mezi hydrofilní, termostabilní proteiny aktivizující se zejména v průběhu buněčné dehydratace a v rámci rozličných stresových reakcí například na sucho, nízké teploty, mráz, zasolení, nebo v reakci na ABA (Rurek 2010). Dehydriny obsahují na lysin bohatou konzervativní doménu zvanou K-segment, která je charakteristická motivem patnácti aminokyselin EKKGIMDKIKEKLPG (Close a kol., 1997). Existuje také mnoho dalších proteinů (tzv. dehydrin-like proteins dlps a dehydrin-related proteins ) obsahující podobný motiv v této oblasti, reagujících na K-segment specifické protilátky. Účast dehydrinových proteinů v reakci na stres suchem a chladem byla ověřena v nedávném experimentu u desítek odrůd řepky olejky (Urban a kol. 2013; Urban a kol., nepublikovaná data). Autoři prokázali zvýšenou intenzitu akumulace dehydrinů o velikosti 50 kda v listech jednotlivých odrůd řepky po několikatýdenním exponování chladem a suchem. V rámci odrůd bylo také detekováno odlišné spektrum přítomných dehydrinů. Informace o kompletní cdna či genomické sekvenci genů pro tyto proteiny jsou však stále nedostatečné, stejně tak jako výsledky funkční analýzy. Cílem této práce bylo ověřit/vyvrátit hypotézu zvýšené exprese vybraných genů aktivujících se v podmínkách vodního deficitu, pomocí qrt-pcr u pěti odrůd řepky olejky exponovaných suchu. Výsledky pomůžou pochopit strategii rostlin v reakci na tento abiotický stres. Materiál a metody V experimentu byly použity odrůdy Viking, Californium, Cadeli a Navajo. Rostliny řepky olejky byly po jarovizaci (80 dnů při 4 C) vystaveny graduálnímu suchu po dobu 4 týdnů v řízených podmínkách ve fytotronu (fotoperioda 14/10 světlo tma, teplota 21/19 C den/noc, světelná intenzita 400 µmol/m 2 /s, relativní vlhkost 85%, výměna vzduchu a nucená cirkulace uvnitř boxu). Stres suchem byl navozen přerušením zálivky a izolace RNA byla provedena z třetího nejmladšího listu ve fenologické fázi rostlin BBCH Z exponovaných a kontrolních rostlin byly odebrány a okamžitě hluboce zamraženy listy pro následnou RNA izolaci a to v podobě bulku ze 3 biologických opakování (TRI Reagent Solution; Ambion). RNA byla přečištěna (RNeasy Plant Mini Kit; Qiagen) a zbavena zbytkové DNA (Ambion s DNA-free TM Kit). Získaná cdna (Standart Reverse Transcription Protocol; Promega) byla použita pro qrt-pcr. Veškeré primery pro studované kandidátní geny BnDHN1 (gb AY ), ERD10 (gb AY ), BnCOR25 (gb HM ), Bn115 (gb S68726 ) a ERD15 (gb GU ) byly navrženy v programu Primer Express 3.0 (AppliedBiosystem). Jako referenční gen byl použit ACT7 (Chen a kol. 2010). Kvantitativní RT-PCR byla provedena s použitím Fast Start Essential DNA Green Master na přístroji LightCycler 96 (Roche) za podmínek doporučených výrobcem a to ve třech technických opakováních pro každý vzorek. Fold change (FC) byla počítána následovně: 1) vzorky byly normalizovány k vnitřní kontrole porovnáním cílového genu k endogenu C t = C t cílového genu C t endogenní kontroly; 2) normalizace ke kalibrátoru C t vzorku - C t kalibrátoru = C t ; 3) použití výpočtu 2 - Ct. Jako kalibrátor byla pro všechny vzorky použita varianta "Viking kontrola". Výsledky a diskuze Výsledky expresní analýzy prokázaly signifikantní změny v genové expresi u třech stresem exponovaných odrůd (Viking, Cadeli a Navajo) pro gen BnDHN1. Nejvýznamnější změna byla detekována u odrůdy Cadeli, kdy v porovnání s kontrolními rostlinami dosahovala hodnota exprese více než patnáctinásobné změny. Yao a kol (2005) prokázal zvýšenou expresi tohoto genu v pozdní fázi tvorby šešulí indikující souvislost s vodním deficitem. U tohoto genu byla také stejným autorem detekována zvýšená exprese u klíčících semen řepky za nízkých teplot. Důvodem expresní odlišnosti BnDHN1 u odrůdy Californium může být již dostatečná akumulace proteinových produktů tohoto genu, nebo odlišná strategie v reakci na stres suchem. K objasnění této otázky budou porovnány výsledky paralelního proteomického 143

144 experimentu zaměřeného na studium dehydrinů ve VÚRV Praha Ruzyně. Zvýšená exprese BnCOR25 transkriptu byla u B. napus prokázána v reakci na chladový a osmotický stres. BnCOR25 gen kóduje 25 KDa protein (cold regulated protein), který má signifikantní vliv na zvýšení chladové tolerance u rostlin řepky, tak jako COR15a u Arabidopsis thaliana, nebo COR14b u Hordeum vulgare (Chen a kol. 2011), zatímco u CsCOR1 (Camellia sinensis) byla pozorována zvýšená exprese nejen v důsledku reakce na chlad či pod vlivem ABA, ale také v rámci dehydratace (Li a kol. 2010). 4 týdenní působení stresu suchem vedlo k mírnému zvýšení exprese BnCOR25 u nejméně tolerantní testované odrůdy Viking, zatímco u ostatních odrůd došlo k redukci v jeho genové expresi. Nejmarkantněji pak bylo toto snížení exprese BnCOR25 (25 x méně) pozorováno u k suchu nejodolnější testované odrůdy Navajo, což může být součástí strategie maximalizace exprese esenciálních transkriptů na úkor transkripce suchem potlačených genů/situačně nedůležitých (strategicky nepotřebných). Transkript Bn115 indukovaný nízkými teplotami vykazuje u všech exponovaných odrůd stejný sestupný trend. Transkripční analýza dvou genů exprimujících se v rané fázi obranné reakce na stres suchem ERD10 a ERD15 (early responsive to dehydratation) prokázala shodný trend, jako v případě genu BnCOR25. U genu ERD10 nedochází v rámci stresu ke zvýšení jeho exprese u testovaných odrůd; naopak u odrůdy Navajo došlo v průběhu stresu k čtyřnásobné redukci v jeho expresi. U genu ERD15 nebyly zaznamenány statisticky významné rozdíly, zajímavostí však může být opět mírné zvýšení exprese u citlivé odrůdy Viking, kde však hodnota nepřevyšuje minimální dvojnásobný rozdíl v expresi. Obr. Výsledky expresní analýzy u studovaných genů U stresem exponovaných odrůd Californium, Cadeli a Navajo došlo ke snížení exprese genů BnCOR25, ERD15 a Bn115, zatímco u odrůdy Viking došlo k mírnému zvýšení. Červené šipky znázorňují signifikantní změny v genové expresi u třech stresem exponovaných odrůd (Viking, Cadeli a Navajo) pro gen BnDHN1. U genu ERD10 nedocházelo k výrazným změnám v expresi, kromě odrůdy Navajo, kde došlo k více než 4násobnému poklesu v jeho expresi. Závěr V tomto experimentu nebyl u testovaných rostlin řepky olejky potvrzen zvýšený výskyt transkriptů pro geny participující v ochranné reakci na chlad (BnCOR25 a Bn115), či genů účastnících se časné obranné reakce na sucho (ERD10 a ERD15). Byla ale prokázána zvýšená exprese genu BnDHN1 u třech odrůd. Vzhledem k tomu, že nebyla nalezena korelace mezi studovými geny a výsledky proteomických analýz, byl navržen další set genů, které jsou potenciálně zainkorporované do reakce rostlin na stres suchem. 144

145 Dedikace Tato studie byla vytvořena díky finanční podpoře grantu NAZV QI111A075, GAJU063/2013/Z a za podpory projektu Postdok JU (reg.č. CZ.1.07/2.3.00/ ) realizovaném v rámci Operačního programu EU Vzdělávání pro konkurenceschopnost. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Použitá literatura Boyer JS (1982) Plant productivity and environment. Science 218: Close TJ (1997) Dehydrins: a commonality in the response of plants to dehydration and low temperature. Physiol Plant 100: Hare PD, Cress WA, Van Staden J (1998) Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress. Plant Cell Environ 21: Hundertmark M, Hincha DK (2008) LEA (Late Embryogenesis Abundant) proteins and their encoding genes in Arabidopsis thaliana. BMC Genomics 9: 118. Chen X., Truksa M., Shah S., Weselake R.J. (2010) A survey of quantitative real-time polymerase chain reaction internal reference genes for expression studies in Brassica napus. Analytical Biochemistry 405: Ingram J, Bartels D (1996) The molecular basis of dehydration tolerance in plants. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 47: Li XW, Feng ZG, Yang HM, Zhu XP, Liu J, Yuhan HY (2010) A novel cold-regulated gene from Camellia sinensis, CsCOR1, enhances salt- and dehydration-tolerance in tobacco. Biochem Biophys Res Commun 394: Yao K, Lockhart KM, Kalanac JJ (2005) Cloning of dehydrin coding sequences from Brassica juncea and Brassica napus and their low temperature-inducible expression in germinating seeds. Plant Physiol Biochem 43: Kontaktní adresa: Ing. Lenka Havlíčková, Ph.D. Biotechnologické centrum, Zemědělská fakulta JU v ČB, Studentská 13, České Budějovice 145

146 MOLEKULÁRNÍ PŘÍSTUP K HODNOCENÍ GENETICKÝCH ZDROJŮ ŘEPKY Molecular tools in oil seed rape genetic resources assessment Jozová E., Havlíčková L, Čurn V. Biotechnologické centrum, Zemědělská fakulta JČU České Budějovice Abstrakt Pomocí ISSR markerů byla sledována genetická diverzita celkem u 159 vzorků rodu Brassica. Z toho 156 vzorků byly odrůdy řepky olejky, šlechtitelské materiály a novošlechtení a 6 vzorků zahrnovalo předky B. napus (Brassica oleracea, Brassica rapa a Brassica carinata). Pro hodnocení genetické diverzity bylo použito 5 ISSR markerů (UBC 845, UBC 812, UBC 840, UBC 880 a UBC 826). Díky těmto markerům došlo ke spolehlivému odlišení jak genotypů řepky olejky od jejich předků (B. oleracea, B. rapa a B. carinata), tak i jednotlivých odrůd, šlechtitelského materiálu a novošlechtění mezi sebou. Technika ISSR je vhodným markerem k určování genetické vzdálenosti genetických zdrojů řepky a díky opakovatelnosti a vysokému polymorfismu může být významným nástrojem pro výběr rodičovských kombinací do křížení při šlechtění nových odrůd druhu Brassica napus. Klíčová slova: Brassica napus, ISSR, DNA markery, šlechtění Abstract Using ISSR markers, genetic diversity in a total of 159 specimens of Brassica was observed. 156 samples were varieties of oilseed rape incurred in current breeding and 6 samples included their ancestors (Brassica oleracea, Brassica rapa and Brassica carinata). To evaluate of genetic diversity, 5 ISSR markers (UBC 845, UBC 812, UBC 840, UBC 880 and UBC 826) were used. With these markers it was possible to distinguish as varieties from their ancestors as the varieties and breeding material one from each other. ISSR is a useful technique for the determination of genetic distances, particularly for its reproducibility and high level of polymorphism and can be an important tool, used in breeding of modern varieties of Brassica napus. Key words: Brassica napus, ISSRs, DNA markers, breeding Úvod Brukev řepka olejka (Brassica napus L.) je díky svému bohatému využití, pro výrobu potravin (rafinované jedlé oleje, jedlé tuky), v průmyslu a chemii (paliva pro vznětové motory, glycerín apod.) a pro výrobu krmiv, jednou z nejrozšířenějších celosvětově pěstovaných plodin. V České republice je řepka hned po pšenici ozimé nejpěstovanější plodinou. Mezi olejninami zaujímá naprosto dominantní postavení, kdy zaujímá téměř 81% z celkové plochy pěstovaných olejnin u nás (Baranyk a kol., 2013). V roce 2013 byla řepka vyseta na ploše téměř 419 tis. ha orné plochy s celkovým výnosem 3,48 t/ha. Meziroční nárůst byl celkem o 4,4% vyseté orné plochy. Za posledních deset let došlo k navýšení osevní plochy řepky dokonce téměř o 40% (www.cszo.cz). S tímto nárůstem pěstitelského zájmu souvisí i intenzivní šlechtění zaměřené zejména na hospodářsky významné znaky. Důsledkem těchto faktorů pak může docházet k zúžení genetické diverzity (Gupta a kol., 2004). V posledních letech se pro popis a identifikaci odrůd zemědělských plodin stále častěji používají molekulární markery, které mají dostatečnou vypovídající schopnost a také jsou vhodné k identifikaci jednotlivých odrůd určení jejich pravosti, či kontrole odrůdové čistoty hybridních odrůd. Další využití molekulárních markerů je například při detekci transgenů, kdy jsou vhodnější než při identifikaci na základě morfologických znaků. Na základě předchozích analýz (Jozová a kol., 2012a,b) byla vybrána jako nejvhodnější metoda, technika ISSR markerů. Použitá metoda je k tomuto typu analýz vhodná z důvodu vysokého polymorfismu, reprodukovatelnosti, opakovatelnosti výsledků a finanční 146

147 nenáročnosti (Doyle a Doyle, 1987). Další významnou charakteristikou je, že není nutná znalost struktury studovaného genomu. Cílem této analýzy bylo ověřit vhodnost výběru ISSR markeru pro hodnocení meziodrůdové variability a získaná data předat šlechtitelům jako doporučení pro výběr vhodných rodičů při novošlechtění. Materiál a metody Pro tuto analýzu bylo vybráno celkem 156 odrůd a šlechtitelských materiálů evropského původu pokrývajících časovou etapu posledních dvou dekád. Dále bylo do souboru zahrnuto 7 předků (Brassica oleracea, Brassica rapa a Brassica carinata) kulturní plodiny Brassica napus. Tyto vzorky byly získány ze šlechtitelských stanic SELGEN Chlumec a OSEVA PRO s.r.o. Bylo vyseto vždy 40 semen od každého vzorku. Rostlinný materiál byl odebrán ve fázi děložních lístků a byl vytvořen směsný vzorek. DNA byla izolována pomocí modifikované metody CTAB-PVP 3. PCR reakce probíhala v objemu 10 µl, v 1x reakčním pufru (75 mm Tris HCl, ph=8,8, 20 mm (NH 4 ) 2 SO 4, 0,01% Tween 20, 2,5 mm MgCl 2, 200 µm dntps), 12,5 pmol primeru (IDT), 0,5 U Taq Purple DNA polymerázy (PPP Master Mix, Top-Bio, CZ), 2x BSA a 50 ng templátové DNA. Amplifikace proběhla na termocycleru Biometra T1 při následujícím teplotním profilu: počáteční denaturace 2min při 95 C, 40 cyklů v profilu 20s 93 C, 1min 52 C, 20s 72 C a konečná elongace 6min 72 C. Amplifikované fragmenty byly vizualizovány na 2% agarosovém gelu obarveném ethidium bromidem. Výsledky a diskuze Celkově bylo pro analýzu vybráno 5 ISSR primerů: UBC 845, UBC 812, UBC 840,UBC 880 a UBC 826. Charakteristika jednotlivých primerů je uvedena v Tabulce 1. Tyto primery amplifikovaly u jednotlivých vzorků fragmentů, z toho bylo fragmentů variabilních. Celkový počet všech amplifikovaných fragmentů byl 126. Výsledky byly jasně čitelné, variabilní a opakovatelné. Pro eliminaci chyb při skórování dat byly nanášeny vzorky vždy ve dvou opakováních, tzn. dvě nezávislé PCR reakce. Výsledky z gelové elektroforézy byly zaznamenány na UV transiluminátoru. Z gelů byla zaznamenána pozice ISSR markerů. Z celkového počtu 163 vzorků se podařilo amplifikovat 159. Ostatní vzorky se nepodařilo amplifikovat ani po přečištění DNA. Ze získaných dat byla sestavena matice přítomnosti a nepřítomnosti fragmentů. Molekulární data byla statisticky vyhodnocena pomocí programu MVSP (Kovach Comp. Serv.) a byla provedena shluková (UPGMA) a PCO analýza. Výsledky PCO analýzy v podobě ordinačního diagramu jsou uvedeny na Obrázku 1. Tabulka 1 Primery označení Sekvence 5-3 teplota anealingu ( C) počet fragmentů variabilních fragmentů velikost fragmentů (bp) UBC 845 CTC TCT CTC TCT CTC TRC UBC 812 GAG AGA GAG AGA GAG AA UBC 840 GAG AGA GAG AGA GAG AYT UBC 880 GGA GAG GAG AGG AGA UBC 826 ACA CAC ACA CAC ACA CC Na Obrázku 1 jsou uvedeny výsledky PCO analýzy, z toho bylo podrobněji hodnoceno 18 odrůd, z nichž 12 aktuálních odrůd je doporučeno pro pěstitele při výsadbě na příští období a 6 dalších označených odrůd nese významné pěstitelské znaky. Popis a původ těchto odrůd je uveden v Tabulce

148 Axis 2 Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Obrázek 1 Výsledek PCO analýzy pro 5 ISSR primerů. PCO case scores (Gower General Similarity Coefficient) c Axis 1 18 zvýrazněných odrůd doporučených k pěstování v našich podmínkách a nesoucích významné hospodářské znaky, je uvedeno v Tabulce 2. Shlukování těchto vybraných odrůd je barevně a graficky znázorněno. Tabulka 2 název č. původ skupina skupina skupina název č. původ název č. původ č. č. č. ES ALEGRIA 80 FRA 1 NK MORSE 81 FRA 4 BAROS 56 DEU 2 HARRY 90 AUT 3 RESCATOR 97 CZE 2 BUZZ 75 FRA 3 LADOGA 84 FRA 4 SHERLOCK 78 DEU 1 CORTES 76 CZE 3 LOHANA 73 FRA 1 SLAKI 87 FRA 1 GALILEO 57 DEU 5 NK DIAMOND 82 FRA 3 Da Vinci 85 DEU 1 AROT 79 DEU 3 NK GRANDIA 74 FRA 5 TOTEM 77 FRA 3 CATONIC 54 FRA 2 Tabulka 3 Význam symbolů uvedených v PCO analýze č. znak šlechtitelská vlastnost 1 Vysoký výnos semene 2 Vysoký obsah oleje 3 Odolnost vůči poléhání 4 Odolnost vůči vyzimování 5 Vysoký výnos semene + Odolnost vůči poléhání 6 Ostatní odrůdy Z provedené analýzy je zjevné, že v celém analyzovaném souboru vzorků je velmi vysoká genetická variabilita. Hodnoty genetické podobnosti jsou v rozsahu od 61,7% do 98,4% v rámci celého souboru 156 odrůd. U 18-ti vybraných odrůd je tato podobnost na úrovni 69,5% - 96,1%, přičemž největší shodu vykazují odrůdy Da Vinci a Slaki šlechtěné na vysoký výnos semene. Na základě této matice, která má vysoký vypovídací charakter, lze udělit šlechtitelská doporučení. Aby nedocházelo ke snižování genetické variability, je nejvhodnější křížit odrůdy, které jsou si nejvzdálenější, v tomto případě odrůdy, které jsou si podobné z 61,7%. Je však nutné brát na zřetel vlastnosti, pro které má být nově vznikající odrůda 148

149 šlechtěna. Ačkoliv by se dalo předpokládat, že geografický původ a období vzniku jednotlivých odrůd by mohl mít vliv na úzkou genetickou variabilitu, tento předpoklad se nám nepotvrdil. Naopak ve znázorněném schématu dochází k rovnoměrnému rozprostření odrůd v celém rozsahu. Z dostupných informací o vzniku a původu odrůd mají vliv na podobnost jednotlivých odrůd spíše jejich pěstitelsky významné znaky, jako jsou vysoký výnos semene, vysoký obsah oleje, odolnost vůči poléhání nebo odolnost vůči vyzimování, právě jak je patrné na příkladu 18-ti vybraných doporučených odrůd. Toto může být zapříčiněno výběrem podobného souboru rodičů, kteří byli vybírání právě pro znaky, na které byly vyšlechtěny. U skupiny č. 5, která charakterizuje právě dva znaky (vysoký výnos semene a odolnost vůči poléhání) je patrné její prolínání mezi skupinami č. 1 (vysoký výnos semene) a č. 3 (odolnost vůči poléhání), tedy skupiny, které nesou tyto znaky samostatně. Závěr Cílem této analýzy bylo otestování metody ISSR jako markeru vhodného při analýze meziodrůdové variability v rámci rodu Brassica napus. Při analýze bylo použito celkem 5 vybraných ISSR markerů, které amplifikovaly celkový počet 126 fragmentů. Ze zaznamenaných pozic byla sestavena matice přítomnosti a nepřítomnosti jednotlivých fragmentů. Data byla zpracovaná v podobě PCO analýzy, z této je zřetelná významná genetická variabilita v rámci jednotlivých odrůd. Metoda ISSR se proto potvrdila jako vhodnou pro rychlé a poměrně cenově nenáročné hodnocení genetické diverzity řepky a charakterem svých dat poskytla významné informace pro šlechtitele při křížení nových odrůd. Dedikace Studie byla získána za podpory projektů MZe NAZV QI 111A075, FRVŠ 0466/2013 a GAJU 064/2010/Z. Použitá literatura Baranyk P a kol.(2013). Stanovisko k odrůdové skladbě řepky pro rok 2013/2014, Praha, Typus Pro Praha s.r.o., 38 s. Český statistický úřad [on line ] Doyle, J. J. a J. L. Doyle A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19: Gupta K., a kol., (2004). Proceeding of the 4th International Crop Science Congress, Brisbane, Australia, 26 September 1 October 2004 Jozová E., Havlíčková L., Čurn V., Kučera V., Klíma M., Vyvadilová M. (2012a): Hodnocení genetických zdrojů řepky olejky (Brassica napus L.): studium genetické diverzity pomocí techniky analýzy mikrosatelitů. Úroda 9, vědecká příloha ISSN: Jozová E., Havlíčková L., Čurn V., Kučera V., Klíma M., Vyvadilová M. (2012b): Využití molekulárních markerů pro hodnocení diverzity genetických zdrojů řepky (Brassica napus L.). Úroda 12, vědecká příloha ISSN: Kontaktní adresa: Ing. Eva Jozová Biotechnologické centrum, ZF, JČU v ČB, Studentská 13, České Budějovice 149

150 POROVNÁNÍ HOSPODÁŘSKÝCH VÝNOSŮ ČESKÝCH ODRŮD VOJTĚŠKY SETÉ The comparison of yields of the Czech varieties of alfalfa Knotová D. 1, Pelikán J. 2 1 Výzkumný ústav pícninářský, spol s r.o. Troubsko 2 Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko Abstrakt V polních podmínkách v letech byly na dvou stanovištích hodnoceny výnosové charakteristiky odrůd vojtěšky seté. V užitkových letech byly prováděny na porostech čtyři seče za rok. Mezi odrůdami a mezi lokalitami byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly. Klíčová slova: vojtěška setá, výnosy, české odrůdy, seč Abstract In the years 2010 and 2011 in the field conditions and on the two localities we evaluated yields of green and dry matter of the Czech varieties of Medicago sativa L. In harvesting years we made four cuts per a year. Yields of green matter and dry matter were statistically significant different between varieties. Between the localities statistically significant differences were found too. Key words: alfalfa, yields, Czech varieties, cutting Úvod Vojtěška setá patří mezi nejstarší kulturní pícniny. V současnosti je u nás pěstována na ha (CZSO, 2013). V České Republice je registrováno 18 odrůd vojtěšky seté, z toho 13 domácích, pocházejících ze Šlechtitelské stanice Želešice (Knotová et al., 2013). Domácí odrůdy dávají lepší výnosy než odrůdy cizí (Stanisavljevic et al., 2012). V polních osevních postupech je zakládána buď jako podsev do řídce seté a dříve sklízené krycí plodiny, ale dnes se častěji vysévá samostatně přímým výsevem, často s využitím herbicidů. Je také vhodným komponentem jetelovino-travních směsí na orné půdě (Pelikán, J., Hýbl, M. et al., 2012). Využívání porostů vojtěšky seté na 2-3 užitkové roky je typický pro podnik s kombinací rostlinné a živočišné výroby (Šmahel et al., 2013). Materiál a metody V roce 2009 byly na dvou lokalitách, v Troubsku a v Želešicích, založeny pokusy s vybranými českými odrůdami vojtěšky seté. Zkoušeny byly tyto odrůdy: Palava, Jarka, Zuzana, Jitka, Kamila, Litava, Magda, Morava, Niva, Oslava, Vlasta, Holyna, Tereza a Denisa. Parcely o velikosti 10m 2 byly rozmístěny metodou znáhodněných bloků do tří opakování. V roce založení byly na porostech prováděny plevelné seče a v následujících dvou užitkových letech pak čtyři vážené seče za rok. Odběr vzorků pro stanovení výnosů sena byl prováděn před každou sečí ve fázi butonizace. Následně byl vzorek odebrané zelené hmoty usušen při teplotě 60 C, poté zvážen a přepočítán na výnos v t.ha

151 Výsledky a diskuze Vojtěška je vytrvalá, cizosprašná, autotetraploidní (2n=32) rostlina. Moderní odrůdy jsou typu syntetických populací většinou širokého genetického základu. Výnos píce souvisí s heterozygotností Chloupek, (2008). Výnosy zelené hmoty závisí na prostředí, hustotě rostlin a genotypu (Lamb et al., 2003). Lamb et al., (2003) uvádí výnos 84,7-122,8t.ha -1 a Avci et al. (2013) uvádí rozsah výnosu zelené hmoty v sortimentu vojtěšky seté v prvním užitkovém roce 59,88-67,09 t.ha -1, ve druhém užitkovém roce 69,84-78,86 t.ha -1. Na lokalitě v Troubsku jsme zaznamenaly výnosy v prvním užitkovém roce mezi 66,30-77,20 t.ha -1, v druhém užitkovémroce 37,67-47,27 t.ha -1. Na lokalitě v Želešicích se výnosy zelené hmoty v prvním užitkovém roce pohybovaly mezi 84,33-92,00 t.ha -1 a v druhém užitkovém roce 81,5-91,17t.ha -1. V celkových produkcích zelené hmoty a sena v jednotlivých užitkových rocích na obou místech byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly mezi zkoušenými odrůdami. Výjimkou byl pouze 1. užitkový rok na lokalitě Troubsko, kde ve výnosech zelené hmoty statistické rozdíly mezi odrůdami zjištěny nebyly. Nejvyšší výnos v tomto roce poskytla odrůda Holyna. Ve 2. užitkovém roce byl nejvyšší výnos zelené hmoty zaznamenán u odrůdy Denisa. Tento se statisticky průkazně lišil od výnosů odrůd Magda a Vlasta. V Želešicích byl v 1. užitkovém roce dosažen nejvyšší výnos u odrůd Litava a Vlasta a lišil se statisticky průkazně od odrůd Oslava, Tereza a Denisa. Ve 2. užitkovém roce byl nejvyšší výnos zelené hmoty zaznamenán opět u odrůdy Litava a statisticky průkazně se lišil od výnosu odrůd Palava a Denisa. Zcela odlišná situace byla zjištěna ve výnosech sena. Výnosy sena závisí na prostředí (Sharratt et al., 1986), termínu sklizně a výškou rostlin (Ottman a Rogers, 2000). Bowley et al. (2007) zjistil rozmezí výnosů sena mezi 8,53-13,85 t.ha -1 a Ottman a Rogers (2000) 9,93-12,50 t.ha -1. V hodnoceném sortimentu na lokalitě Troubsko jsme zaznamenali v prvním užitkovém roce výnosy sena v rozmezí 11,71-15,43 t.ha -1, ve druhém užitkovém roce 7,83-10,27 t.ha -1. Na lokalitě v Želešicích se pohybovaly výnosy sena mezi 14,66-16,73t.ha -1 v prvním užit. r. a ve druhém užit. r. 14,97-18,35t.ha -1. V 1. užitkovém roce na lokalitě Troubsko v 1. užitkovém roce odrůda Jarka statisticky průkazně překonala odrůdu Jitka a ve 2. užitkovém roce odrůda Zuzana statisticky průkazně překonala odrůdy Jitka a Litava. Naopak v Želešicích v 1. užitkovém roce Odrůda Vlasta svým výnosem statisticky průkazně překonala odrůdu Tereza a ve 2. užitkovém roce odrůdy Palava a Litava překonaly odrůdu Oslava. V zelené hmotě odrůdy Litava a Morava v obou užitkových rocích a na obou lokalitách zaznamenaly výnosy vyšší oproti průměru daného roku a lokality. Obdobná situace byla zjištěna také u odrůdy Jarka (s výjimkou 2. užitkového roku na lokalitě Želešice), dále u odrůdy Magda (s výjimkou 2. užitkového roku na lokalitě Troubsko) a u odrůdy Niva (s výjimkou 1. užitkového roku na lokalitě Želešice). Ve výnosech sena žádná ze zkoušených odrůd nedosáhla nadprůměrných výnosů v obou užitkových rocích a na obou lokalitách. Odrůdy Jarka a Magda dosáhly nadprůměrných výnosů s výjimkou 2. užitkového roku na lokalitě Želešice, odrůda Litava s výjimkou 2. užitkového roku na lokalitě Troubsko a odrůdy Morava a Niva s výjimkou 1. užitkového roku na lokalitě Želešice. Při hodnocení vlivu lokality a užitkového roku na výnosy zelené hmoty nebyly zjištěny statistické rozdíly mezi užitkovými roky na lokalitě Želešice na rozdíl od lokality Troubsko. 151

152 Na této lokalitě byly zjištěny statisticky průkazně nižší výnosy oproti lokalitě Želešice. Ve výnosech sena byly zjištěny statistické rozdíly mezi oběma lokalitami a užitkovými roky. Závěr Výsledky ukazují, že na každém stanovišti excelovaly jiné odrůdy a mezi lokalitami byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly ve prospěch Želešic. Zatímco na lokalitě v Troubsku poskytla v prvním užitkovém roce nejvyšší výnos zelené hmoty odrůda Holyna, tak na lokalitě v Želešicích byla nejvýkonnější odrůda Litava. Jiná situace ovšem nastala ten samý rok u výnosů sena, kde v Troubsku dala největší výnosy odrůda Magda, tak v Želešicích vedla odrůda Vlasta. Výsledky ukazují schopnost jednotlivých odrůd přizpůsobit se různým půdněklimatickým podmínkám. Na lokalitě v Želešicích dobře reagovaly odrůdy na větší zásobu podzemní vody, neboť se tato lokalita nachází v blízkosti Hajanského potoka. K dosažení vysokých výnosů píce je důležitý výběr co nejvhodnější odrůdy do daných podmínek. Dedikace Výsledky byly získány za částečné institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace a částečně z prostředků Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů kulturních rostlin a agrobiodiverzity, financovaného MZe ČR Použitá literatura Avci, A. A., Ozkose, A., Tamkoc, A Determination of yield and quality characteristics of alfalfa (Medicago sativa L.) varieties grown in different locations. Journal of Animal and Veterinary Advances 12 (4): , ISSN Bowley, S. R., Hancock, D., Bowman, A., Robertson, L., 2007: Evaluation of alfalfa varieties for maturity and stem diameter. URL: Report-26Nov pdf Český statistický úřad 2013: URL: Chloupek, O Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Academia ČMT, Praha, str , ISBN Knotová, D., Kozová, Z., Pelikán, J., Raab. S Výkonnost českých odrůd vojtěšky seté. In: Pícninářské listy, XIX: 28 30, ISBN Lamb, J. F. S., Sheaffer, S. C., Samac, D. A Population density and harvest maturity effects on leaf and stem yield in Alfalfa. Agron. J., 95: page: Ottman, M. J., Rogers, M. T., 2000: Alfalfa yield response to cutting height and cutting at dawn and dusk. URL: 185/azl 1851a.pdf. Pelikán, J., Hýbl, M. et al. 2012: Czech plants of the family Fabaceae LINDL. Issue 1, Publishing Ing. Petr Baštan, Olomouc, ISBN Stanisavljevic, R. et al. 2012: Influence of plant density on yield components, yield and quality of seed and forage yields of alalfa varieties. Romanian agricultural research. Volume: 29. Pages: , ISSN: Sharratt, B. S., Baker, D. G., Sheaffer, C. C., 1986: Climatic effect on alfalfa dry matter production. Part I. Spring harvest. Agric. Forest Meteorol., 37:

153 Šmahel, P., Knotová, D., Lang, J. 2013: Situation in production of fodder crops in the Czech Republic and growing of alfalfa, red clover and grass/clover mixtures. Journal of mountain agriculture on the Balkans. Volume: 16, N. 4, Pages: , ISSN: Tab. 1: celkové produkce zelené hmoty a sena českých odrůd vojtěšky seté (v t.ha -1 ) s vyznačením statistických průkazností (α = 0,05) zelená hnota seno Troubsko Želešice Troubsko Želešice 1. už. rok 2. už. rok 1. už. rok 2. už. rok 1. už. rok 2. už. rok 1. už. rok 2. už. rok Palava 73,90 a 42,20 ab 86,17 ab 81,50 a 13,41 abc 8,28 ab 15,97 ab 18,35 e Jarka 76,50 a 43,53 ab 88,17 ab 83,83 ab 15,43 c 9,18 abc 16,49 ab 16,15 abcd Zuzana 72,33 a 42,30 ab 85,67 ab 83,83 ab 13,07 abc 10,27 c 15,36 ab 17,43 cde Jitka 66,30 a 37,67 a 89,50 ab 83,00 ab 11,71 a 7,89 a 15,52 ab 15,80 abc Kamila 69,80 a 39,27 ab 88,33 ab 85,00 ab 12,87 ab 8,75 abc 15,22 ab 16,79 bcde Litava 76,37 a 42,57 ab 92,00 b 91,17 b 14,29 bc 7,83 a 15,96 ab 18,35 e Magda 76,63 a 38,40 a 87,50 ab 86,67 ab 15,08 bc 8,99 abc 15,60 ab 16,65 abcde Morava 76,10 a 42,43 ab 88,67 ab 86,17 ab 13,73 abc 9,28 abc 15,06 ab 16,98 cde Niva 73,73 a 44,13 ab 85,50 ab 87,50 ab 13,78 abc 9,93 bc 15,26 ab 16,77 bcde Oslava 72,80 a 42,57 ab 84,33 a 84,17 ab 14,58 bc 9,49 abc 15,26 ab 14,97 a Vlasta 71,20 a 37,80 a 91,83 b 87,83 ab 13,00 abc 8,65 abc 16,73 b 17,88 de Holyna 77,20 a 42,97 ab 87,00 ab 85,00 ab 14,14 abc 8,27 ab 15,35 ab 16,88 cde Tereza 66,77 a 41,27 ab 84,33 a 89,17 ab 13,64 abc 8,82 abc 14,66 a 15,83 abc Denisa 71,13 a 47,27 b 84,50 a 82,50 a 12,70 ab 8,37 ab 15,65 ab 15,06 ab Tab. 2: porovnání rozdílů mezi užitkovými roky a lokalitami v celkových ročních produkcích zelené hmoty a sena v souboru českých odrůd vojtěšky seté (α = 0,05) užitkový zelená lokalita rok hmota seno Troubsko 1 72,91 c 13,67 b 2 41,74 b 8,86 a Želešice 1 87,39 a 15,58 c 2 85,52 a 16,71 d Kontaktní adresa: Ing. Daniela Knotová Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r.o. Zahradní 1, Troubsko 153

154 STUDIUM ODOLNOSTI VYBRANÝCH GENOTYPŮ KAPUSTY KADEŘAVÉ VŮČI NÁDOROVITOSTI BRUKVOVITÝCH Resistance study of selected curly kale genotypes to clubroot Kopecký P., Cenklová V. Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Olomouc Abstrakt Nádorovitost brukvovitých (Plasmodiophora brassicae Wor.; PB) je celosvětově rozšířená choroba napadající rostliny čeledi Brassicaceae. Odolnost 14 vybraných položek kapusty kadeřavé (Brassica oleracea subvar. sabellica O.E. Schulz) vůči PB byla testována za kontrolovaných podmínek. Vysoce rezistentní odrůdy nebyly ve sledovaném souboru genotypů prokázány. Odrůdy Lerchenzungen, Verheul, Kadet, Kadeřávek zelený a Pentland Brig se ukázaly jako částečně odolné, naopak extrémně vnímavá k PB se ukázala italská odrůda Nero di Toscana. Mezi další velmi citlivé odrůdy byly zařazeny také Kaprál, Lerchen Zungen, Scarlet a Vates. Drobné výkyvy hodnot indexů napadení v průběhu jednotlivých opakování mohlo být způsobeno heterogenitou použitých izolátů PB odvozených z náhodně odebraných vzorků z infekčního pole. Získané výsledky budou ověřeny na infekčním poli. Klíčová slova: Plasmodiophora brassicae Wor., Brassica oleracea subvar. sabellica O.E. Schulz, odrůdy, index napadení Abstract Clubroot (Plasmodiophora brassicae Wor.; PB) is a worldwide distributed disease that affects plants from the family Brassicaceae. Resistance of 14 chosen accessions of curly kale (Brassica oleracea subvar. sabellica O.E. Schulz) to PB was tested under controlled conditions. Highly resistant varieties were not among the group of genotypes demonstrated. Kale varieties Lerchenzungen, Verheul, Kadet, Kadeřávek zelený and Pentland Brig proved to be partially resistant, while extremely sensitive to PB proved to Italian variety Nero di Toscana. Other very susceptible varieties were also Kapral, Lerchen Zungen, Scarlet and Vates. Minor fluctuations in the diseases indexes values during separate sets of experiments could be due to the heterogeneity of the used PB isolates randomly collected from the infested field. The obtained results will be verified on the infested field. Key words: Plasmodiophora brassicae Wor., Brassica oleracea subvar. sabellica O.E. Schulz, varieties, disease index Úvod Biotrofní vnitrobuněčný parazit, nádorovka kapustová (Plasmodiophora brassicae Wor.) (dále PB) se vyskytuje kromě silně alkalických a vápenitých na většině typů půd (Dixon 2009) a může způsobovat závažné onemocnění u hospodářsky významných i planých druhů z čeledi Brassicaceae (Hwang et al. 2012). PB představuje velmi houževnatý celosvětově rozšířený organismus tvořící vytrvalé spory, které jsou schopny přežívat v půdě v latentním stavu až desítky let bez přítomnosti hostitelských rostlin. Jakmile se tyto spory setkají s přítomností kořenů hostitelských rostlin, dojde k jejich vyklíčení, tvorbě bičíkatých stádií zoospor, které v několika fázích napadají kořenové vlásky a kořeny a vedou ke zbytnění kořenů a tvorbě kořenových nádorů. Následný rozpad pletiv způsobuje výrazné zaostávání rostlin v jejich vývoji a tvorbě biomasy, až jejich celkový zánik. Největší ekonomické ztráty při produkci zemědělsky významných brukvovitých plodin jsou zaznamenávány v oblastech obou mírných pásem (Hwang et al. 2012, Manzanares-Dauleux 2001, Strelkov et al. 2011). Rozsáhlá variabilita patogenity a diverzita jednotlivých ras PB podporuje obtížnost kontroly rezistence brukvovitých vůči PB (Manzanares-Dauleux et al. 2001). Vysoce virulentní pathotypy PB byly původně jen velmi málo rozšířené, ale dochází ke stále většímu 154

155 zamořování pěstebních oblastí brukvovitých plodin (Strelkov et al. 2011). Nejúčinnější kontrolou PB zamořených pozemků je pěstování rezistentních kultivarů brukvovitých plodin (Chytilová a Dušek 2007, Diederichsen et al. 2009). Vzrůstá tak význam rezistentních odrůd, jejich výběr a šlechtění rovněž i pro kadeřavé kapusty. Cílem práce bylo otestovat odolnost 14 vybraných položek kapusty kadeřavé za kontrolovaných podmínek kultivační komory a následně doporučit vybrané rezistentní genotypy pěstitelům a šlechtitelům k dalšímu šlechtění a využití. Materiál a metody Analýzy byly prováděny u souboru 14 vybraných genotypů kadeřavé kapusty (Brassica oleracea subvar. sabellica O.E. Schulz) z genofondové kolekce zelenin VÚRV, v.v.i., Centra aplikovaného výzkumu zelenin a speciálních plodin Olomouc. Pasportní údaje položek jsou uvedeny online v databázi EVIGEZ. Rostliny byly pěstovány za standardních podmínek (14 h osvětlení/23 C, 10 h tma/15 C) v inertním semisterilním materiálu (perlitu) a inokulovány závlahou "spodem" do misek roztokem obsahující 10 7 spor PB v 1 ml. Inokulum bylo připraveno dle metodiky Chytilová a Dušek (2007) ze směsného izolátu odvozeného z náhodně odebraných vzorků z infekčního pole. Následně po 8 týdnech kultivace byla pro jednotlivé genotypy stanovena intenzita napadení rostlin podle stupnice Buczacki et al. (1975) v rozsahu 0-3 a byl proveden výpočet indexu napadení (DI) podle Chytilová a Dušek (2007). Jednotlivé genotypy byly testovány ve třech nezávislých opakováních vyhodnocených: 1. ( ), 2. ( ), 3. ( ). Celkem bylo hodnoceno 1427 rostlin, průměrně 32 rostlin na variantu a jedno opakování. Jako kontrola byla použita univerzální citlivá odrůda pekingského zelí (Brassica rapa var. pekinensis Hanelt) cv. Granaat. Výsledky a diskuse Studium odolnosti vybraných položek kapusty kadeřavé vůči nádorovitosti brukvovitých předběžně ukázalo nepříliš široké spektrum odolnosti od genotypů extrémně citlivých po částečně odolné, vysoce rezistentní genotypy nebyly zaznamenány. Při srovnání průměrů procent napadení rostlin z jednotlivých genotypů a indexů napadení (DI = disease indexes), se jako nejodolnější vůči PB ukázaly odrůdy Lerchenzungen evidenční číslo (EČ) 09H , původem z Německa (1983), Verheul EČ 09H z r. 1987, česká odrůda z r s EČ 09H Kadet, registrovaná v r. 1994, další česká odrůda Kadeřávek Zelený EČ 09H z r. 1985, která byla registrována již v r a britská odrůda Pentland Brig EČ 09H z r Všechny tyto odrůdy měly průměrně % rostlin se stupněm napadení (SN) 0-1 tedy téměř bez příznaků choroby a průměrný DI se pohyboval od 27 do 39 a jen průměrně 9-11 % rostlin bylo kategorizováno do SN 3, což ukazuje na částečnou odolnost. Ve většině případů korelovala i data získaná pro jednotlivá opakování s výjimkou odrůdy Kadet a Pentland Brig, kde DI vykazující v prvních dvou opakováních vyšší odolnost (47, 21 a 36, 26) se ve třetím opakování přikláněly spíše k vyšší citlivosti (DI byly 73 a 65), (Tab. 1). Průměrnou odolnost vykazovaly česká odrůda Kadeřávek Modrý EČ 09H z r. 1985, registrovaná v r a odrůdy Vitessa EČ 09H z Německa z r. 1966, Frosty EČ 09H z Nizozemí z r a Westlander EČ 09H pocházející z r Všechny tyto odrůdy mají průměrné DI 47 až 60 a průměrně % rostlin bylo zařazeno ve SN 0-1, získaná data byla podobná pro všechna 3 opakování (Tab. 1). Vysoce citlivé odrůdy byly Vates EČ 09H z r. 1985, Scarlet EČ 09H z r. 2005, registrovaná v r jako česká odrůda, odrůda Lerchen Zungen EČ 09H z r a další česká odrůda Kaprál EČ 09H z r. 2005, registrovaná r Jejich průměrný DI byl a průměrně jen % rostlin bylo zařazeno ve SN 0-1, tedy téměř bez příznaků choroby (Tab. 1). Korelace mezi jednotlivými opakováními experimentu byla rovněž poměrně vysoká. 155

156 Nejcitlivější k PB byla italská odrůda Nero di Toscana EČ 09H , z r s průměrným DI 93, hodnoty pro jednotlivá opakování byly 45, 94, 95 (Tab. 1), což převyšovalo DI kontrolní vysoce citlivé odrůdy pekingského zelí Granaat EČ 09H , kde byl průměrný DI 87 a hodnoty pro jednotlivá opakování byly 91, 94 a 78 (Tab. 1). Tab. 1: Srovnání odolnosti odrůd kadeřavé kapusty k nádorovitosti brukvovitých (PB) podle % SN a DI celkově a u jednotlivých nezávislých opakování experimentu. Nejvíce odolné genotypy (zeleně), nejcitlivější genotypy (červeně). evidenční číslo genotypu 09H H H H H H H H H H H H H H H název genotypu 1. opakování 2. opakování 3. opakování průměrný index celkové % ( ) ( ) ( ) index napadení (DI) rostlin ve stupni napadení v průběhu napadení % rostlin ve % rostlin ve % rostlin ve celkem opakování stupni napadení stupni napadení stupni napadení číslo (DI) Granaat Vitessa Kadeřávek Zelený Kadeřávek Modrý Pentland Brig Lerchenzungen Vates Lerchen Zungen Westlander Verheul Kadet Kaprál Scarlet Nero di Toscana Frosty Průměrně jen 1 % rostlin bylo zařazeno do SN 0-1 a celých 80 % rostlin (na rozdíl od 63 % u kontroly) spadalo do kategorie SN 3. Variabilita rezistence v rámci jednotlivých opakování mohla být způsobena heterogenitou použitých izolátů PB odvozených z náhodně odebraných vzorků z infekčního pole s dosud neurčeným složením a patogenitou ras. Částečně mohla ke 156

157 zvýšení této variability přispět i předpokládaná genetická heterogenita rostlinného materiálu a subjektivní hodnocení v průběhu analýz rostlinného materiálu. Pro šlechtitele má velký význam doporučení vhodných rezistentních odrůd. Aby bylo možné spolehlivě charakterizovat a případně dále doporučit konkrétní odrůdu, je třeba naše předběžné výsledky z kontrolovaných podmínek kultivační komory nejprve ověřit v podmínkách infekčního pole, pro jednotlivé genotypy hodnotit výnosy konzumních částí jednotlivých rostlin na infekčním poli ve srovnání s výnosem na nezamořeném pozemku na základě zjišťování koeficientu tolerance (K t ). Teprve komplexní analýza chování rostlin jednotlivých genotypů za různých podmínek kultivace a za různě intenzivního tlaku ze strany patogena může pomoci určit vhodné rezistentní odrůdy pro další šlechtění a pěstování. Závěr Analýzy citlivosti vybraných odrůd kapusty kadeřavé vůči nádorovitosti brukvovitých v kontrolovaných podmínkách v pěstební komoře VÚRV, v.v.i. v Olomouci neprokázalo žádnou vysoce rezistentní odrůdu. Jako částečně odolné byly vyhodnoceny odrůdy Lerchenzungen, Verheul, Kadet, Kadeřávek Zelený a Pentland Brig a jako nejcitlivější odrůda Nero di Toscana. Mezi další velmi citlivé odrůdy byly zařazeny také Kaprál, Lerchen Zungen, Scarlet a Vates. Pro případné doporučení odolnějších genotypů k rezistenčnímu šlechtění, budou výsledky nejprve ověřeny v polních podmínkách. Rostliny budou testovány na rezistenci k PB na infekčním poli udržovaném na pozemcích VÚRV, v.v.i. v Olomouci. Dedikace Výsledky vznikly s podporou výzkumného záměru MZe ČR , grantu ED0007/01/01 Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum. Použitá literatura Buczacki S.T., Toxopeus H., Mattusch P., Johnston T.D., Dixon, G.R. Hobolth G.R.: Study of physiological specialization in Plasmodiophora brassicae: proposals for attempted rationalisation through an international approach. Transaction of the British Mycological Society, 65: , Diederichsen E., Frauen M., Enrico C., Linders G.A., Hatakeyama K., Hirai M.: Status and perspectives of clubroot resistance breeding in crucifer crops, J. Plant Growth Regul., 28: , Dixon G.R.: Plasmodiophora brassicae in its Environment, J. Plant Growth Regul., 28: , Hwang S.F., Strelkov S.E., Feng J.: Plasmodiophora brassicae: a review of an emerging pathogen of the Canadian canola (B. napus) crop. Mol. Plant Path., 13/2: , Chytilová V., Dušek K.: Metodika testování odolnosti brukvovitých plodin k nádorovitosti. Metodika pro praxi, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., pp.19, Manzanares-Dauleux M.J., Divaret I., Baron F., Thomas G.: Assessment of biological and molecular variability between and within field isolates of Plasmodiophora brassicae - RAPD. Plant Pathol., 50: , Strelkov S.E., Hwang S.E., Howard R.J., Haartman M., Turkington T.K.: Progress towards the sustainable management of clubroot (Plasmodiophora brassicae) of canola on the Canadian prairies. Prairie Soils & Crops Journal, 4: , Kontaktní adresa: Bc. Pavel Kopecký, Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Oddělení genetických zdrojů zelenin, léčivých rostlin a speciálních plodin, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Šlechtitelů 29, Olomouc, 157

158 ŠLECHTĚNÍ ŽLUTOSEMENNÉ OZIMÉ ŘEPKY (BRASSICA NAPUS L.) Breeding of yellow seeded winter oilseed rape (Brassica napus L.) Kučera V., Vyvadilová M., Klíma M. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha - Ruzyně Abstrakt Pro šlechtění žlutosemenné ozimé řepky byly využity dihaploidní (DH) linie, odvozené z mezidruhových kříženců žlutosemenné řepice Brassica rapa, var. Yellow Sarson a krmné kapusty Brassica oleracea, odrůdy Furchenkohl, se světlým zbarvením osemení. DH linie vybrané na základě ozimého charakteru, barvy osemení a počtu chromozomů, odpovídajícímu Brassica napus, byly dále kříženy se žlutosemennými materiály čínského původu. Z F1 kříženců byly odvozeny další DH linie, které byly přemnoženy v polních podmínkách ve vegetačním období 2011/2012. Analýza kvality semen u vybraných linií s požadovanou žlutou barvou metodou NIRS vykázala velkou variabilitu v obsahu glukosinolátů (GSL) - od 8,65 do 106,39 μmol.g -1 i kyseliny erukové - od 0,21 do 25,95 %. Obsah vlákniny těchto linií byl o 0,5-2 % nižší, ve srovnání s tmavosemennou kontrolou. Klíčová slova: řepka ozimá; žlutosemennost; dihaploidní linie; kvalita semen Abstract Doubled haploid (DH) lines derived from the interspecific hybrids of yellow seeded Brassica rapa var. Yellow Sarson and Brassica oleracea, fodder kale cv. Furchenkohl, with partially yellow seed coat were used for breeding of yellow seeded winter oilseed rape. DH lines selected on the basis of winter character, seed color and number of chromosomes corresponding to Brassica napus were subsequently crossed with yellow seeded rapeseed materials of Chinese origin. Further DH lines derived from F1 hybrids were reproduced in the field conditions during the period 2011/2012. Seed quality analyses of selected lines with desired yellow color by NIRS method showed a big variability in glucosinolate (GSL) content from 8.68 to μmol.g -1 and erucic acid from 0.21 to %. Fiber content of these lines was from 0.5 to 2% lower compared with the black seeded standard. Key words: winter oilseed rape; yellow seed color; doubled haploid lines; seed quality Úvod Řepka olejka je jednou z nejvýznamnějších olejnin na celém světě, ozimá forma je v ČR druhou nejrozšířenější plodinou na orné půdě po ozimé pšenici a před jarním ječmenem. Semeno řepky je zdrojem kvalitního oleje, využívaného pro potravinářské účely i průmyslové zpracování a výrobu biopaliv, extrahované šroty jsou součástí krmných směsí pro hospodářská zvířata. Žlutosemenné formy brukvovitých mají tenčí osemení a větší embryo a tudíž vyšší obsah oleje a bílkovin a nižší obsah vlákniny i antinutričních látek, jako jsou taniny, než tmavosemenné genotypy těchto druhů (Rahman a Mc Vetty, 2011). U druhu Brassica napus se žlutosemenné formy přirozeně nevyskytují, proto je dlouholetá snaha o jejich získání pomocí mezidruhové hybridizace příbuzných druhů, zejména B. rapa, B. oleracea, B. juncea a B. carinata (Chen et al., 1988, Rashid et al., 1994, Meng et al., 1998, Rahman, 2001). Dosud byla získána celá řada žlutosemenných linií řepky, avšak většinou nebylo dosaženo stabilní čistě žluté barvy semen vzhledem k polygennímu založení tohoto znaku (Rahman a Mc Vetty, 2011). Žlutosemennost je též ovlivňována podmínkami prostředí, zvláště vyšší teplota nad 20 o C zvyšuje žluté zbarvení semen. Avšak dokonce částečně žlutosemenné linie vykazují zlepšenou kvalitu semen ve srovnání s tmavosemennými (Rashid et al., 1995). V poslední době se ve šlechtění žlutosemenné řepky začíná využívat i molekulárního markerování, které může značně usnadnit tvorbu nových odrůd tohoto typu. Cílem práce bylo využít rozpracované šlechtitelské materiály českého a čínského původu pro šlechtění žlutosemenné ozimé řepky se sníženým obsahem vlákniny a dvounulovou kvalitou. 158

159 Materiál a Metody Výchozím materiálem byly tři částečně žlutosemenné dihaploidní (DH) linie (SLŽ), odvozené z mezidruhových kříženců žlutosemenné řepice B. rapa, var. Yellow Sarson a krmné kapusty B. oleracea, odrůdy Furchenkohl, se světlým zbarvením osemení (Vyvadilová et al., 1999), vybrané na základě ozimého charakteru, barvy osemení a počtu chromozomů, odpovídajícímu B. napus. Tyto linie byly kříženy pro zlepšení a stabilizaci barvy osemení a výnosových parametrů se dvěma žlutosemennými liniemi čínského původu (ČŽL), získanými z College of Agronomy, Northwest A & F University Yangling, Shaanxi, na základě společně řešených projektů. Oba čínské materiály ČŽL a jeden český, SLŽ 6, měly nadlimitní obsah glukosinolátů (GSL). Materiál ČŽL 24 vykázal i vysoký obsah kyseliny erukové (KE). Z donorových rostlin čtyř kombinací F1 kříženců těchto materiálů byly odvozeny technikou mikrosporových kultur mikrosporové regeneranty, které byly v roce 2010 přemnoženy samoopylením pod technickou izolací jednotlivých rostlin. Vybrané DH linie, se světlým až žlutým zbarvením osemení, byly vysety v polních podmínkách ve vegetačním období 2011/ 2012 a dopěstovány do semene při skupinové technické izolaci po třech až šesti rostlinách. Obsah GSL a KE u výchozích materiálů byl stanoven standardními metodami HPLC a GC, kvalita semen odvozených DH linií (GSL, mastné kyseliny - MK) skríningovou metodou NIRS. Analýza obsahu vlákniny byla prováděna přístrojem Fibertec. Výsledky a diskuze Parametry kvality semen výchozích materiálů a porovnání obsahu vlákniny s tmavosemennou kontrolou Caracas, pěstovanou ve stejných podmínkách jsou uvedeny v tabulce 1. Tab. 1: Kvalita semen výchozích rodičovských materiálů použitých pro křížení Označení Obsah GSL Obsah kys. Obsah vlákniny vzorku µmol/g (HPLC) erukové (GC) g/kg suš. (Fibertec) SLŽ 6 30,47 0,1 193,6 SLŽ 8 8,65 0,0 190,3 SLŽ 14 9,18 0,0 182,5 ČŽL 20 47,52 0,0 206,8 ČŽL 24 81,10 31,81 185,3 Caracas ,4 V tabulce 2 jsou uvedeny počty mikrosporových regenerantů, získaných z jednotlivých kombinací křížení, které byly dopěstovány až do semene, počty rostlin následně vybraných na základě žlutého zbarvení osemení a počty odvozených DH linií. Tab. 2: Počty DH regenerantů získaných z jednotlivých kombinací křížení českých (SLŽ) a čínských (ČŽL) žlutosemenných materiálů, vybraných žlutosemenných rostlin a DH linií Kombinace křížení Počet DH regenerantů Počet vybraných žlutosemenných rostlin SLŽ 6 x ČŽL Ž 1/1-1/10 SLŽ 8 x ČŽL Ž 2/1-2/5 SLŽ 14 x ČŽL Ž 3/1-3/5 SLŽ 8 x ČŽL Ž 4/1-4/4 Celkem Označení žlutosemenných DH linií Počet vybraných rostlin se světlým až žlutým zbarvením osemení (Obr. 1) z 86 dopěstovaných regenerantů činil 23, tj. 26,7 %. Všechny odvozené DH linie, vybrané na základě zbarvení osemení, vykázaly dobrou mrazuvzdornost v polních podmínkách. Kvalita semen těchto linií byla hodnocena metodou NIRS (Tab. 3). Analýza kvality semen u

160 vybraných linií vykázala velkou variabilitu v obsahu GSL, od 8,65 do 106,39 μmol.g -1 i KE, od 0,21 do 25,95 %. Většina linií, označených 1 3, měla vysoký obsah GSL, některé i nadlimitní obsah KE. U skupiny linií č.1, kde obě výchozí rodičovské linie měly vysoký obsah GSL a jedna i KE, se přesto vyskytla jedna rostlina s obsahem GSL 16,18 μmol.g -1, avšak s KE 20,05 %. Obdobně ve skupině č. 2 byla jedna rostlina s 16,76 μmol.g -1 GSL a 21,15 % KE. Rostliny skupiny č. 3 vykázaly vyšší obsah GSL a jedna i vysoký obsah KE, přestože výchozí rodiče měly nulovou hodnotu této MK. Požadavky na dvounulovou kvalitu semen splňovala pouze skupina linií č. 4/1 4/4, jak dokumentuje tabulka 3. Tyto linie vykázaly i vyšší olejnatost ve srovnání s většinou ostatních linií. Obr. 1: Zbarvení osemení vybraných žlutosemenných regenerantů Tab. 3: Hodnocení kvality semen metodou NIRS vybraných DH linií odvozených z kříženců českých a čínských žlutosemenných materiálů Tuk (%) GSL[μmol.g -1 ] 160 k. olej. (%) k. linol. (%) k. linolen. (%) k. eruk. (%) No. NIRS Označení VÚRV C 18:1 C 18:2 C 18:3 C 22:1 1 Ž 1/1 45,34 46,01 65,46 21,94 8,93 0,53 2 Ž 1/3 43,80 78,20 30,62 18,46 9,59 25,66 3 Ž 1/4 38,67 54,07 55,39 27,27 10,63 0,69 4 Ž 1/5 42,79 90,70 32,53 21,15 11,04 20,54 5 Ž 1/6 41,07 52,38 57,36 25,26 10,03 0,63 6 Ž 1/7 42,40 51,71 60,35 22,85 10,18 0,51 7 Ž 1/8 43,87 16,18 48,59 14,44 10,44 20,05 8 Ž 1/9 41,28 64,80 57,98 27,89 10,87 0,49 9 Ž 1/10 46,27 78,60 35,15 18,35 8,45 24,65 10 Ž 2/1 40,24 93,99 52,98 23,88 10,28 0,77 11 Ž 2/3 40,68 106,39 30,43 19,96 10,36 18,91 12 Ž 2/4 41,42 68,12 42,37 17,90 8,91 18,77 13 Ž 2/5 43,87 16,76 46,33 14,72 10,42 21,15 14 Ž 3/1 40,66 36,10 60,17 25,90 10,51 0,31 15 Ž 3/2 41,23 47,33 61,04 26,50 10,74 0,29 16 Ž 3/4 44,09 74,77 38,57 14,08 9,91 25,95 17 Ž 3/5 43,36 42,65 59,73 25,17 10,87 0,48 18 Ž 4/1 45,26 12,88 64,34 24,66 10,55 0,23 19 Ž 4/2 44,81 9,66 58,37 28,38 12,06 0,21 20 Ž 4/3 46,21 8,68 59,24 27,93 11,74 0,25 21 Ž 4/4 44,06 10,40 64,98 23,65 9,63 0,27 22 HS 2 43,86 10,30 68,27 20,87 8,13 0,30 U čtyř vybraných žlutosemenných DH linií byla provedena analýza obsahu vlákniny v semenech přístrojem Fibertec. Jako kontrola sloužila tmavosemenná linie HS 2 pěstovaná ve stejných podmínkách. Výsledky analýz jsou uvedeny v tabulce 4. Podíl vlákniny u žlutosemenných DH linií byl poněkud nižší, v rozsahu od 0,5 do 2,0 %, ve srovnání s tmavosemennou kontrolou a odpovídal hodnotě žlutosemenného rodičovského materiálu ČŽL 20/1.

161 Tab. 4: Výsledky analýzy obsahu vlákniny u vybraných žlutosemenných DH linií Ž 1/4 Ž 2/4 Ž 2/5 Ž 4/1 ČŽL20/1 HS 2 v původ. hmotě ve 100% sušině v původ. hmotě ve 100% sušině v původ. hmotě ve 100% sušině v původ. hmotě ve 100% sušině v původ. hmotě ve 100% sušině v původ. hmotě ve 100% sušině sušina (%) 95,07 100,00 95,23 100,00 95,28 100,00 95,39 100,00 95,66 100,00 95,17 100,00 vláknina (%) 24,07 25,32 24,32 25,54 25,56 26,83 24,93 26,13 25,71 26,88 26,02 27,34 Hodnocení barvy osemení získaných DH linií potvrdilo závěry práce Rahmana a McVettyho (2011), že je obtížné dosáhnout stabilní čistě žluté barvy semen řepky. U několika DH linií však došlo ke zlepšení některých parametrů kvality semen, zejména snížení obsahu vlákniny a zvýšení olejnatosti, což odpovídá výsledkům Rashida et al. (1995). Závěr Výsledky potvrzují možnost využití českých a čínských materiálů s částečně žlutým zbarvením osemení pro šlechtění žlutosemenné ozimé řepky s dvounulovou kvalitou a zlepšenými dalšími kvalitativními parametry semen. Výnos a další agronomické znaky vybraných perspektivních linií budou zhodnoceny v polních výkonnostních zkouškách. Dedikace Práce vznikla za podpory projektů MZe QI111A075 a MŠMT LH Použitá literatura Chen, B. Y., Heneen, S. K. and Josson, R Resynthesis of Brassica napus L. through interspecific hybridization between B. alboglabra Bailey and B. campestris L. with special emphasis on seed color. Plant Breed. 101: Meng, J., Shi, S., Gan, L., Zaiyung, L. and Qu, X The production of yellow-seeded Brassica napus (AACC) through crossing interspecific hybrids of B. campestris (AA) and B. carinata (BBCC) with B. napus. Eyphytica 103: Rahman, M. H Production of yellow-seeded Brassica napus through interspecific crosses. Plant Breed. 120: Rahman M., McVetty P. B. E A review of Brassica seed color. Can. J. Plant Sci. 91: Rashid, A., Rakow, G. and Downey, R. K Development of yellow seeded Brassica napus through interspecific crosses. Plant Breed. 112: Rashid, A., Rakow, G. and Downey, R. K Agronomic performance and seed quality of black seeded cultivars and two sources of yellow seeded Brassica napus. Proceedings of 9th International Rapeseed Congress, Cambridge, UK. pp Vyvadilová M., Tomášková D., Bechyně M., Kučera V The use of doubled haploids to stabilize yellow-seedness in oilseed rape. Czech J. Genet. Plant Breed. 35:7-9. Kontaktní adresa: Ing. Vratislav Kučera, CSc., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská 507/73, Praha 6-Ruzyně 161

162 HODNOCENÍ PRODUKČNÍCH VLASTNOSTÍ GENETICKÝCH ZDROJŮ JÍLKU VYTRVALÉHO Evaluation of production traits of genetic resources of perennial ryegrass Lošák M. 1, Ševčíková M. 2 1 OSEVA PRO s.r.o., Výzkumná stanice travinářská Rožnov - Zubří 2 OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., Zubří Abstrakt V letech 2011 a 2012 byly v polním experimentu na pokusném stanovišti v Zubří ( N, E, 345 m n.m., dlouhodobý průměr ročního úhrnu srážek 865 mm, dlouhodobý průměr denní teploty vzduchu 7,5 C) hodnoceny produkční vlastnosti 19 diploidních genetických zdrojů jílku vytrvalého z kolekce genetických zdrojů OSEVA PRO s.r.o., Výzkumné stanice travinářské Rožnov - Zubří. Byl porovnáván výnos suché hmoty v jednotlivých sečích, celkový roční výnos suché hmoty, výška porostu před každou sečí, začátek a intenzita metání v souboru 2 kontrolních odrůd ('Olaf', 'Barutti') a 17 položek planého původu ve 2 variantách sečení (3x ročně, 5x ročně). Klíčová slova: produkce biomasy, pícniny, Lolium perenne, plané genetické zdroje Abstract In the years 2011 and 2012, production properties of 19 genetic resources of diploid perennial ryegrass from the germplasm collection of OSEVA PRO Ltd., Grassland Research Station Rožnov Zubří were evaluated in the field experiment at Zubří ( N, E, altitude 229 m, annual rainfall 865 mm, annual average temperature 7,5 C). The seasonal dry matter yield, total annual dry matter yield, sward height before each cut, time of inflorescence emergence and abundance of inflorescences were compared in the set of 2 control varieties ('Olaf', 'Barutti') and 17 wild ecotypes in 2 variants of cutting (three and five cut regime). Key words: biomass production, forage, Lolium perenne, wild genetic resources Úvod Genetické zdroje rostlin představují materiál rostlinného původu ve formě šlechtěných a krajových odrůd, planých druhů a forem, který má současné nebo potenciální využití a zasluhuje proto ochranu a zachování pro budoucnost. Shromažďování a uchovávání genetických zdrojů zvláště planého původu má význam pro získání genů s rezistencí k chorobám a škůdcům, ale také s tolerancí k nepříznivým podmínkám (Roudná a Dotlačil, 2007). OSEVA PRO s.r.o., Výzkumná stanice travinářská je v rámci ČR kurátorem genofondové sbírky travin, ve které má největší podíl kolekce jílku vytrvalého. Ta byla k tvořena 461 dostupnými položkami, z toho 71 planých ekotypů a 390 odrůd a šlechtitelských materiálů. O významu jílku vytrvalého svědčí také počet odrůd ve Společném evropském katalogu, který ke konci roku 2012 činil 1098 odrůd pro pícní i trávníkové využití. Diploidní odrůdy jílku vytrvalého jsou vhodné zejména do pastevních porostů, protože lépe odolávají sešlapávání pasoucími zvířaty než odrůdy tetraploidní a vyznačují se vyšším obsahem sušiny. Výnos pícních trav je v šlechtitelském procesu důležitým selekčním kritériem, ale důležitější je adaptabilita výnosu na více lokalitách a v několika ročnících (Chloupek, 2008). Wilkins a Lovatt (2011) srovnávali ve Velké Británii vlastnosti 21 nových odrůd a novošlechtění se 2 starými odrůdami, vyšlechtěnými z ekotypů; vlivem šlechtění se zlepšila celková roční produkce sušiny u středně raných odrůd o %, u pozdních o %. Hodnocení genetických zdrojů trav je nezbytným předpokladem pro jejich praktické využití ve šlechtění a výzkumu. Cílem práce bylo porovnat produkční vlastnosti 19 diploidních položek jílku vytrvalého z kolekce genetických zdrojů trav v třísečné a pětisečné variantě polního pokusu ve 2 letech. 162

163 Materiál a metody Maloparcelkový pokus byl založen v roce 2010 v katastru města Zubří. Vzhledem k omezenému množství osiva planých položek jílku vytrvalého (Lolium perenne L.) byl pokus založen ve 2 randomizovaných opakováních s velikostí jednotlivých parcel 2 m 2. Výsev byl proveden ručně s meziřádkovou vzdáleností 20 cm. Hnojení pokusu: v jarním období a po každé seči kromě poslední byla aplikována dávka 60 kg N.ha -1 v třísečné variantě a 50 kg N.ha -1 v pětisečné variantě. Termíny sečí probíhaly podle metodiky hodnocení genetických zdrojů pícnin a trav (Pelikán et al., 2009). Seznam a původ hodnocených planých materiálů je uveden v tabulce 1. Kontrolní odrůdy byly vyšlechtěny v České republice (cv. 'Olaf') a v Nizozemí (cv. 'Barutti'). Sklizeň byla prováděna lištovou žací sekačkou MF 70 a při každé seči byla vážením zjištěna hmotnost zelené hmoty na parcele (kg). Následně byly odebrány přibližně 0,25 kg vzorky zelené hmoty, které byly zváženy, vysoušeny při teplotě 60 C a zváženy pro stanovení celkového ročního výnosu suché hmoty a výnosu v jednotlivých sečích. U obou variant bylo provedeno hodnocení dalších znaků podle Klasifikátoru Trávy (Ševčíková et al., 2002). Před každou sečí byla změřena výška porostů a v třísečné variantě byly zaznamenány začátek metání, který byl následně přepočten na počet dnů od 1. dubna, a intenzita metání, která byla hodnocena pomocí 9bodové stupnice (1 žádná nebo velmi slabá, 9 velmi silná) odhadem počtu fertilních stébel na m 2 v plném metání. Teplotní a srážkový průběh počasí ve vegetačním období let je uveden v tabulce 2. Výsledky byly statisticky vyhodnoceny metodou analýzy variance ANOVA v programu STATISTICA CZ 10 a následným testováním statistické významnosti rozdílů středních hodnot pomocí Tukeyova HSD testu na hladině významnosti α = 0,05. Tab. 1 Původ planých genetických zdrojů jílku vytrvalého Označení Původ Označení Původ Označení Původ 27/96 (631) Česká republika 21/08 (645) Česká republika 48/09 (661) Norsko 31/96 (632) Česká republika 43/09 (656) Česká republika 49/09 (662) Norsko 34/96 (633) Česká republika 44/09 (657) Česká republika 50/09 (663) Dánsko 95/04 (635) Nový Zéland 45/09 (658) Portugalsko 51/09 (664) Dánsko 55/06 (647) Česká republika 46/09 (659) Velká Británie 135/09 (634) Slovensko 56/06 (648) Česká republika 47/09 (660) Velká Británie Pozn.: Čísla v závorkách představují poslední trojčíslí národního evidenčního čísla genetického zdroje (ECN) jílku vytrvalého ve tvaru 14G2000xxx. Tab. 2 Průměrné měsíční teploty a měsíční úhrny srážek ( ), teplotní a srážkové normály ( ) ve vegetačním období pro lokalitu Zubří Měsíc Průměrné Průměrné Teplotní Úhrny Úhrny Srážkový teploty 2011 teploty 2012 normál srážek 2011 srážek 2012 normál IV 10,4 9,8 7,5 56,6 19,3 61,2 V 13,9 14,9 12,5 110,8 52,2 92,4 VI 17,8 18,5 15,3 112,3 105,9 114,7 VII 17,4 20,3 16,7 158,4 54,5 113,9 VIII 18,1 19,3 16,2 76,9 40,1 102,1 IX 15,6 15,1 13,0 18,4 89,0 62,5 Výsledky a diskuze Výška porostů měřená před každou sečí byla v třísečné variantě ovlivněna faktory pořadí seče a ročník. V průměru všech hodnocených položek v letech dosahovaly porosty výšky 55 cm ( a ) v 1. seči, 28 cm ( b ) ve 2. seči a 22 cm ( c ) ve 3. seči. V roce 2011 byla průměrná výška porostů 42 cm, v roce 2012 zejména z důvodu stresu ze sucha 28 cm. Mezi jednotlivými hodnocenými genetickými zdroji nebyly prokázány statisticky významné rozdíly 163

164 NOR 49/09 DNK 51/09 NZL 95/04 NLD Barutti CZE 44/09 NOR 48/09 CZE Olaf DNK 50/09 GBR 46/09 GBR 47/09 CZE 55/06 CZE 21/08 PRT 45/09 CZE 56/06 CZE 43/09 CZE 27/96 CZE 31/96 CZE 34/96 SVK 135/99 Intenzita metání (body 1-9) Začátek metání (počet dní od 1.4.) Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu ve výšce porostů v průměru tří sečí a obou let. Signifikantní rozdíly ve výšce porostů byly zjištěny v 1. seči v klimaticky příznivějším roce 2011, kdy se soubor hodnocených položek rozdělil na skupinu nižších ekotypů (47/09, 46/09, 135/99, 45/09, 51/09, 34/96, 43/09, 27/96, 49/09, 50/09, 31/96, 55/09, 48/09) s výškou cm a na skupinu vyšších ekotypů a odrůd (cv. 'Olaf', 44/09, 95/04, 51/09, cv. 'Barutti', 49/09), které dosahovaly výšky cm. V pětisečné variantě nebyla výška porostů statisticky průkazně ovlivněna deficitem srážek v druhém užitkovém roce a v průměru všech hodnocených položek dosahovala 23 cm (2011) a 22 cm (2012). Z pohledu pořadí seče byla největší výška v průměru obou hodnocených let a všech položek zjištěna ve 3. seči (27 cm) a, následovala 1. seč (23 cm) b, 4. seč (21 cm) c, 2. seč (21 cm) c a 5. seč (20 cm) c. Porovnáním dosažené výšky před sečí u genetických zdrojů mezi sebou nebyly zjištěny statisticky průkazné rozdíly. Výnosy suché hmoty (SH) mezi jednotlivými položkami jílku vytrvalého se v průměru let statisticky průkazně neodlišovaly v třísečné ani pětisečné variantě pokusu. Podobnost ve výnosech SH mezi vybranými planými populacemi a odrůdami jílku vytrvalého prezentuje také Kemešyté et al. (2010), který v klimaticky příznivých letech pro růst jílku vytrvalého uvádí statisticky průkazně vyšší výnosy některých planých ekotypů v porovnání s odrůdami. Plané ekotypy 56/06, 31/96, 21/08, 44/09, 95/04, 49/09 a 135/99 dosahovaly v třísečné variantě podobných nebo vyšších výnosů SH (více než 15 t.ha -1.rok -1 ) jako hodnocené odrůdy 'Olaf' (15,8 t.ha -1.rok -1 ) a 'Barutti' (15,5 t.ha -1.rok -1 ). Tyto výsledky byly velmi významně ovlivněny ročníkem, kdy v roce 2011 byly výnosy SH v průměru hodnocených položek 17,7 t.ha -1.rok -1 a v roce 2012 došlo ke snížení výnosů na 11,6 t.ha -1.rok -1. Jak uvádí Cagaš et al. (2007), u jílku vytrvalého lze počítat s ročním výnosem suché hmoty okolo 20 t. Graf 1 Začátek a intenzita metání u položek jílku vytrvalého na stanovišti Zubří ( ) Začátek metání Intenzita metání Nejlépe se s deficitem srážek z pohledu výnosů ve druhém užitkovém roce vyrovnaly ekotypy 56/09, 49/09, 44/09 a 31/96, které patřily k položkám s nejvyšší produkcí SH v obou užitkových letech. V průměru všech položek a obou let se statisticky průkazně odlišovala produkce SH v 1. seči (6,5 t.ha -1.rok -1 ) a od produkce ve 2. seči (4,0 t.ha -1.rok -1 ) b a ve 3. seči (4,1 t.ha -1.rok -1 ) b. V pětisečné variantě dosahovaly srovnatelných výnosů SH s odrůdami plané ekotypy 56/06, 31/96, 135/99, 50/09, 95/04 a 21/08, které se zároveň nejlépe vyrovnaly s klimaticky méně příznivým rokem 2012 společně s odrůdou 'Barutti'. Také v této variantě byl zjištěn významný vliv ročníku na dosažené výnosy SH, kdy v roce 2011 byl průměrný výnos 15,9 t.ha -1.rok -1 a v roce 2012 došlo ke snížení výnosu na 11,8 t.ha -1.rok -1 v průměru 164

165 všech hodnocených položek. Nejvyšší výnosy SH vzhledem k pořadí seče byly v průměru všech položek zjištěny ve 3. seči (3,8 t.ha -1.rok -1 ) a, následovala 5. seč (3,2 t.ha -1.rok -1 ) b, 2. seč (2,5 t.ha -1.rok -1 ) c, 4. seč (2,2 t.ha -1.rok -1 ) d a 1. seč (2,1 t.ha -1.rok -1 ) d. Na základě hodnocení začátku metání v třísečné variantě lze všechny položky zařadit z hlediska generativního mezi středně rané (Graf 1). Rozdíl mezi nejdříve a nejpozději metajícím jílkem vytrvalým činil 9 dnů. Ševčíková (2010) uvádí, že mezi odrůdami jílku vytrvalého může rozdíl v ranosti činit i více než 30 dnů. Z hlediska intenzity metání lze soubor všech položek v průměru hodnocení dvou let rozdělit na silně metající (cv. 'Olaf', cv. 'Barutti', 95/04, 44/09), středně metající (49/09, 51/09, 48/09, 50/09, 46/09, 47/09, 55/06, 21/08, 45/09, 31/96) a slabě metající (56/06, 43/09, 27/96, 34/96, 135/99). Závěr V souboru vybraných planých ekotypů jílku vytrvalého z kolekce genetických zdrojů trav byly hodnoceny produkční vlastnosti (výnos suché hmoty, výška porostů před sečí), začátek a intenzita metání. Porovnáním s kontrolními odrůdami 'Olaf' a 'Barutti' byly nalezeny materiály se srovnatelnou produkcí suché hmoty v třísečné i pětisečné variantě, které dosahovaly podobných výnosů jako kontrolní odrůdy také ve stresových podmínkách způsobených nedostatkem srážek ve druhém užitkovém roce. U vybraných materiálů by následně měla být hodnocena odolnost vůči chorobám a škůdcům a hodnocení kvality vyprodukované píce. Všechny hodnocené materiály jsou pro šlechtitele a výzkumné instituce dostupné prostřednictvím on-line informačního systému Evidence genetických zdrojů rostlin ČR na adrese: Dedikace Příspěvek vznikl za finanční podpory MZe v rámci řešení Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agro-biodiversity a za částečné Institucionální podpory na rozvoj výzkumné organizace. Použitá literatura Cagaš, B., Frydrych, J., Macháč, R. Univerzalita travních porostů její využití v České republice. In: Ekológia trávneho porastu VII medzinárodná vedecká konferencia. Banská Bystrica: SCPV VUTPHP, 2007, s Chloupek, O. Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Praha: Academia, 2008, 312 s. Kemešyte, V. et al. Evaluation of Lolium perenne L. wild ecotypes of Ukrainian origin in Lithuania. Agronomy Research [online]. 2010, roč. 8, Special issue 3 [cit ]. Dostupné z: Pelikán, J., Ševčíková, M., Lošák, M. Metodika řešení kolekce genetických zdrojů pícnin a trav. In: Dotlačil, L. et al.: Rámcová metodika Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agro-biodiversity. Praha: VÚRV, 2009, s Roudná, M., Dotlačil, L. Genetické zdroje význam, využívání a ochrana. Praha: MŽP, 28 s. Ševčíková, M. Pěstované rody a druhy trav. In: CAGAŠ, B. Trávy pěstované na semeno. Olomouc: Petr Baštan, 2010, s Ševčíková, M., Šrámek, P., Faberová, I. Klasifikátor. Trávy (Poaceae). Praha: VÚRV, 2002, 34 s. Wilkins, P. W., Lovatt, J. A. Gains in dry matter yield and herbage quality from breeding perennial ryegrass. Irish Journal of Agric. and Food Research. 2011, roč. 50, č. 1, s Kontaktní adresa: Ing. Martin Lošák, OSEVA PRO s.r.o., o.z. Výzkumná stanice travinářská Rožnov Zubří, Hamerská 698, Zubří, 165

166 MOŽNOSTI IDENTIFIKACE ODRŮD ČESNEKU POMOCÍ ANALÝZY MIKROSATELITŮ Identification of garlic varieties using SSR markers Ovesná J., Leišová-Svobodová L., Kučera L. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha-Ruzyně Abstrakt Pomocí 21 SSR markerů jsme analyzovali 56 vzorků česneku. Celkem bylo detekováno 108 alel. Na základě počtu detekovaných alel a hodnot míry informativnosti polymorfismu (PIC) jednotlivých lokusů bylo pro další analýzy vybráno 16 lokusů. Metoda analýzy mikrosatelitů se ukázala jako vhodná pro identifikaci odrůd česneku. Soubor 16 vybraných lokusů dokáže rozlišit české odrůdy česneku a odlišit je od zahraničních odrůd. Byl připraven vzorník DNA fingerprintů českých odrůd. Klíčová slova: Allium sativum, délkový polymorfismus mikrosatelitů Abstract With 21 SSR markers, we analyzed 56 samples of garlic. A total of 108 alleles were detected. On the basis of the detected values and the extent of allele polymorphism information content (PIC) of the individual loci we selected for further analysis 16 loci out of 21tested. Microsatellite analysis has been proved suitable for the differentiation of local garlic varieties. Set of 16 selected loci can differentiate amongczech garlic varieties and distinguish them from foreign varieties. DNA fingerprints of Czech garlic cultivars was developed. Keywords: Allium sativum, lenght polymorphism, microsaatellites Úvod Česnek kuchyňský (Allium sativum L.) je diploidní rostlina s téměř výhradně klonálním způsobem rozmnožování. Pochází z oblastí mongolských stepí a byl pěstován již ve starověkém Egyptě. Jeho celosvětová spotřeba i produkce v posledních čtyřiceti letech dle statistiky FAO neustále roste (FAOSTAT, a to zejména pro jeho zdraví prospěšné účinky (Rana et al. 2011). Český česnek, tedy české odrůdy česneku se ve světě řadí díky obsahu biologicky aktivních látek mezi nejkvalitnější. I když se objevují postupy, které umožňují mechanizovanou sklizeň česneku, podíl ruční práce je stále vysoký, a to se odráží i na ceně evropských česneků. Poptávka po levném česneku způsobila výrazný propad produkce českých odrůd česneku českými pěstiteli a domácí česnek byl nahrazen čínskou produkcí. V současné době však poptávka po kvalitních česnecích domácího původu stoupá. Vyskytuje se však mnoho prodejců, kteří za český česnek vydávají různé zahraniční odrůdy, ať už pěstované v České republice nebo přímo dovezené ze zahraničí (Kozák, 2012). Proto je třeba původ česneku kontrolovat, a jako i v jiných případech, je k tomu možné využít analýzu DNA. Pro studium genetické variability se využívají metody založené na polymerázové řetězové reakci (PCR, Kahn, 1988). Existuje mnoho metod, které jsou vhodné pro detekci genetické variability. Jednou z metod, která se rutinně používá pro studium variability i pro forenzní účely, je analýza délkového polymorfismu mikrosatelitů. Mikrosatelity jsou úseky DNA s opakujícím se motivem nejčastěji dvou nukleotidů. Počet opakování daného motivu je dán mnoha faktory a je nutno ho chápat z fylogenetického hlediska. Vlastní příčinou je chromosomální dynamika: chromosomální aberace, nerovnoměrný crossing-over, amplifikace a neúplná replikace určitých segmentů chromosomální DNA (Ondřej, 1992; Goldstein et Schlötterer, 2000) Výhodou analýzy mikrosatelitů je hypervariabilita počtu opakování, kodominance alel, tj. možnost sledování výskytu odlišných alel v homologních lokusech jedince, jejich hojný výskyt v genomech eukaryot. Pro vlastní analýzu je třeba pouze malého množství DNA, reakce je na rozdíl od dalších typů analýz (RAPD, AFLP) vysoce 166

167 reprodukovatelá a analýzy lze provádět v multiplexu, takže je i fiančně únosná (de Vienne et al., 1998). Z mnoha komparativních studií (Russel et al. 1997; Nagaoka and Ogihara, 1997) se analýza mikrosatelitů ukazuje jako nejvhodnější metoda pro analýzy genetické variability v rámci druhu. Cílem naší práce bylo nalézt soubor mikrosatelitních markerů použitelný pro jednoznačnou identifikaci vybraných odrůd česneku. Materiál a Metody Rostlinný materiál: Celkem bylo analyzováno 56 vzorků česneku (Allium Sativum L.): 28 odrůd, 6 novošlechtění a 2 vzorky koupené v obchodních řetězcích. Většina odrůd byla vyšlechtěna v České republice (ing.jan Kozák, firma MoravoSeed, s.r.o. a TAGRO Červený dvůr, s.r.o.), dvě odrůdy pocházejí ze Slovenska, čtyři odrůdy z Francie a jeden genotyp z Ruska. Extrakce DNA: DNA byla extrahována, jak z listových čepelí, tak i ze stroužků pomocí detergentu CTAB (Saghai-Maroof et al., 1984) dle optimalizovaného protokolu. Kvalita a koncentrace extrahované DNA byly ověřeny elektroforeticky v 0,8% agarózovém gelu a vizualizací pomocí ethidiumbromidu v UV světle srovnáním s velikostním standardem λhind III (Fermentas). K pilotní studii souboru odrůd česneku (Allium Sativum L.) byl vybrán soubor 21 publikovaných mikrosatelitních markerů (Ma et al., 2009; Fischer &Bachmann, 2000; Leeet al., 2011; Cunha et al., 2012) a dva markery vyvinuté na našem pracovišti, které jsou specifické pro gen kódující alliinázu. Jeden z dvojice primerů byl značen fluorescenční značkou 6-FAM, VIC, NED nebo PET, což umožňuje multiplexovou analýzu produktů PCR reakce. PCR reakce s mikrosatelitními primery byla prováděna dle optimalizovaného protokolu. Reakční směs o objemu 15 μl obsahovala 2x1μl 0,5 μm příslušné dvojice primerů (tzv. forward a reverse), 1,5 μl 0,2 mm dntp, 1,5 μl 1x pufr, MgCl2, 0,2 μl Tth polymerázu Biotools firmy DYNEX a 100 ng vzorku DNA. Reakce byla prováděna v cykleru fy SensoQuest (Německo). Základní reakční cyklus se skládá z první denaturace 5 min při 95 0 C.; následuje amplifikace 35 cyklů: denaturace 30 s při 95 0 C, nasednutí primerů 30 s při 60 0 C, syntéza 30 s při 72 0 C a závěrečná doba syntézy 5 min při 72 0 C. Separace produktů PCR reakce byla prováděna metodou kapilární elektroforézy v přístroji ABI PRISM 3130 firmy Applied Biosystems (USA). Jako interní velikostní standard byl použit Genescan Liz500 (LifeTechnologies). Elektroforetogramy byly analyzovány pomocí programů GeneMapper a MS Excel a převedeny do binární podoby. Spektra specifická pro analyzované odrůdy byla porovnána a byly určeny specifické profily. Informační hodnota jednotlivých primerových párů (PIC) byla vypočtena podle vzorce: PIC = 1 - Σpi 2, kde pi je frekvence i-té alely. Výsledky a diskuze Analýzy mikrosatelitů generovaly na souboru 56 vzorků celkem 108 odlišných alel. Každý vzorek byl opakován s využitím minimálně tří biologických replikátů, ve dvou opakováních. Tyto analýzy potvrdily, že výsledek reakce je specifický a reprodukovatelný, což potvrzuje základní přednosti vybrané metody (Agarwall et al. 2008). Řada autorů potvrdila, že metoda analýzy mikrosatelitů je dobře aplikovatelná pro rutinní využití, je robustní a s vysokou mírou reprodukovatelnosti. Pomocí této metodiky lze rozlišit i velmi příbuzné genotypy v závislosti na počtu použitých lokusů. Zároveň vysoká míra reprodukovatelnosti umožňuje využít tuto metodu i pro forenzní účely, v našem případě pro identifikaci a ochranu českých odrůd česneku (určení pravosti, případně vyloučení pravosti deklarované odrůdy). Celkem bylo analyzováno 23 mikrosatelitních lokusů. Nejvyšší variabilitu vykazovaly lokusy ASM53 (9 alel), ASM072 (11 alel), ASA08 (18 alel) a ASA17 (11 alel). Lokusy AMS025, 167

168 GBAS001, GBAS027, GBAS089 a ASA04 jsou u studovaného souboru monomorfní. Nejvyšší hodnoty PIC (polymorphism information content) vykazují lokusy ASM53, ASM72, ASA08 a ASA17 (Tabulka 1). Monomorfní lokusy mají nulovou informační hodnotu, a byly proto z dalších analýz vyloučeny, stejně jako lokus ASA04, který vykázal velmi nízkou informační hodnotu (PIC = 0,035). Pro další analýzy bude tedy používáno 16 mikrosatelitních lokusů, jejichž průměrná hodnota PIC je 0,68. Tato hodnota je srovnatelná s hodnotou PIC nalezenou u mikrosatelitních lokusů pšenice, která v práci Smithe a kol. (1997) činila 0,62. Obr. 1.: Dendrogram znázorňující asociaci mezi českými česneky, která jsou využívány jsko standardy alel. Ukazuje jejich vzájemné odlišnosti a odlišuje nepaličáky (ZAH a Benátčan) od paličáků. Analýza mikrosatelitů jednoznačně odlišila česneky typu paličák a nepaličák a jednoznačně odrůdy odlišuje (Obr. 1), což dokazují i hodnoty bootstrapu. Byly identifikovány alely, které jsou specifické pro oba typy česneků. Analýzy mikrosatelitů identifikovaly jednoznačné rozdíly mezi českými a zahraničními odrůdami ať už dovezenými obchodními řetězci, nebo pěstovanými v ČR z dovezené sadby. Úskalím metody analýzy mikrosatelitů je, že bez použití standardů alel a referenčních odrůd není možné spolehlivě identifikovat danou odrůdu či detekovat hledanou alelu a porovnávat výsledky analýz prováděných v různou dobu či v různých laboratořích. Toto úskalí lze však snadno překonat zvolením tzv. standardů alel a ty pak analyzovat vždy s danými vzorky. V pilotní studii bylo navrženo 9 standardů alel. Na základě analýz byly vybrány odrůdy, které mají typické zastoupení alel a mohou být v další práci využívány jako standardy alel. Jedná se o odrůdy Vekan (paličák) viz. Obr. 2, Bjetin (paličák), Jovan (paličák), Havran (paličák), novošlechtění LAN (paličák), Staník (paličák), dále Benátčan (nepaličák), Slavin (paličák), ZAH (nepaličák, novošlechtění z odrůdy Záhorský, Slovensko). U dvou českých odrůd nebyly v opakováních získány identické DNA fingerprinty (odchylka 5%), jedná se o odrůdy pocházející z jedné šlechtitelské stanice, které byly zřejmě zaměněny- mohou si totiž být dosti podobné díky shodnému původu- při technické manipulaci. Ze získaných profilů byl sestaven vzorník odrůd, který je k dispozici ke kontrolním účelům. 168

169 Obr. 2.: Příklad porovnání DNA profilu české odrůdy Vekan a španělské odrůdy na základě polymorfismu u 3 vybraných mikrosatelitních lokusů (délky jednotlivých alel jsou vyznačeny číselně v pb). Zelená pole označují přítomnost alely v genotypu. Žlutá její absenci. Na základě této metody jsme analyzovali vzorky z tržní sítě. Bylo možné jednoznačně určit, zda se jedná o odrůdu registrovanou jako českou v rámci ČR nebo odrůdu zahraniční. Výsledky byly nezávisle potvrzeny i hodnocením morfologie česneků. Závěr Závěrem lze konstatovat, že metoda analýzy mikrosatelitů se ukázala jako vhodná pro identifikaci odrůd česneku. Soubor 16 vybraných lokusů dokáže rozpoznat a identifikovat české odrůdy česneku a odlišit je od zahraničních odrůd. Dedikace Tento výzkum byl podpořen finančními prostředky projektu NAZV QJ a výzkumným záměrem Ministerstvazemědělství MZe Použitá literatura Agapow P.M., Burt A.: indices of multilocuslinkage disequilibrium. Mol EcolNote,2001,1: Agarwal, M., Shrivastava, N., Padh, H.: Advances in molecular marker techniques and their applications in plant sciences. Plant Cell Reports, 2008, 27: Cunha, C.P., Hoogerheide, E.S.S., Zucchi, M.M. and Pinheiro, J.B.: New microsatellite markers for garlic, Allium sativum L. (Alliaceae). Am. J.Bot., 2012, 99 :e17-e19. _ De Vienne D., Santoni S.: Les principales sources de marqueur moléculaires. in: de Vienne et al.: Les marqueur moléculaire en génétique et biotechnologies végétales. INRA, Paris, 1998: Fischer D., Bachmann K.: Onion microsatellites for germplasm analysis and their use in assessing intra- and interspecific relatedness within the subgenus Rhizirideum. Theor. Appl. Genet., 2000, 101: Goldstein D.B., Schlötterer C.H. : Microsatellites: evolution and application. Oxford University Press, New York, USA, Kahn, A.: In vitro amplification of DNA fragments by polymerase chain-reaction (PCR) - a new deal in genetics M S-Mede. Sci., 1988, 4: Rana, S. V., Pal, R., Vaiphei, K.: Garlic in health and disease. Nutr. Res. Rev. 2011, 24: Kontaktní adresa: doc., RNDr. Jaroslava Ovesná, CSc., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská 507, Praha 6 Ruzyně; 169

170 REOLOGICKÉ HODNOCENÍ U SOUBORU GENETICKÝCH ZDROJŮ PŠENICE Z KOLEKCÍ GENOVÉ BANKY Rheological evaluation in genetic resources of wheat gene bank collections Papoušková L. 1, Dvořáček V. 1, Faměra O. 2, Dotlačil L. 1 1 Výzkumný ústav rostlinné výroby,v.v.i., Praha - Ruzyně 2 Česká zemědělská univerzita, Praha Abstrakt U heterogenního souboru genetických zdrojů pšenice (linie krajových odrůd, moderní odrůdy, novošlechtění) byly stanoveny reologické charakteristiky pomocí přístroje Mixolab a proveden přímý pekařský test. Byly nalezeny statisticky signifikantní rozdíly sledovaných znaků, způsobené jak vlivem genotypu, tak efektem prostředí. Výsledky linií krajových odrůd byly v řadě charakteristik srovnatelné s výsledky moderních odrůd a potvrzují, že krajové odrůdy mohou být donory velmi cenných vlastností a významně by mohly rozšířit současné úzké genetické spektrum moderních odrůd. Klíčová slova: genetické zdroje pšenice, reologická kvalita, Mixolab Abstract In the heterogeneous set of wheat genetic resources (landraces, modern and new varieties) were evaluated rheological characteristics using the device Mixolab and also the direct baking test was performed. Statistically significant effect of genotype and environment on monitored characteristics was found. The results of landraces were in many cases comparable with results of modern varieties and indicated very important role of landraces as donors of valuable properties that could significantly extend the current narrow range of modern genetic varieties. Key words: wheat genetic resources, rheological quality, Mixolab Úvod V současné době tvoří počet položek jednotlivých odrůd pšenice přibližně 20 % z celkového množství uchovávaných genetických zdrojů v genové bance. Pro některé své unikátní parametry (vysoký obsah proteinů, odolnost proti stresům) a pro svoji širokou genetickou rozmanitost, patří k nejcennějším genetickým zdrojům krajové odrůdy (Hoisington, 1999). K získání informací o vlastnostech a znacích, důležitých pro intenzivní využívání shromážděné kolekce slouží studium kolekcí, jejich charakterizace a hodnocení. Získaná data jsou využívána na jedné straně pro jejich přesnou identifikaci, na straně druhé jako informace potřebná pro jejich uživatele, nejčastěji šlechtitele. Za účelem zvýšit efektivitu hodnocení a uživatelskou hodnotu kolekcí pšenice byl testován soubor ozimých pšenic s rozdílným genetickým základem a stanoveny reologické charakteristiky pomocí přístroje Mixolab a byl proveden přímý pekařský test, který je jedním z hlavních kritérií hodnocení pekařské jakosti pšenic. Materiál a metody Hodnocený soubor 28 genetických zdrojů ozimé pšenice, který zahrnoval vybrané krajové odrůdy, moderní odrůdy, novošlechtění a zástupce ze světové kolekce, byl pěstován v roce 2009 na lokalitě Praha - Ruzyně a v roce 2010 na lokalitách Praha - Ruzyně, Humpolec a Kroměříž, dle standardních pokusnických zásad a interních postupů vedení genetických zdrojů oddělení genové banky (regenerační přihnojení, bez aplikace fungicidní ochrany a morforegulátorů). Reologické hodnocení bylo provedeno pomocí reologického přístroje Mixolabu fy Chopin, Tripette et Renaud (Mixolab application handbook, 2008). Výstupem měření je křivka Mixolabu, která je popsána 10 číselnými parametry, se vztahem k jednotlivým částem pšeničného zrna. Křivky jednotlivých materiálů se od sebe odlišují podle kvality lepku i 170

171 škrobu (Papoušková, 2009). Dále bylo provedeno pokusné pečení (dle protokolu Výzkumného ústavu mlýnsko-pekárenského průmyslu), které u těchto genetických zdrojů dosud nikdy neprobíhalo. Pro statistické vyhodnocení byl použit software Statistica 10. CZ (StatSoft). Byl určen statistický rozdíl mezi liniemi krajových odrůd a moderními odrůdami a stanoven vliv genotypu a prostředí na tyto parametry. Výsledky a diskuze Geneticky kontrastní složení genetických zdrojů i odlišné prostředí pěstování v jednotlivých letech umožnilo u většiny sledovaných parametrů stanovit nejen základní výsledky, ale i statisticky signifikantní rozdíly sledovaných znaků, způsobené jak vlivem genotypu, tak efektem prostředí. Nejprve bylo provedeno hodnocení materiálů na Mixolabu, kde při hodnocení efektu jednotlivých faktorů převažoval vliv genotypu u parametrů vývin těsta (C1), vaznost vody moukou a stabilita těsta. Ostatní parametry byly u sledovaného souboru více ovlivněny faktorem prostředí, který zahrnoval vliv lokality i ročníku (Tab.1) Tab.1 Hodnoty jednotlivých parametrů Mixolabu a procentický vliv faktorů (ANOVA) Průměry Vaznost vody (%) C1 (min) C2 (nm) 171 C3 (nm) C4 (nm) C5 (nm) Stabilita těsta mix. (min) Linie kraj.odrůd 60,7 b 4,32 b 0,44 a 1,78 a 1,57 a 2,25 a 7,58 a Moderní odrůdy 57,8 a 2,43 a 0,47 a 2,07 b 1,72 b 2,47 b 7,97 a Celkově 59,9 3,82 0,45 1,93 1,61 2,34 7,73 Faktor Genotyp (%) 55,0 ** 56,3 ** 21,4 ** 28,3 ** 4,1 ** 5,5 ** 72,3 ** Faktor prostř. (%) 37,0 ** 17,3 ** 69,5 ** 62,0 ** 90,6 ** 90,4 ** 13,2 ** Odlišné písmenné indexy (a,b) se liší na hladině významnosti α = 0,05 (test Tukey) ** Statisticky signifikantní pro p 0,01 C1 bod absorpce; C2 bod změknutí; C3 bod gelovatění; C4 bod stability gelu; C5 bod retrogradace Vzhledem k tomu, že neexistuje přesné číselné vyjádření charakteristik Mixolabu pro jednotlivé kategorie materiálů, bylo hodnocení souboru srovnáváno s výsledky elitní odrůdy Akteur a odrůdy Bohemia s deklarovanou pekařskou jakostí A. Většina jednotlivých charakteristik pro krajové linie a moderní odrůdy byla statisticky odlišná. Linie se vyznačovaly vyšší vazností a v mnoha případech pomalejším vývinem těsta C1. U tohoto parametru byla zjištěna velká variabilita mezi jednotlivými liniemi v rozmezí od 2,36 min do 7,5 min. Odrůda Akteur dosáhla průměrného času 1,8 min a odrůda Bohemia zařazená do skupiny A 3,9 min. Průměrná stabilita těsta byla u obou skupin srovnatelná, ale u linií byla opět zjištěna vyšší variabilita výsledků od 3,3 min až do 11,7 min. Stabilita těsta u moderních odrůd se pohybovala od 5,1 min (Biscay) do 10,2 min u elitní odrůdy Akteur. Pokles konsistence těsta, který je reprezentován rozdílem bodů C1 a C2 nebyl mezi liniemi a moderními odrůdami statisticky významný. Větší rozdíl se projevil ve škrobové části křivky, kdy linie sice dosáhly nižšího bodu gelovatění C3, který charakterizuje bobtnání a mazovatění škrobu při zahřívání, ale následný pokles křivky monitorující stabilitu gelu byl výrazně nižší než u moderních odrůd. Také retrogradace u těchto genových zdrojů neprobíhala tak silně

172 (nižší bod C5), proto u výrobků z takovýchto odrůd lze podle těchto výsledků očekávat vyšší dobu skladovatelnosti. Pro toto rozdílné chování jednotlivých skupin není zatím nalezeno uspokojivé vysvětlení. Bylo by vhodné stanovit u všech sledovaných genetických zdrojů pšenice obsah amylosy a amylopektinu, jejichž poměr ovlivňuje reologické vlastnosti. Toto stanovení je však poměrně pracné a nákladné. Je však třeba zmínit, že nalezené hodnoty u obou skupin odpovídají hodnotám stanoveným u komerční mouky, které uvádí ve své práci Codină (2010). Rozdíl mezi oběma skupinami genových zdrojů je zřetelně vidět například na obrázku 1, kde jsou znázorněny křivky vybraných linií a moderních odrůd pšenice. Linie Szekacz 47/E má podobný průběh proteinové části křivky jako elitní odrůda Akteur, nižší bod gelovatění, ale menší propad křivky ve škrobové části. Linie odvozená od krajové odrůdy Vouska z Třemošnice 13/B vykazuje v obou případech průběh křivky, který naznačuje horší reologické vlastnosti než ostatní uvedené materiály. Obr.1 Křivka Mixolabu pro vybrané materiály (Kroměříž 2010) U všech sledovaných pšenic bylo provedeno pokusné pečení, a vyhodnocen efekt genotypu, prostředí a ročníku na tyto parametry (Tab. 2). V charakteristice objem pečiva, která je jedním z hlavních znaků pekařské kvality, předčily linie krajových odrůd statisticky významně moderní odrůdy. Všechny linie dosáhly u tohoto parametru vyšší průměrné hodnoty (až 346 ml) než elitní odrůda Akteur (253,2 ml). Monitorované linie krajových odrůd s velmi vysokým obsahem dusíkatých látek potvrdily obecně uváděnou skutečnost, že vyšší obsah dusíkatých látek příznivě působí na objem pečiva (Prugar, 2008; Ibrahim, 2010). Nalezené výsledky naznačují velmi dobrou pekařskou kvalitu těchto genetických zdrojů. 172

173 Tab.2 Hodnoty jednotlivých parametrů a procentický vliv faktorů (ANOVA) Průměry Objem pečiva Výška Šířka Výška/šířka (ml) pečiva (cm) pečiva (cm) pečiva Linie kraj.odrůd 301,3 b 6,4 b 9,2 b 0,70 a Moderní odrůdy 251,1 a 6,0 a 8,7 a 0,69 a Celkově 290,0 6,3 9,0 0,70 Faktor Genotyp (%) 55,1 ** 68,1 ** 51,7 ** 62,8 ** Faktor prostř. (%) 22,4 ** 4,0 ** 13,9 * NS Odlišné písmenné indexy (a,b) se liší na hladině významnosti α = 0,05 (test Tukey) * Statisticky signifikantní pro p 0,05; ** Statisticky signifikantní pro p 0,01 NS není statisticky signifikantní Všechny získané charakteristiky pokusného pečení byly u monitorovaného souboru silněji ovlivněny genotypem než vlivem prostředí. V případě linií se, vzhledem k jejich známé stabilitě i v případě nízkých vstupů, nabízí možnost jejich pěstování v ekologickém zemědělství (BRUSH, 1998). Závěr Reologické stanovení souboru odlišných genetických zdrojů potvrdilo, že krajové linie, které se nachází ve sbírkách genové banky, mohou být donory velmi cenných vlastností a významně by mohly rozšířit současné úzké genetické spektrum moderních odrůd. Monitorované linie odvozené z evropských krajových odrůd ozimé pšenice se v mnoha sledovaných parametrech vyrovnaly současným moderním odrůdám a v některých případech je i předčily. Dedikace Výsledky byly získány při řešení projektu MZe ČR č. QH a Literatura Brush,S.B., Meng, E. (1998): Farmers valuation and conservation of crop genetic resources. Genetic Resources and Crop Evolution. 45, Codină, G.G., Mironeasa, S., Bordei, D., Leahu, A. (2010): Mixolab Versus Alveograph and Falling Number. Czech J. Food Sci., 28, 3, Hoisington, D., Khairallah, M., Reeves, T., Ribaut, J.M., Skovmand, B., Taba, S., Warburton, M. (1999): Plant genetic resources: What can they contribute toward increased crop productivity? Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, Ibrahim, M.E., Abdel-Aal, S.M., Husseinb, S.A.,Gafar, N.A. (2010): Technological, rheological and yield differences among Egyptian wheat varieties. J Sci Food Agric, 91, Papoušková, L., Dvořáček, V., Chrpová, J., Horáková, V. (2009): Vliv povětrnostních podmínek a rajonizace na variabilitu vybraných reologických parametrů odrůd pšenice seté. Vědecká příloha časopisu Úroda č.12, Prugar, J. a kolektiv (2008): Kvalita rostlinných produktů na prahu 3. tisíciletí. Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a. s., Praha. Kontaktní adresa: Ing.Ludmila Papoušková, Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby,v.v.i., Praha 6 - Ruzyně 173

174 VÝNOSY ZELENÉ HMOTY A SENA ČESKÝCH A SLOVENSKÝCH ODRŮD DIPLOIDNÍHO JETELE LUČNÍHO The yields of green mass and hay of Czech and Slovak varieties of diploid red clover Pelikán J. 1, Knotová D. 2, Raab S. 2 1 Výzkumný ústav pícninářský, spol s r.o. Troubsko 2 Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko Abstrakt V roce založení a dvou užitkových rocích bylo zkoušeno 8 českých a dvě slovenské odrůdy diploidního jetele lučního z hlediska celkových ročních výnosů zelené hmoty a sena. Ve výnosech zelené hmoty nebyly v jednotlivých rocích mezi odrůdami zjištěny statistické rozdíly, naopak ve výnosech sena rozdíly zjištěny byly s výjimkou roku založení. Výnosy ve 2. užitkovém roce byly negativně ovlivněny nedostatkem srážek v průběhu jarních měsíců a počátku léta. Klíčová slova: Trifolium pratense L.; české a slovenské diploidní odrůdy; produkce zelené hmoty a sena Abstract In the year of establishment and in the two using years the 8 Czech and 2 Slovak varieties of the diploid red clover were tested from the point of view the total yields of green mass and hay. In the yields of green mass between the varieties the statistical differences were not found, while in the yields of the hay the statistical differences were found exception the year of the establish. In the second crop year the yields were negatively affected by the lack of rainfall during the spring and early summer months. Key words: Trifolium pratense L.; Czech and Slovak varieties of diploid; green mass and hay production Úvod Za 20 roků trvání Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů kulturních rostlin a agrobiodiverzity, financovaného MZe ČR, bylo pracovištěm získáno 240 tuzemských a zahraničních odrůd jetele lučního (Trifolium pratense L.). Veškeré tyto materiály byly přezkoušeny v polních pokusech, popsány a originální osivo předáno k dlouhodobému uskladnění v genové bance ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby, v.v.i. v Praze Ruzyni. S výsledky pokusů byla průběžně seznamována odborná veřejnost (Pelikán et al. 2003; 2004; 2005; 2007; Pelikán, Knotová 2010). Získaná data dále posloužila ke zpracování řady odborných a vědeckých prací (Vymyslický et al. 2006; 2012). Pro uživatele genetických zdrojů ze strany výzkumu a šlechtění je dokumentace přístupná na Srovnání výkonnosti slovenských odrůd jetele lučního s odrůdami rumunskými provedla Drobná (2009), jiná srovnání u jetele lučního nebyla zaznamenána. Materiál a metody V roce 2010 byl založen polní pokus s 8 českými a 2 slovenskými (Slatina a Podjavorina) odrůdami diploidního jetele lučního. Jako kontrola byla použita odrůda Start. Pokus byl založen metodou znáhodněných bloků ve 3 opakováních na parcelách 10 m 2. V roce založení byla realizována jedna odplevelovací seč a dvě seče vážené, v 1. užitkovém roce (2011) čtyři 174

175 seče a ve druhém užitkovém roce tři seče. Při sklizni byly odebírány vzorky, které po usušení posloužily k přepočtu výnosů sena. Výnosy 2. užitkového roku byly silně ovlivněny nepříznivým průběhem počasí (teplá zima bez sněhové pokrývky, silné mrazy v měsíci únor a nedostatek srážek v jarních měsících a počátkem léta). Výsledky dosažené v jednotlivých rocích byly zpracovány analýzou rozptylu. Výsledky a diskuze Průměrné hodnoty celkových ročních produkcí v zelené hmotě a v seně jsou pro rok založení a dva užitkové roky uvedeny v tab. 1. Současně jsou v tabulce vyznačeny statistické průkaznosti zjištěné na základě analýz rozptylu při α = 0,05. Ve výnosech zelené hmoty nebyly zjištěny statisticky průkazné rozdíly mezi zkoušenými odrůdami v žádném z hodnocených roků. Naopak ve výnosech sena, s výjimkou roku založení, statisticky průkazné rozdíly ve výnosech jednotlivých odrůd prokázány byly. V roce založení se výnosy zelené hmoty pohybovaly od 28,50 do 36,23 t.ha -1 a nejvyšší výnos dosáhla slovenská odrůda Podjavorina, která o 5% překonala kontrolní odrůdu Start. Dále následovaly české odrůdy Start a Bonus. V 1. užitkovém roce kolísaly výnosy od 44,90 do 68,33 t.ha -1 a nejvyšší výnosy byl dosažen odrůdou Agil, která překonala kontrolu o 5,3%. Dále následovaly odrůdy Start a slovenská odrůda Podjavorina. Ve 2. užitkovém roce byly výnosy negativně ovlivněny nedostatkem srážek v první polovině roku, jak je patrné z gr. 1, a pohybovaly se od 3,77 do 7,27 t.ha -1. Nejvyšší výnos dosáhla odrůda Start, dále následovaly odrůdy Bonus a slovenská Slatina. Ve všech třech rocích trvání pokusu dosáhly vyšších výnosů oproti průměrům celého souboru odrůdy Start, Bonus a Podjavorina. Tab.1: Celkové produkce zelené hmoty a sena v roce založení a dvou užitkových rocích (v t.ha -1 ) s vyznačením statistických průkazností (α = 0,05) zel. hmota seno Start 34,50 a 64,87 a 7,27 a 5,58 a 9,18 ab 1,76 bc Tábor 28,50 a 44,90 a 4,27 a 4,52 a 7,89 a 0,93 ab Vltavín 28,80 a 45,23 a 4,43 a 5,99 a 7,12 a 0,97 ab Bonus 33,87 a 64,17 a 6,73 a 5,69 a 11,91 bc 1,49 abc Trubadur 32,73 a 56,20 a 3,77 a 5,21 a 9,51 abc 0,68 a Garant 30,60 a 56,50 a 4,93 a 6,82 a 11,27 bc 1,33 ab Agil 31,83 a 68,33 a 4,80 a 5,06 a 12,48 c 1,10 ab Brisk 30,67 a 58,00 a 4,07 a 5,21 a 9,46 abc 0,86 a Slatina 29,83 a 56,73 a 6,67 a 4,81 a 8,71 ab 2,27 c Podjavorina 36,23 a 64,27 a 6,60 a 7,08 a 12,54 c 1,14 ab Graf 1: Průměrné měsíční teploty a sumy srážek v jednotlivých rocích trvání pokusu. 175

176 Ve výnosech sena se v roce založení pohybovaly hodnoty od 4,52 do 7,08 t.ha -1 a odrůda Start byla překonána 4 odrůdami. Jednalo se o odrůdy Podjavorina (o 26,9%), Garant (o 22,2%), Vltavín (o 7,3%) a Bonus (o 2%). V 1. užitkovém roce kolísaly výnosy od 7,12 do 12,54 t.ha -1 a kontrolní odrůda byla překonána 6 ze zkoušených odrůd. Odrůda Podjavorina překonala kontrolu o 36,6%, Agil o 35,9%, Bonus o 29,7%, Garant o 22,8%, Trubadur o 3,6% a Brisk o 3,1%. Odrůdy Podjavorina a Agil v tomto roce statisticky průkazně překonaly odrůdy Tábor a Vltavín. Ve 2. užitkovém roce se výnosy pohybovaly od 0,68 do 2,27 t.ha -1 a nejvyšší výnos byl zaznamenán u slovenské odrůdy Slatina, která statisticky průkazně překonala odrůdy Trubadur a Brisk a kontrolní odrůdu překonala o 29%. Ve všech třech rocích trvání pokusu dosáhly vyšších výnosů oproti průměrům celého souboru odrůdy Bonus a Garant. Závěr Ve výnosech zelené hmoty a sena jsou nové české i slovenské odrůdy diploidního jetele lučního poměrně vyrovnané. Přesto řada z nich překonává kontrolní odrůdu Start, zvláště ve výnosech sena. Na sucho reagovaly všechny odrůdy značným snížením výnosů, nejvíce však odrůdy Trubadur a Brisk. Odrůda Start v době sucha poskytla nejvyšší výnosy zelené hmoty, ve výnose sena byla podstatně překonána slovenskou odrůdou Slatina. K obdobnému závěru dospěli také Pelikán et al. (2006), jednalo se však o mnohem užší sortiment českých odrůd (pouze odrůdy Start a Vltavín) a zcela jiné odrůdy slovenské. Dedikace Výsledky byly získány za částečné institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace a částečně z prostředků Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů kulturních rostlin a agrobiodiverzity, financovaného MZe ČR. Použitá literatura Drobná J. (2009): Yield and Forage Quality of Romanian Red Clover (Trifolium pratense L.) Varieties Studied in Slovakia. Notulae Botanical Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. Vol. 37 (1): , ISSN X Pelikán J., Gottwaldová P., Vymyslický T. (2007): Zhodnocení výnosového potenciálu odrůd jetele lučního. In: Badalíková: Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění, ochraně rostlin a zpracování produktů. Brno, ISBN : Pelikán J., Knotová D. (2010): Produkce píce u sortimentu odrůd jetele lučního. Úroda 12, vědecká příloha, s Pelikán J. Meglič V, Hozlar P., Hauptvogel P.(2005): Výnosový potenciál odrůd jetele lučního (Trifolium pratense L.) v různých agroekologických podmínkách pěstování. Sbor. věd. prací Troubsko 2005 (15): Pelikán, J., Vymyslický, T., Gottwaldová, P. (2004): Zhodnocení sortimentu odrůd jetele lučního (Trifolium pratense L.) z hlediska výnosu. Sbor. konf. Nové poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin, Brno 2004: Pelikán J., Vymyslický T., Gottwaldová P., Nedelník J. (2006): Correlations of some traits in diploid and tetraploid red clover (Trifolium pratense L.) accessions. In: Breeding and seed production for conventional and organic agriculture (Proceedings of XXVI meeting of the 176

177 Eucarpia Fodder Crops and amenity grasses section and XVI Meeting of the Eucarpia Medicago spp group). Perugia, Italy, 2006: , ISBN Pelikán, J., Vymyslický, T., Zapletalová, I. (2003): Evaluation of the red clover assortment under the contions of the Czech republic. Czech J. Genet. Plant Breed., 39 (Special Issue): Vymyslický T., Pelikán J., Gottwaldová P., Nedelník J. (2006): The Czech core collection of Trifolium pratense. In: Breeding and seed production for conventional and organic agriculture (Proceedings of XXVI meeting of the Eucarpia Fodder Crops and amenity grasses section and XVI Meeting of the Eucarpia Medicago spp group). Perugia, Italy, 2006: , ISBN Vymyslicky T., Smarda P., Pelikan J., Cholastova T., Nedelnik J., Moravcova H., Pokorny R., Soldanova M., Polakova M. (2012): Evaluation of the Czech core collection of Trifolium pratense, including morphological, molecular and phytopathological data. African Journal of Biotechnology Vol. 11(15), pp , ISSN Kontaktní adresa: Ing. Jan Pelikán, CSc., Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r.o., Zahradní 1, Troubsko, 177

178 SEKVENČNÍ ANALÝZA GENŮ Z BIOSYNTETICKÉ DRÁHY ANTHOKYANŮ PŠENICE Sequence analysis of genes from wheat anthocyanin biosynthetic pathway Sekanina P. 1, Štiasna K. 1, Vyhnánek T. 1, Trojan V. 1, Bartoš J. 2, Havel L. 1 1 Mendelova univerzita v Brně 2 Ústav experimentální botaniky AV ČR, Olomouc Abstrakt Anthokyany, flavonoidní látky, jsou zodpovědné za rozdílné zbarvení obilek pšenice seté (Triticum aestivum L.). Pigmenty tvořené biosyntetickou drahou anthokyanů jsou ukládány v různých částech obilky. Purpurové pigmenty jsou akumulovány v perikarpu a modré pigmenty v aleuronové vrstvě obilky. V pokusech byly použity jarní formy pšenice, dva genotypy s purpurově zbarveným perikarpem a dva genotypy s modře zbarvenou aleuronovu vrstvou. Genotyp s bílou obilkou sloužil jako kontrola. Z vyvíjejících se obilek byla izolována celková RNA. Pomocí reverzní transkripce byla získána cdna. Na základě sekvenace získaných DNA fragmentů byly detekovány kandidátní sekvence genů pro chalkonisomerasu (podobnost %), pro dihydroflavonolreduktasu (95-100% podobnost) a pro anthokyanidinsynthasu. Variabilita zjištěná mezi studovanými genotypy byla způsobena jednonukleotidovými polymorfismy a indely. Získané sekvence byly lokalizovány v genomu pšenice. Klíčová slova: anthokyany, chalkonisomerasa, dihydroflavonolreduktasa, anthokyanidinsynthasa, Triticum aestivum L. Abstract Anthocyanins, the group of flavonoid substance, are responsible for colored caryopses of common wheat (Triticum aestivum L.). Pigments formed in anthocyanin biosynthetic pathway are deposited in different parts of caryopsis. Purple anthocyanins are accumulated in pericarp while blue anthocyanins are stored in the aleurone layer of caryopsis. The spring wheat form of two genotypes with purple pericarp and two genotypes with blue aleuron layer were used in the experiments. Genotype with white caryopsis was used as a control. A total RNA was isolated from developing caryopses and transcribed into cdna. We detected sequences for chalcon isomerase (98-100% similarity), for dihydroflavonol reductase genes (95-100% similarity) and for anthocyanidin synthase genes. The variability among genotypes in this study was due to insertion or deletion (indels). These candidate sequences were localized in the wheat genome. Key words: anthocyanins, chalcon isomerase, dihydroflavonol reductase, anthocyanidin synthase, Triticum aestivum L. Úvod Anthokyany jsou přírodní pigmenty, které zabarvují květy, listy, plody, semena a další pletiva do modré, purpurové až oranžové barvy. V pšenici seté (Triticum aestivum L.) zodpovídají mj. za různé zbarvení obilek. Modré anthokyany jsou ukládány v aleuronové vrstvě obilky, purpurově zbarvené anthokyany v perikarpu (obr. 1). Tyto látky flavonoidní povahy jsou vysoce ceněné nejen pro své senzorické vlastnosti, ale zejména pro blahodárný vliv na zdraví. Jejich benefitem je zejména antioxidační aktivita a pozitivní vliv na kardiovaskulární systém (Wallace, 2011). První v biosyntetické dráze je enzym chalkonsynthasa, který katalyzuje vznik chalkonu. Biosyntetická cesta dále vede s několika enzymatickými kroky k ostatním třídám flavonoidů, jako jsou flavonoly, dihydroflavonoly a nakonec k anthokyanům. Další třídy flavonoidů (tj. isoflavony, aurony, flavony a pro-anthokyanidiny) představují vedlejší větve flavonoidů, které jsou odvozeny z meziproduktů anthokyanových sloučenin (Ahmed et al., 2009; Tanaka et al., 2008; Schijlen et al., 2004). Geny pro enzymy uplatňující se v biosyntetické dráze anthokyanů jsou velmi často rozdělovány na dvě skupiny: geny rané biosyntézy (CHS 178

179 chalkonsynthasa, CHI chalkonisomerasa /syn. chalkon-flavonisomerasa/ a FH flavonhydroxylasa) a geny pozdní biosyntézy (DFR dihydroflavonolreduktasa, ANS anthokyanindinsynthasa a UFGT - UDP-glukosoflavonoidglykosyltransferasa) (Nesi et al., 2001). Obr. 1: Uložení anthokyanů ve vrstvách obilky A) B) A) Abissinskaja arrasajta (purpurový perikarp), B) Tschermaks Blaukörniger Sommerweizen (modrý aleuron), úsečka 500 μm Materiál a metod Jako materiál byly použity vyvíjející se obilky pšenice ( den post anthesis) jarní formy s nestandardním zbarvením. Genotyp UC66049 a Tschermaks Blaukörniger Sommerweizen mají v plné zralosti modře zbarvenou aleuronovou vrstvu. Genotypy Abissinskaja arrasajta a ANK-28B se vyznačují purpurovým perikarpem. Genotyp Novosibirskaja 67 byl použit jako standard a vyznačuje se bílou barvou obilky. Vzorky osiva byly získány z Agrotest fyto, s.r.o. Kroměříž. Rostliny byly vypěstovány v maloparcelkovém pokusu na pozemku Botanické zahrady a arboreta Mendelovy univerzity v Brně ve vegetačním období Datum kvetení odpovídalo 65 BBCH a bylo rozdílné pro studované genotypy: (UC66049), (ANK-28B a Tschermaks Blaukörniger Sommerweizen ) a (Abissinskaja arrasajta a Novosibirskaja 67). Z obilek byla fenol-chloroformovou extrakcí izolována celková RNA a přepsána pomocí kitu (Sigma Aldrich) do cdna. Pro návrh primerů byly použity sekvence cdna získané z databáze National Center for Biotechnology Information (NCBI). Pro CHI byla vybrána sekvence cdna s kódovým označením v databázi AB Pro DFR byla vybrána sekvence s kódovým označením AB Pro ASN byly vybrány sekvence s kódovým označením AB , AB , AB AB a AB Primery byly navrženy pomocí programu Primer3. K zjištění optimální teploty nasedání navržených primerových kombinací byla provedena gradientová PCR. PCR reakcí byly amplifikovány úseky sekvencí pro CHI, DFR a ANS, které byly po purifikaci použity pro přímé sekvenování PCR produktů, které bylo provedeno specializovanou laboratoří (Macrogen, Holandsko). Získané kandidátní sekvence byly pro vyhodnocení polymorfizmu porovnány programem ClustalW2 vzájemně mezi sebou a se sekvencí z databáze NCBI, podle které byly navrženy primery. Získané sekvence byly dále porovnány se sekvencemi získanými z jednotlivých chromozomálních ramen pšenice seté kultivaru Chinese Spring. Výsledky a diskuze Sekvenováním PCR produktu pro CHI: se podařilo získat sekvenci fragmentů DNA o velikosti 335 bp (ANK-28B, Abissinskaja arrasajta, Tschermaks Blauköniger Sommerweizen a UC66049), která jsou shodná s výchozí sekvencí AB Pro genotyp Novosibirskaja 67 byla velikost DNA sekvence 340 bp. Odchylka v počtu bazí nukleotidů je dána pětinukleotidovými indelem (inzercí/delecí) na pozici mezi 205. a 215. nukleotidem (obr. 2). Tento indel přerušuje čtecí rámec a může způsobit nefunkčnost nově vznikajícího proteinu. Ze získaných dat je možné určit, že se jedná o inzerci u genotypu Novosibirskaja

180 Ondroušková et al. (2012) detekovali stejnou inzerci u ozimé odrůdy Heroldo, která se také vyznačuje bílým zrnem. Vzájemná podobnost mezi sekvencemi se pohybovala v rozmezí hodnot %. Variabilita v sekvencích nebyla způsobena jednonukleotidovým polymorfismem, který jsme u CHI nezaznamenali. Obr. 2: Srovnání vybraného úseku sekvencí CHI pomocí programu BioEdit N67 - Novosibirskaja 67, AA - Abissinskaja arrasajta, ANK - ANK-28B, UC - UC66049, TBS - Tchermaks Blaukörniger Sommerweizen, NCBI sekvence AB použitá pro návrh primerů Sekvenováním PCR produktu pro DFR: jsme získali sekvenci fragmentů o velikosti 148 bp pro genotypy UC66049, Tschermaks Blaukörniger Sommerweizen, Abissinskaja arrasajta a ANK-28B. U genotypu Novosibirskaja 67 byla získaná sekvence o velikosti 153 bp. Odchylka ve velikosti sekvenačních dat u genotypu Novosibirskaja 67 je způsobena třemi indely. První indel je velikosti tří nukleotidů. Další dva indely jsou jednonukleotidové. Vzájemná podobnost mezi sekvencemi se pohybovala v rozmezí hodnot %, což je nižší v porovnání s CHI. Sekvenováním PCR produktu pro ANS: se podařilo získat sekvenci fragmentu DNA o velikosti 222 bp pouze u genotypu UC66049, a to 20. den post anthesis, a to i přes několikeré opakování sekvenčních analýz PCR produktů. Získaná sekvence vykazuje 100% podobnost s částí sekvence AB v databázi NCBI (Himi et al., 2006, nepublikováno). Porovnání sekvencí CHI, DFR a ANS se sekvencemi chromozomálních ramen pšenice seté: sekvence DFR byla nalezena v genomu pšenice ve dvou kopiích. Na chromozomu 3B a na dlouhém rameni chromozomu 3A. Himi a Noda (2004) lokalizovali gen pro DFR na chromozomech 3A, 3B a 3D. Shoda v sekvencích se u jednotlivých genotypů pohybovala v rozmezí %. V případě CHI byla nalezena shodná sekvence na dlouhém rameni chromozomu 5B. Podobnost byla %. Data pro chromozom 5DL nejsou v současné době dostupná, a proto je možné, že kopie genu CHI se nachází i v této oblasti genomu. Pro sekvenci ASN se podařilo nalézt v databázi 3 sekvence s homologií alespoň 90%. Dvě se nacházejí na chromozomálním rameni 6AS a jedna na rameni 6DS. Jedna ze sekvencí původem z 6AS vykazuje homologii 100% s námi získanou sekvencí z genotypu UC Zajímavou skutečností je, že nebyla nalezena kopie genu pro ASN na třetím homeologním rameni 6BS. Závěr Sekvenční analýzou jsme získali částečnou sekvenci pro geny CHI, DFR a ANS. Po srovnání mezi genotypy byla zjištěna vzájemná homologie sekvencí pro geny CHI a DFR v rozmezí %. Bylo potvrzeno, že navržené primery skutečně amplifikují úseky genů pro CHI, DFR a ANS. V sekvencích se podařilo detekovat indely, které narušují čtecí rámec a mohou tak mít významný vliv na funkčnost nově vznikajícího transkriptu. Navazujícím krokem na tuto práci je získat sekvence celé části transkribovaných genů prostřednictvím metod rychlé amplifikace konců cdna (3 RACE a 5 RACE). Dále porovnat sekvenci kompletní 180

181 cdna se sekvencí genomické DNA a zjistit tak oblasti intronů v genech. V neposlední řadě budou data sloužit pro návrh qpcr pro studium exprese genů v průběhu zrání obilky. Dedikace Tato práce vznikla za finanční podpory grantového projektu IGA AF MENDELU č. IP 12/2013. Poděkování Autoři děkují za spolupráci Ing. Petru Martinkovi, CSc. z Agrotestu fyto, s.r.o. Kroměříž za osivo a Ing. Tomáši Kolouškovi vedoucímu Botanické zahrady a arboreta Mendelovy univerzity v Brně za pěstování pokusných rostlin. Použitá literatura Ahmed N., Maekawa M., Noda K. (2009): Anthocyanin accumulation and expression pattern of anthocyanin biosynthesis genes in developing wheat coleoptiles. Biol. Plant., 53 (2): Himi E., Noda K., Isolation and location of free homoelogous dohydroflavonol-4- reductase (DFR) gene sof beat and thein tissue-dependent expression. J. Exp. Bot., 55 (396): Nesi N., Jond C., Debeaujo I., Caboche M., Lepiniec L. (2001): The Arabidopsis TT2 gene encodes an R2R3 MYB domain protein that acts as a key determinant for proanthocyanidin accumulation in developing seed. Biol. Plant.. 53 (2): Ondroušková J., Vyhnánek T., Hanáček P., Martinek P. (2012): Stanovení kandidátní sekvence biosyntetické dráhy anthokyanů u pšenice. Úroda, (9): Schijlen E. G., Ric de Vos CH., van Tunen A. J., Bovy A. G. (2004): Modification of flavonoid biosynthesis in crop plants. Phytochemistry, 65(19): Tanaka Y., Sasaki N., Ohmiya A. (2008): Biosynthesis of plant pigments: anthocyanins, betalains and carotenoids. Plant J., 54 (4), Wallace T.C. (2011) Anthocyanins in cardiovascular disease. Adv. Nutr., 2 (1): 1-7. Wang A., Xia Q., Xie W., Datla R., Selvaraj G. (2003): The classical Ubisch bodies carry a sporophytically produced structural protein (RAFTIN) that is essential for pollen development. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100 (24): Kontaktní adresa: Ing. Tomáš Vyhnánek, Ph.D. Ústav biologie rostlin AF Mendelova univerzita v Brně Zemědělská 1, Brno 181

182 VLIV NEDOSTATKU VODY NA VYBRANÉ FYZIOLOGICKÉ PARAMETRY U ŘEPKY OLEJKY Effect of water shortage on selected physiological parameters in oilseed rape Urban M. O., Vítámvás P., Klíma M., Prášil Ilja T. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha - Ruzyně Abstrakt U čtyř odrůd ozimé řepky (Viking, Navajo, Cadeli a Californium) byla sledována akumulace dehydrinů (DHN) po 2 a 4 týdnech sucha a po rehydrataci. U všech genotypů byly vizualizovány čtyři typy dehydrinů s rozdílnou molekulovou hmotností (cca 104, 70, 53 a 25 kda), u cv. Navajo navíc i 23 kda. Nejvýraznější akumulace DHN oproti kontrole byla zaznamenána u většiny genotypů po 4 týdnech sucha. I když byly mezi některými průměry zjištěny významné rozdíly v akumulaci mezi kontrolou a stresem, mezi variantami stresu a mezi genotypy, nelze jednoznačně prohlásit, že vizualizované dehydriny byly exprimovány pouze vlivem nedostatku vody, případně že úroveň jejich akumulace byla genotypově specifická, a to z důvodů velmi nízkých koncentrací dehydrinů v termostabilní proteinové frakci a nespecifickým vazbám proteinů na membránu. Klíčová slova: řepka ozimá; stres suchem; dehydriny; chemiluminiscence Abstract The accumulation of dehydrins (DHNs) was evaluated in four winter oilseed rape cultivars (Viking, Navajo, Cadeli and Californium) after two and four weeks of drought and after rehydration. Four types of DHNs with different molecular weights (~104, ~70, ~53 and ~25 kda) were visualized in all cultivars, a DHN ~23 kda in cv. Navajo, respectively. The most significant accumulations of DHNs compared to the standard were detected in most of the genotypes after 4 weeks of drought. Additionally, we observed some significant differences in DHN accumulation between stress variants, treatments and genotypes as well. As the very low concentrations of DHNs in protein extract and/or non-specific binding of proteins to the membrane were detected, we cannot clearly declare that visualized DHNs were differentially expressed only due to the lack of water and/or that the level of accumulation was genotype specific. Key words: winter oilseed rape; drought stress; dehydrins; chemiluminescence Úvod Pomalé a kontinuální vysychání substrátu napodobuje procesy, kterým je rostlina vystavena při dlouhodobém stresu suchem v polních podmínkách. Perspektivní metodou výběru nových odrůd řepky olejky se ukazuje sledování akumulace specifických proteinů z termostabilní proteinové frakce (rozpustných po varu) tzv. dehydrinů (DHN). Akumulace DHN v souvislosti s působením abiotických stresorů (sucho, chlad) je považována za jeden z významných, genotypově podmíněných znaků, přispívajících k odolnosti rostlinných buněk vůči ztrátě vody (Yamaguchi-Shinozaki and Shinozaki, 2006; Hanin et al., 2011, Kosová et al., 2011). Schopnost DHN vázat molekuly vody a interagovat s povrchem membrán nebo s dalšími proteiny pravděpodobně zabraňuje nadměrným ztrátám vody z buněk. Pro řepku byly DHN prozatím představeny jako vhodné indikátory úrovně stresu chladem (Klíma et al., 2012). Cílem této studie bylo vizualizovat a analyzovat dynamiku DHN z termostabilní proteinové frakce u suchem stresovaných odrůd řepky pomocí chemiluminiscence a ověřit, zda existuje vztah mezi délkou stresu a celkovou akumulací DHN. 182

183 Materiál a metody Pro experimenty byly použity čtyři komerční odrůdy ozimé řepky různé provenience: Californium (CAL) (Francie, Monsanto SAS), Viking (VIK) (Německo, Norddeutsche Pflanzenzucht), Navajo (NAV) (Velká Británie, CPB Twyford Ltd) a Cadeli (CAD) (Francie, Monsanto SAS). Tyto materiály byly vybrány z předchozího skríningu odrůd řepky na kontrastní citlivost k vodnímu stresu, suchovzdornější CAL a CAD a citlivější NAV a VIK. Rostliny byly jarovizovány ve 4 C po dobu 80 dnů. Poté byly přesazeny do větších květníků o průměru 25 cm do substrátu RKS II a kultivovány v řízených podmínkách: fotoperioda 14/10 světlo tma, teplota 21/19 C den/noc, světelná intenzita 400 µmol/m 2 /s, relativní vlhkost 85%, výměna vzduchu a nucená cirkulace. Zde byly rostliny rozděleny do dvou skupin (stresované, kontrolní). Rostliny byly přihnojovány roztokem vícesložkového hnojiva (Vegaflor) jednou za dva týdny. Stres sucha byl navozen přerušením zálivky. Vzorky byly odebírány dva týdny a čtyři týdny po začátku stresu suchem a týden po rehydrataci rostlin. Pro stanovení akumulace DHN byl použit vždy druhý nejmladší list. Extrakce proteinů rozpustných po varu (extrakční pufr: 0,1 M Tris-HCl s inhibitory proteáz), SDS-PAGE a následná hybridizace rozdělených proteinů s anti-dehydrin protilátkou proběhla dle metodiky autorů Vítámvás et al. (2010). Na jamku byl nanášen ekvivalent 17 µg čerstvé hmotnosti vzorků. Po přenosu proteinů na membránu byly proteiny obarveny Ponceau S a oskenovány na kalibrovaném densitometru GS-800. Detekce DHN byla provedena chemiluminiscenční metodou dle manuálu kitu Immun-Star AP Goat Anti-Rabbit IG (H+L) Detection Kit (Bio-Rad). Chemiluminiscence byla vizualizovaná pomocí G:BOX dokumentačního systému (Syngene). Analýza detekovaného signálu byla provedena programem Quantity One (Bio-Rad). Statistické vyhodnocení získaných denzit (Tukey HSD test a konstrukce homogenních podskupin) bylo provedeno v programu Statistica 10 (StatSoft). Výsledky a diskuze Dle spektra DHN, vizualizovaného pomocí chemiluminiscence na nitrocelulózové membráně (obr. 1B) je zřejmé, že po čtyřech týdnech stresu suchem byly u všech genotypů nejvýrazněji akumulovány čtyři typy DHN, lišící se různou molekulových hmotností (cca 104, 70, 53 a 25 kda). Identických výsledků bylo dosaženo již po dvou týdnech stresu i po rehydrataci. U kultivaru Navajo byl detekován i čtvrtý typ DHN s molekulovou hmotností cca 23 kda, a to pouze u varianty po čtyřech týdnech působení stresu (obr. 1B). Je zřejmé, že DHN, které svoji akumulaci zvyšují po stresu suchem nejsou totožné s DHN odpovědnými za chladovou aklimaci (Klíma et al., 2012). I když se u obou stresových variant i rehydratace po prvotním posouzení density proužků (obr. 1B) akumulovalo výrazně více DHN než u kontrol, v některých případech nebyl rozdíl mezi kontrolou a stresem patrný, např. u cv. Viking po 4 týdnech stresu u DHN 104 kda nebo u většiny genotypů u DHN 70 a 53 kda po dvou týdnech stresu, případně u některých genotypů u DHN 25 kda po rehydrataci. Dále byly ve většině variant zaznamenány i poměrně velké rozdíly v akumulacích mezi opakováními. Toto se následně projevilo i na výsledcích statistických analýz, které identifikovaly významné rozdíly v akumulaci sumy DHN mezi kontrolou a stresem jen u velmi kontrastních hodnot, např. u akumulace normalizované na čerstvou hmotu listů (obr. 2A) u kultivarů CAD, CAL a NAV po 4 týdnech stresu a u CAL a NAV po rehydrataci. Ostatní kombinace nebyly při P 0,05 významně rozdílné. Analýza akumulace normalizované na nanášku (obr. 2B) identifikovala jako významně odlišnou pouze jednu variantu - CAD po 4 týdnech stresu. Významných rozdílů mezi stresovými variantami bylo dosaženo u většiny genotypů, kde čtyřtýdenní nedostatek vody výrazně zvýšil akumulaci DHN oproti ostatním dvěma odběrům, a to jak ve vztahu k čerstvé hmotě listů (obr. 2A) tak i v případě normalizace hodnot na koncentraci všech termostabilních proteinů z vizualizace pomocí Ponceau S (obr. 2B). 183

184 Obr. 1: Profil proteinů po čtyřech týdnech stresu suchem. (A) nitrocelulózová membrána, termostabilní proteiny vizualizovány barvivem Ponceau S před blokováním membrány; (B) totožná membrána po hybridizaci s anti-dehydrin protilátkou, dehydriny vizualizovány pomocí chemiluminiscence. IS - interní standard; VIK - cv. Viking, CAL - cv. Californium, CAD - cv. Cadeli, NAV - cv. Navajo, S stres, K - kontrola A B Významné genotypové rozdíly v akumulaci sumy dehydrinů se projevily v rámci varianty čtyřtýdenního sucha a u varianty rehydratace po normalizaci hodnot na koncentraci proteinů (obr. 2B), kde CAL akumuloval významně více než VIK. V případě normalizace na čerstvou hmotu byl jako nejlepší vyhodnocen cv. CAD oproti cv. VIK po rehydrataci (obr. 2A). V ostatních případech nebyly významné rozdíly zjištěny. Porovnáme-li výsledky statistických analýz akumulace dehydrinů vztažené na čerstvou hmotu a na koncentraci proteinů obarvených Ponceau S, lze vzhledem k jejich rozdílnosti usuzovat, že zvýšená akumulace dehydrinů během sucha oproti kontrole byla z velké části způsobena spíše nárůstem akumulace všech termostabilních proteinů (jak je dobře patrné porovnáním density proužků mezi kontrolou a stresem na obr. 1A), než navýšením podílu dehydrinové frakce na úkor ostatních termostabilních proteinů. Tento náš předpoklad ilustruje akumulace u kultivaru VIK po čtyřech týdnech stresu. Tento genotyp dle obrázku 1A (4T) vykazuje relativně nejmenší rozdíl koncentrací termostabilních proteinů mezi kontrolou a stresem a zároveň nevykazuje (jako jediný kultivar) rozdíly v akumulaci sumy dehydrinů mezi kontrolou a stresem (obr. 2A). Obr. 2: Akumulace (relativní densita v %) sumy všech vizualizovatelných dehydrinů u čtyř genotypů po dvou a čtyřech týdnech stresu suchem a po rehydrataci, vztažené na čerstvou hmotu listů (A) nebo na koncentraci všech termostabilních proteinů (B). Sloupce vyjadřují aritmetické průměry ± standardní chybu; malá písmena označují homogenní podskupiny pro rozdíly mezi variantami stresu u daného genotypu, velká písmena mezi genotypy dané stresové varianty (zásahu) a hvězdička mezi kontrolou a zásahem; průměry se stejným písmenem nebo bez písmene, případně dvojice průměrů bez hvězdičky, se od sebe významně neliší při P 0,05; 2T - dva týdny stresu, 4T - čtyři týdny stresu, R - rehydratace; zkratky kultivarů viz legenda u obr. 1 A B A B 184

185 Relativně malé (a tudíž neprůkazné) rozdíly v akumulaci DHN mezi kontrolou a stresem, pozorované zejména u variant s celkově slabší akumulací všech proteinů (2 týdny sucha, rehydratace) a/nebo u DHN se slabším signálem (70 a 53 kda) přičítáme nespecifické vazbě proteinů. Z důvodu nízké koncentrace DHN bylo v našich experimentech nezbytné prodloužit vyvolávání membrány a pro vyhodnocení akumulace následně i zvýšit kontrast digitalizované membrány pomocí příslušného softwaru. Vlivem těchto opatření mohlo dojít i k vizualizaci proteinů s nespecifickou vazbou na anti-dehydrin protilátku. I když mohly být tyto proteiny softwarem vyhodnoceny jako akumulace DHN, struktura jejich proužků (viz obr. 1B) se částečně shoduje s charakterem proužků termostabilních proteinů na totožném místě identické membrány, obarvené Ponceau S (obr. 1A). Naopak proužky odpovídající skutečným DHN (obr. 1B) se vyskytovaly převážně jen v těch oblastech membrány, ve kterých byla akumulace proteinů (obr. 1A) na mnohem nižší úrovni, než akumulace DHN. Tyto skutečnosti byly dle našeho názoru i zdrojem zvýšené variability mezi jednotlivými opakováními. Navíc nelze vyloučit, že námi vizualizované DHN se částečně mohou akumulovat i v kontrolách (za dostatku vody). Akumulaci DHN v kontrolních rostlinách zjistili Vítámvás et al., (2010) při sledování exprese chladově specifických dehydrinů u obilovin. Závěr I když byla pro vizualizaci DHN použita robustní a citlivá metoda, přesné vyhodnocení jejich akumulace bylo komplikováno velmi nízkou koncentrací DHN v proteinovém extraktu a následnou nespecifickou vazbou proteinů na membránu. Tudíž i přesto, že byly zjištěny u některých kombinací významné rozdíly mezi kontrolou a stresem, mezi stresovými variantami a rozdíly mezi genotypy, nelze na základě těchto výsledků jednoznačně prohlásit, že námi vizualizované DHN byly diferenčně exprimovány pouze vlivem nedostatku vody, případně že úroveň jejich akumulace byla genotypově specifická. Pro objektivnější posouzení vhodnosti DHN jako specifických markerů vodního stresu u řepky olejky bude nutné provést řadu optimalizačních kroků v oblasti designu stresového působení na rostlinný materiál a následné vizualizace dehydrinů. Dedikace Práce vznikla za podpory projektů MZe QH82285, QI111A075 a Použitá literatura Hanin, M., Brini, F., Ebel, CH., Toda, Y., Takeda, S., Masmoudi, K Plant dehydrins and stress tolerance: Versatile proteins for complex mechanisms. Plant Signal Behav.: Klíma, M., Vítámvás, P., Zelenková, S., Vyvadilová, M., Prášil, I.T The cold-induced accumulation of dehydrin and proline under two irradiation intensities in Brassica napus and B. carinata. Biol. Plant. 56: Kosová, K., Vítámvás, P., Prášil, I.T Expression of dehydrins in wheat and barley under different temperatures. Plant Sci. 180: StatSoft. Statistica [program]. Version 10. Tulsa, Oklahoma, USA: StatSoft, Vítámvás, P., Kosová, K., Prášilová, P., Prášil, I.T Accumulation of WCS120 protein in wheat cultivars grown at 9 C or 17 C in relation to their winter survival. Plant Breed., 129: Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki, K Transcriptional regulatory networks in cellular responses and tolerance to dehydration and cold stresses. Annu. Rev. Plant Biol. 57: Kontaktní adresa: Ing. Miroslav Klíma, Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská 507/ Praha 6-Ruzyně, 185

186 PŮSOBENÍ VYBRANÝCH FUNGICIDŮ NA VÝSKYT HUB R. FUSARIUM V KLASECH JEČMENE JARNÍHO Effect of selected fungicides on the incidence of Fusarium spp. in the ear of spring barely Bezděková K., Šafránková I., Cerkal R. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Působení fungicidů na infekci klasů houbami rodu Fusarium bylo sledováno na dvou lokalitách (Žabčice, Kroměříž) v porostech šesti odrůd sladovnického ječmene přirozeně infikovaných fusarii a uměle inokulovaných F. culmorum. K ošetření ječmene byly použity fungicidy Hutton, Zantara a Prosaro 250 EC aplikované ve dvou termínech. Byla stanovena četnost napadení obilek ječmene fusarii a identifikovány druhy Fusariumpoae, F. culmorum, F. avenaceum a F. graminearum. Nejčastěji izolovaným druhem bylo F. culmorum a F. poae. Ze sledovaných odrůd v Žabčicích nejlépe reagovala na fungicidní ošetření odrůda Bojos. Z použitých variant fungicidní ochrany byla nejúčinnější kombinace přípravků Hutton a Zantara. Nejvyšší účinnost této fungicidní aplikace byla zaznamenána u odrůdy Aksamit na lokalitě Kroměříž. Kombinace fungicidních přípravků Hutton a Prosaro v prvním termínu ošetření vykázala nejvyšší účinnost na snížení infekce houbami r. Fusarium u všech šesti odrůd sladovnického ječmene jarního. Klíčová slova: Fusarium spp., ječmen jarní, fungicidy, infekce Abstract The effect of fungicides on spike infection by fungi of the Fusarium genus was studied on two localities (Žabčice, Kroměříž) in stands of six malting barley varieties that were naturally infected by the fusaria and artificially inoculated by F. culmorum. Barley was treated by fungicides Hutton, Zantara, and Prosaro 250 EC applied on two dates. The frequency of barley cereal grain infection by fusaria was established and the following species were identified Fusarium poae, F. culmorum, F. avenaceum and F. graminearum. The most often isolated species were F. culmorum and F. poae. Out of the varieties studied in Žabčice, Bojos reacted best to the fungicide treatment. The Hutton and Zantara combination was the most effective of all the used variants of fungicide protection. The highest efficiency of this fungicide application was observed in the Aksamit variety on the Kroměříž locality. The combination of fungicide preparations Hutton and Prosaro on the first date of treatment showed the highest efficacy in respect to the decrease of the infection by fungi of the Fusarium genus in all six malting barley varieties. Keywords: Fusarium spp., spring barley, fungicides, infection Úvod Houby r. Fusarium patří mezi významné patogeny obilnin, zejména ječmene jarního a pšenice. Z více než 70 popsaných druhů fusarií se pouze některé podílejí na růžovění klasů ječneme a jsou producenty mykotoxinů.fusariové mykotoxiny mohouzpůsobovat vážné zdravotní potíže u člověka i hospodářských zvířat (Tvarůžek, Matušinsky,Vyšohlídová, 2012). Výskyt fusarií v obilninách ovliňuje více faktorů, především předplodina, odrůda a průběh počasí v daném roce, zejména v období kvetení. Kvalitní fungicidní ochrana obilnin podstatně omezuje fuzariózy klasů a obsah toxinů v zrně(širučková, Kroutil, 2007). Za velmi účinné fungicidy proti napadení klasů fusarii jsou považovány přípravky s účinnou látkou ze skupiny triazolů, např. metconazol, prothioconazol, tebuconazol (Samaškiene et al., 2006, Váňová, 2006). 186

187 Materiál a Metody V r byl založen na lokalitě Žabčice a Kroměříž fungicidní maloparcelkový pokus (10 m 2 ) s šesti sladovnickými odrůdami ječmene jarního (Aksamit, Bojos, Malz, Radegast, Kangoo a Xanadu). Byly vytvořeny dvě varianty výskytu fusarií (přirozeně infikované a uměle inokulované porosty), tři varianty fungicidního ošetření proti houbám r. Fusarium (Hutton, Zantara a Prosaro 250 EC) aplikované ve dvou termínech (Tab. 1). Umělá infekce byla provedena na začátku kvetení ječmene (BBCH 61 64) postřikem suspenzí konidií houby F. culmorum ( konidií.ml -1 ). Napadení obilek fusarii bylo stanoveno metodou rolád. Po šestidenní inkubaci v laboratorních podmínkách (t C) byl vyhodnocen počet kolonií fusarií prorůstajících z obilek. Napadené obilky byly přeneseny na živnou půdu (PDA= bramborovo-dextrózový agar, medium dle Bilajové) do Petriho misky, kultivovány při laboratorní teplotě a následně vytvořeny monosporickéizoláty. Identifikace jednotlivých druhů fusarií byla provedena mikroskopicky na základě morfologických znaků podle Leslie&Summerell (2006) a molekulární metodou PCR. Tabulka 1: Varianty fungicidního ošetření ječmene jarního Č. Varianta ošetření Fungicid Účinná látka Aplikační dávka 1 KONTROLA H+Z 3 H+P 4 H1+P Hutton prothioconazolespiroxaminetebuconazole 0.8 l.ha Zantara tebuconazole bixafen 1.5 l.ha Hutton prothioconazolespiroxaminetebuconazole 0.8 l.ha Prosaro 250 EC prothioconazoletebuconazole 0,75 l.ha Ošetření ve fázi BBCH Hutton prothioconazolespiroxaminetebuconazole 0,8 l.ha Prosaro 250 EC prothioconazoletebuconazole 0,75 l.ha Výsledky a diskuze Na lokalitě Žabčice u přirozeně i uměle infikovaných fusarii odrůd ječmene bylo zaznamenáno po ošetření kombinací fungicidů Hutton a Zantara snížení počtu infikovaných obilek u odrůd Bojos a Malz oproti kontrole, u přirozeně infikované odrůdy Kangoo došlo k úplnému potlačení fusarií. Účinnost kombinace fungicidů Hutton a Prosaro aplikovaných v prvním termínu ošetření byla dostatečná v přirozeně infikovaných porostech u odrůdy Aksamit, Bojos a Xanadu, kde došlo ke snížení infekce zrn oproti kontrole, u odrůdy Radegast byla fusaria zcela potlačena. U uměle inokulovaných odrůd se snížil výskyt fusarií pouze u odrůdy Xanadu. Aplikace fungicidů Hutton a Prosaro v druhém termínu ošetření v přirozeně infikovaných porostech ječmene snížila výskyt fusarií u odrůdy Bojos a Xanadu a u odrůdy Aksamit byl výskyt fusarií zcela potlačen. Na rozdíl od uměle inokulovaných porostů bylo zaznamenáno snížení napadení fusarii u odrůdy Malz a Radegast. U ostatních variant fungicidního ošetření v roce 2012 u uměle a přirozeně infikovaných odrůd ječmene se neprojevilo potlačení či snížení výskytu fusarií v zrnech ječmene jarního. 187

188 Na lokalitě Kroměříž u všech odrůd sladovnických ječmenů uměle inokulovaných F. culmorum došlo ke snížení výskytu hub r. Fusarium po ošetření všemi variantami fungicidů oproti kontrole.účinnost kombinace fungicidů Hutton a Prosaro aplikované v druhém termínu ošetřeníbyla dostatečná v přirozeně infikovaných porostech u odrůdy Aksamit, u odrůdy Kangoo byla infekce fusarii zcela potlačena. Aplikace fungicidu Hutton a Prosaro v prvním termínu ošetření v přirozeně infikovaných porostech došlo k snížení výskytu fusarií oproti kontrole u odrůdy Kangoo a Bojos, u odrůdy Xanadu a Aksamit byla infekce zcela potlačena. Tato kombinace fungicidů vykázala vysokou účinnost i u umělé inokulovaných odrůd, kde došlo ke snížení výskytu fusarií u všech sledovaných odrůd ječmene jarního oproti kontrole. Nejvyšší účinnost byla zazanamenána u odrůdy Radegast. Kombinace fungicidů Hutton a Zantara byla účinná u všech uměle inokulovaných odrůd, ale u přirozeně infikovaných odrůd ječmene jarního účinnost značně kolísala. Pouze u odrůdy Aksamit došlo k snížení infekce oproti kontrole, u odrůdy Kangoo nebyla fusaria nalezena. V roce 2012 na lokalitě Žabčice byly velmi slabé infekce klasů ječmene jak přirozeně infikovanýchfusarii (1 7 %), tak i uměle inokulovaných F. culmorum (0 9 %). Na lokalitě Kroměříž byly infekce fusarii jen nepatrně vyšší, tj. přirozeně infikované (0 16 %), uměle inokulované porosty F. culmorum (1 24 %). Z kultur z monosporických izolátů fusarií byly na základě morfologických znaků a za využití PCR identifikovány čtyři druhy, tj. Fusariumpoae, F. culmorum, F. avenaceum a F. graminearum. Zatímco z infikovaných obilek ječmene z Žabčic bylo nejčastěji izolováno F. poae, a to jak z přirozeně (2 %), tak i uměle (2,20 %) infikovaných porostů, z obilek z Kroměříže bylo nejčastěji izolováno F. culmorum z přirozeně (1,53 %) i uměle (10,72 %) infikovaných porostů. Výskyt ostatních druhů fusarií v přirozeně infikovaných porostech v Žabčicích nepřesáhl 0,4 % (F. avenaceum 0,39 %, F. graminearum 0,03 %, F. culmorum 0,35 %). Ve vzorcích obilek z porostů uměle inokulovaných F. culmorum byly hodnoty podobné F. avenaceum a F. graminearum do 0,14 %, F. culmorum do 2 %. Ve vzorcích ječmene z lokality Kroměříž byly z obilek z přirozeně infikovaných porostů detekovány F. poae (0,83 %) a F. avenaceum (0,31 %), u variant uměle inokulovaných F. avenaceum (0,11 %). U většiny odrůd byly z obilek nejčastěji izolovány F. poae a F. culmorum, další druhy se objevovaly jen sporadicky. Závěr Vlivem velkého sucha na počátku roku 2012, kdy došlo k poškození tvořících se klasů, výskyt fusarií byl velice slabý a rozdíly v účinnosti fungicidů nebyly natolik zřetelné, aby bylo možno jednoznačně odpovědět, která odrůda ječmene je nejodolnější vůči fusariím, případně která kombinace fungicidů vykazuje dostatečně vysoký a spolehlivý účinek proti houbám r. Fusarium.Ve sledovaných vzorcích ječmene byly identifikovány čtyři druhy fusarií (F. culmorum, F. poae, F. graminearum, F. avenaceum). Porosty byly ošetřeny fungicidy, jejichž účinné látky se vyznačují rozdílným typem účinku.ze sledovaných odrůd v Žabčicích nejlépe reagovala na fungicidní ošetření odrůda Bojos. Z použitých variant fungicidní ochrany byla nejúčinnější kombinace přípravků Hutton a Zantara. Nejvyšší účinnost této fungicidní aplikace byla zaznamenána u odrůdy Aksamit na lokalitě Kroměříž. Kombinace fungicidních přípravků Hutton a Prosaro v prvním termínu ošetření vykázala nejvyšší účinnost na snížení infekce houbami r. Fusariumu všech šesti odrůd sladovnického ječmene jarního. 188

189 Dedikace Práce vznikla za finanční podpory NAZV ČR a je výstupem NAZV QI111B044 s názvem Komplexní strategie pro minimalizaci negativního dopadu infekce toxikogenními houbami r. Fusarium v obilovinách a odvozených produktech. Použitá literatura Leslie, J., F., Summerell, B. A.: TheFusariumLaboratoryManual. Oxford: BlackwellPublishing s. Semaškiene, R., Mankevičiene, A., Dabkevičius, S. Suproviene, S.: Effectoffungicides on fusariuminfection and productionofdeoxynivalenol in springcereals Agronomy Research 4: Suty-Heinze, A., Dutzmann, S.: Fusariumheadblight: anadditionalstrengthofprothioconazole. Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer 57/ Šafránková, I., Marková, J., Kmoch, M.: Mykoflóra zrn sladovnických odrůd a linií ječmene jarního na lokalitách Kroměříž a Žabčice. Kvasný průmysl sv. 56, č. 3, s ISSN Širučková, I., Kroutil, P.:Fusariózy na obilninách(fusariumssp.). Praha Ministerstvo zemědělství ve spolupráci se Státní rostlinolékařskou správou. 8 s. Tvarůžek, L., Matušinsky, P., Vyšohlídová, M.: Metodika pro zakládání a hodnocení pokusů s umělou inokulací obilnin fuzáriózami klasů. Agrotestfyto, s.r.o. Kroměříž s. 16. ISBN Váňová, M.: Fusaria v klasech jarního ječmene. Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž s.r.o. Sborník z konference Úspěšné plodiny pro velký trh Ječmen a cukrovka, s. 53. Kontaktní adresa: Ing. Kristýna Bezděková Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství Mendelova univerzita v Brně Zemědělská 1, Brno 189

190 MAPY VÝSLEDKŮ TESTOVÁNÍ POPULACÍ BLÝSKÁČKA ŘEPKOVÉHO NA REZISTENCI K INSEKTICIDŮM NOVÝ ZDROJ INFORMACÍ PRO ZEMĚDĚLCE The tests results maps of pollen beetles resistance to insecticides new source of information for farmers Hrudová E. 1, Tóth P. 1, Seidenglanz M. 2, Havel J. 3 1 Mendelova univerzita v Brně 2 Agritec Plant Research s.r.o. 3 OSEVA vývoj a výzkum s.r.o Abstrakt Příspěvek představuje mapové zpracování výsledků testování populací blýskáčka řepkového na rezistenci k různým účinným látkám insekticidů na různých lokalitách ČR. Mapy jsou zpracované v aplikaci Google Maps, což umožňuje jejich bezplatné použití zemědělcům a pracovníkům Státní rostlinolékařské správy a dalším zájemcům o tuto problematiku. Klíčová slova: rezistence, insekticidy, blýskáčci, mapy Abstract The tests results maps of pollen beetles resistance to insecticides are represented in this article. Different populations of pollen beetles were tested in different localities of the Czech Republic. The Google Maps application is used for these maps. It means, the maps are free of charge for target group of users farmers, State Phytosanitary Administration officers and others. Key words: resistance, insecticides, pollen beetles, maps Úvod V průběhu řešení výzkumného úkolu QH bylo shledáno užitečným zpracování získaných výsledků laboratorního testování populací blýskáčků (Tóth et al., 2011) graficky v podobě map. Základním problémem, který bylo třeba vyřešit, byla volba softwaru. Pro tu, tedy pro výběr vhodné mapové aplikace, bylo stanoveno několik kritérií, které by měla splňovat. Prvním byla uživatelská dostupnost softwaru pro řešitelský tým, kdy měl být přístup pro editaci map umožněn všem řešitelům bez nutnosti speciálních znalostí práce s tímto softwarem. Dalším, navazujícím, cílem byla úspora finančních prostředků. Speciální mapový software na platformě GIS je finančně náročný na pořízení, dále by bylo třeba zaškolení jeho uživatelů a to jak řešitelů úkolu, tak koncových uživatelů výsledku. Ti by také museli vlastnit softwarové vybavení, které by opět museli nakoupit. Výsledkem výběru bylo tedy použití aplikace Google Maps, (https://maps.google.com/maps?hl=cs&tab=cl ), která je volně dostupná všem uživatelům a k jejímuž využití stačí běžné hardwarové vybavení umožňující přístup k Internetu. Další z výhod aplikace Google Maps je její intuitivní ovládání. Materiál a metody Pro vytvoření map se specializovaným obsahem byly použity výsledky laboratorního testování populací blýskáčků k citlivosti vůči insekticidům. Pro vlastní testování byly odebírány populace brouků z různých lokalit v ČR a použita laboratorní metoda IRAC č.025, tzv. lahvičkový test, jehož popis je přístupný na Výsledky těchto testů byly představeny v několika pracích např. Seidenglanz et al. (2012). Na základě laboratorní kontaktní účinnosti dosažené registrovanou dávkou účinné látky, tj. dávkou používanou v zemědělské praxi, je populaci přiřazen určitý kód rezistence a to 1-5, v případě chlorpyriphosu 1-2. Pro chlorpyriphos označuje kód 1 citlivou populaci s účinností 190

191 referenční dávky dle Abbota % (v mapě označen zelenými body), kód 2 potenciálně tolerantní populaci s citlivostí menší než 90 % (žluté body). Pro další účinné látky kód 1 označuje vysoce citlivou populaci (zelené body), kód 2 citlivou populaci (žluté body), kód 3 středně rezistentní populaci (světle modré body), kód 4 rezistentní populaci (tmavě modré body) a kód 5 vysoce rezistentní populaci (červené body). Tímto barevným označením je dosaženo dobré přehlednosti mapy. Každý bod je přesně popsán, je zde uvedena lokalita, registrovaná dávka testované účinné látky, laboratorní účinnost testované látky dle Abbota a kód rezistence. Uživatel mapy tak může snadno zjistit jaká je situace v oblasti jeho působení (byla-li zahrnuta do testování), jaký je meziroční vývoj této situace a podle toho přizpůsobit rozhodování o použití určitých účinných látek s ohledem na dodržení antirezistentních strategií. Výsledky a diskuze V současné době jsou na uvedených adresách zpřístupněny mapy výsledků laboratorního testování populací blýskáčků pro roky 2011 a 2012 a to pro účinné látky lambda-cyhalothrin 2011(https://maps.google.cz/maps/ms?msid= d93cba246728ed 455&msa=0 ), lambda-cyhalothrin 2012 (https://maps.google.cz/maps/ms?msid= d974eae93a32f25b9& msa=0&ll= , &spn= , ), chlorpyriphos 2012 (https://maps.google.cz/maps/ms?msid= d3ddfb13938cdd5d3 &msa=0&ll= , &spn= , ) a cypermethrin 2012 ( https://maps.google.cz/maps/ms?msid= d974f389b7875b444& msa=0 ). Pro tvorbu map se specializovaným obsahem bylo použito aplikace Google Maps, volně dostupné na internetových stránkách https://maps.google.com/maps?hl=cs&tab=cl. Kompletní výsledkový soubor obsahující praktickou interpretaci dat je volně dostupný na: a Obr. 1 Obrazovka s oknem webového prohlížeče a mapou s odborným obsahem celá ČR 191

192 Obr. 2 Obrazovka s oknem webového prohlížeče a mapou s odborným obsahem výřez. Obr. 3 Okno s podrobnými údaji k zájmové lokalitě se otevře po kliknutí na daný bod výřez. Závěr Mapové zpracování umožňuje přehledným způsobem zpřístupnit výsledky laboratorních testů uživatelům. Vzhledem k tomu, že mapy výsledků laboratorního testování populací blýskáčků z různých míst ČR na rezistenci v časové řadě a vůči různým účinným látkám, jsou zpracovávány a zveřejňovány postupně, lze poměrně rychle získat orientaci v aktuální situaci a vývoji tohoto fenoménu. Mapy výsledků testování na rezistenci jsou přínosem i pro rozhodování při využívání antirezistentních strategií a také, v případě možnosti sledování stejných lokalit v časové řadě, o jejich efektivitě. V současné době je testování finančně podporováno projektem QJ , bylo by však vhodné zachovat kontinuitu testování i pro další období, tj. od roku

193 Dedikace Příspěvek vznikl za finanční podpory projektů MZe NAZV QH81218 Ověření nových přístupů k ochraně řepky ozimé proti stonkovým krytonoscům založených na přesnějším monitoringu jejich výskytu a chování v porostu a testování (sub)populací blýskáčka řepkového na rezistenci proti pyrethroidům a QJ Testování citlivosti vybraných hmyzích škůdců brukvovitých plodin k insekticidům. Použitá literatura Seidenglanz, M., Hrudová, E., Poslušná, J., Tóth, P., Kolařík, P., Rotrekl, J., Havel, J., Spitzer, T., Bernardová, M., Herda, G., Dědek, J., Šubr, J.Vývoj citlivosti blýskáčků proti pyretroidům mezi lety , korelace mezi účinností jednotlivých insekticidů a první výsledky testování citlivosti krytonosců šešulových, krytonosců čtyřzubých a dřepčíků rodu Phyllotreta na pyretroidy. In Sborník příspěvků z konference Hluk : , Hluk: Svaz pěstitelů a zpracovatelů olejnin. 1. vyd. Svaz pěstitelů a zpracovatelů olejnin, SPZO s.r.o., 2012, s ISBN Tóth, P., Hrudová, E., Sapáková, E.,Seidenglanz, M., Poslušná, J.: Druhové spektrum a poměrné zastoupení blýskáčků rodu Meligethes na vybraných lokalitách v ČR v roce Úroda č. 12, s ISSN Kontaktní adresa: Mgr. Ing. Eva Hrudová, Ph.D., Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství Agronomická fakulta Mendelova univerzita v Brně Zemědělská 1, Brno 193

194 ODHAD ŠKODLIVOSTI PLEVELŮ V OZIMÉ PŠENICI Estimation of harmful weeds in winter wheat Chovancová S. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Cílem práce bylo zhodnocení zaplevelení pozemku pšenice ozimé po předplodině jeteli lučním. Pokus probíhal v katastrálním území obce Žabčice v Jihomoravském kraji v letech 2011 a K vyhodnocení polního pokusu byla použita početní metoda. Počty plevelů byly zjišťovány na 1 m 2. Při hodnocení škodlivosti plevelů na základě plodinových ekvivalentů se jako nejškodlivější jevily druhy Galium aparine, Lamium amplexicaule, Consolida orientalis, Fallopia convolvulus, Stellaria media a Polygonum aviculare. Klíčová slova: plevele, ozimá pšenice, škodlivost plevelů Abstract The aim of attempt was to evaluate weed plot of winter wheat following the pre red clover. The attempt took place in the cadastral municipality Žabčice in the South Moravian Region in 2011 and For the evaluation of experiment was used numerical method, the number of weeds were collected at 1 m 2. In assessing of harmfulness based on crop equivalents were seen as the most damaging these species Galium aparine, Lamium amplexicaule, Consolida orientalis, Fallopia convolvulus, Stellaria media a Polygonum aviculare. Key words: weed, winter wheat, harmfulness of weeds Úvod Obecně platí, že plevele snižují úrodnost půdy, tj. schopnost půdy poskytovat pěstovaným plodinám živiny, vodu a dostatečný prostor pro jejich růst a vývoj. Na zaplevelených pozemcích bývá v půdě méně vláhy, než na pozemcích s podobnou kvalitou půdy, se stejným porostem, ale nezaplevelených. Souvisí to se schopností mnohých plevelů poutat lépe vláhu než kulturní plodiny. S vodou odčerpávají plevele také živiny. Konkurenčně se mohou uplatnit pouze ty plevele, které klíčí, vzchází a dále se rozvíjí s pěstovanou plodinou tak, že nejsou potlačovány zapojeným porostem plodiny nebo dalšími vlivy, např. kořenovými výměšky plodiny (DVOŘÁK, KREJČÍŘ, 1982). Podle VÁŇOVÉ A KLEMA (1997), je stanovení prahu škodlivosti plevelů ztěžováno řadou faktorů. Snahou je, najít způsob stanovení hodnot tak, aby bylo možné posoudit ekonomickou návratnost použitých plevelohubných opatření. Pro charakteristiku škodlivosti zaplevelení je třeba stanovit plodinový ekvivalent pro určitý plevelný druh, vycházející z poměru hmotnosti sušiny jedné rostliny plevele a hmotnosti sušiny jedné rostliny pšenice ozimé. Dále určit míru hustoty plevelů na počet plevelných jednotek. A regresní analýzou vyhodnotit závislost výnosu plodiny na plevelných jednotkách nacházející se na sledované lokalitě, čili pokles výnosu v závislosti na jedné plevelné jednotce (DVOŘÁK, 1998). Materiál a Metody Pokusný pozemek se nachází v katastrálním území obce Žabčice. Tato oblast je součástí geomorfologické oblasti Dyjsko-svratecký úval. Žabčice leží jižně od Brna v nadmořské výšce 184 metrů nad mořem. Terén je rovinatého charakteru. Katastrální území obce Žabčice protíná říčka Šatlava, která spadá do povodí řeky Svratky. Z výrobního pohledu se jedná o kukuřičnou oblast ječného subtypu. Oblast lze považovat za velmi teplou a suchou. Průměrná roční teplota pro daný klimatický region je 9,2 C a průměrný roční úhrn srážek 483,3 mm. Tyto údaje byly převzaty 194

195 z meteorologické pokusné stanice v Žabčicích (pracoviště Mendelu). Severozápadní větry v tomto klimatickém regionu způsobují převahu výparu nad srážkami a způsobují častý vodní deficit ovlivňující vývoj rostlin v jarních a letních měsících, kdy jsou pěstované plodiny nucené využívat pro růst a vývoj jen půdní vláhu. Stanoviště se nachází v nivní oblasti řeky Svratky, a proto se zdejší půdy řadí do glejového typu. Orniční vrstva je hlinitá až jílovitohlinitá se stálým vlivem spodní vody. Mocnost ornice dosahuje hloubky 35cm. Glejový horizont způsobuje sníženou propustnost vody, která umožňuje udržení půdní vláhy a vlivem kapilárních sil čerpaní rostlinami ve vyšší vrstvě půdy. Kyselost půd je neutrální, ph 6,9 a obsah humusu je 2,28 %. Nasycenost sorpčního komplexu je dobrá a přístupnost živin pro rostliny také. Střídání plodin je prováděno podle norfolkského osevního postupu a byl založen v roce 1970 a částečně upraven v Velikost jedné parcely je 5,3 m x 7,0 m. Sled plodin je následující: jetel luční, ozimá pšenice, kukuřice na zrno, jarní ječmen. V rámci sledovaného pokusu jsou použity dvě varianty základního zpracování půd. První, tradiční varianta zpracování půdy s orbou na hloubku 0,22 m a druhá, minimalizační varianta zpracování půdy talířovým nářadím do hloubky 0,12 m. Skutečná hloubka zpracování půdy kolísá ± 10 %. V následujícím textu jsou tyto varianty označovány jako tradiční (CT) a minimalizační varianta (MT). Zaplevelení porostu ozimé pšenice bylo vyhodnoceno v období a před aplikací herbicidů. Byla použita početní metoda, jedinci nalezených druhů plevelů byly počítány na ploše 1 m 2, u každé varianty zpracování půdy a střídání plodin ve 24 opakováních. České a latinské názvy jednotlivých druhů plevelů byly použity POdle KUBÁTA (2002). Pro charakteristiku škodlivosti jednotlivých druhů byl použit plodinový ekvivalent (CE) dle VÁŇOVÉ A KLEMA (1997), viz. Tab. 1., který byl vynásoben počtem jedinců. Tab. 1 Nalezené plevelné druhy a jejich použitý plodinový ekvivalent Druhy plevelů Zkratky druhů CE - plodinový ekvivalent jedné rostliny druhu plevelu Capsella bursa-pastoris Cap burs 0,13 Cirsium arvense Cir arve 2 Consolida orientalis Con orie 0,75 Convolvulus arvensis Con arve 2 Descurainia sophia Des soph 0,13 Fallopia convolvulus Fal conv 0,75 Galium aparine Gal apar 0,77 Chenopodium album Che albu 1 Chenopodium hybridum Che hybr 1 Lactuca serriola Lac serr 0,75 Lamium amplexicaule Lam ampl 0,2 Lamium purpureum Lam purp 0,2 Papaver rhoeas Pap rhoe 1,1 Polygonum aviculare Pol avic 0,45 Sonchus oleraceus Son oler 0,4 Stellaria media Ste medi 0,24 Thlaspi arvense Thl arve 0,13 Trifolium pratensis Tri prat 1,2 Veronica hederifolia Ver hede 0,24 Veronica persica Ver pers 0,24 Veronica polita Ver poli 0,24 Viola arvensis Vio arve 0,13 Ke zjištění vlivu zpracování půdy na jednotlivé druhy plevelů, kvantifikované pomocí počtu jedinců a plodinovým ekvivalentem, byly použity mnohorozměrné analýzy ekologických dat. Výběr optimální analýzy se řídil délkou gradientu (Lengths of Gradient), zjištěného segmentovou analýzou DCA (Detrended Correspondence Analysis). Dále byla použita 195

196 kanonická korespondenční analýza CCA (Canonical Correspondence Analysis). Při testování průkaznosti pomocí testu Monte-Carlo bylo propočítáno 499 permutací. Data byla zpracována pomocí počítačového programu Canoco 4.0. (TER BRAAK, 1998). Výsledky a diskuze V průběhu sledování bylo celkem nalezeno 22 druhů. V Tab. 2 jsou uvedeny sumy jedinců druhů plevelů a sumy plodinových ekvivalentů odpovídající nalezenému počtu jedinců. Tab. 2. Sumy jedinců a sumy plodinových ekvivalentů nalezených druhů plevelů Suma počtu jedinců Suma plodinových ekvivalentů Zpracování půdy Opakování MT CT MT CT Capsella bursa-pastoris ,07 0,65 Cirsium arvense Consolida orientalis ,5 10,5 Convolvulus arvensis Descurainia sophia 1 1 0,13 0,13 Fallopia convolvulus ,25 10,5 Galium aparine ,65 44,66 Chenopodium album Chenopodium hybridum Lactuca serriola ,5 Lamium amplexicaule ,4 23,2 Lamium purpureum ,2 2,8 Papaver rhoeas 3 2 3,3 2,2 Polygonum aviculare ,85 7,2 Sonchus oleraceus 1 0 0,4 0 Stellaria media ,48 10,56 Thlaspi arvense 5 6 0,65 0,78 Trifolium pratensis 1 0 1,2 0 Veronica hederifolia 2 1 0,48 0,24 Veronica persica 1 7 0,24 1,68 Veronica polita ,36 1,44 Viola arvensis 1 4 0,13 0,52 Počty jedinců plevelů byly nejprve zpracovány pomocí analýzy DCA, která vypočetla délku gradientu (Lengths of Gradient) a ta činila 3,991. Na základě tohoto výpočtu byla k dalšímu zpracování zvolena kanonická korespondenční analýza CCA. Analýza CCA vymezuje prostorové uspořádání jednotlivých druhů plevelů a variant faktorů, a to na základě dat, která byla o frekvenci výskytu plevelných druhů zjištěna. Výsledky analýzy CCA (Obr. 1.), která hodnotila vliv zpracování půdy na počet plevelů je signifikantní na hladině významnosti α = 0,004, pro všechny kanonické osy. Plevele vyjádřené pomocí plodinových ekvivalentů byly také zpracovány pomocí analýzy DCA, která vypočetla délku gradientu a ta činila 4,887. Na základě tohoto výpočtu byla k dalšímu zpracování zvolena také kanonická korespondenční analýza CCA. Prostorové uspořádání jednotlivých druhů plevelů a variant faktorů je zde dáno plodinovým ekvivalentem nalezených druhů. Ovšem výsledky analýzy CCA (Obr. 2.) jsou signifikantní na hladině významnosti α = 0,164 a nejsou tedy statisticky průkazné. Z výsledků je zřejmé, že kvantifikace zaplevelení jiným způsobem než počtem jedinců, značně mění význam jednotlivých druhů plevelů v rámci hodnoceného porostu. To otvírá diskusi nad způsobem hodnocení a vyjádření zaplevelení. Vyjádření škodlivosti druhů plevelů je logické a zcela správné. Ovšem naráží to na obtíže spojené s praktickou aplikací. Metody plodinových ekvivalentů jsou jednou z možností, avšak tyto ekvivalenty nejsou stanoveny pro 196

197 všechny druhy a v jiných plodinách budou mít jiné hodnoty. To otvírá prostor pro další pokusnou práci. Obr. 1. Ordinační diagram vyjadřující vliv zpracování půdy na počet plevelů Obr. 2. Ordinační diagram vyjadřující vliv zpracování půdy na součin plodinového ekvivalentu Závěr Kvantifikace plevelů vyjádřená pomocí plodinových ekvivalentů značně mění jejich význam a díky tomu lépe vyjadřuje jejich skutečnou škodlivost. Další prostor k výzkumným pracím nalézáme především ve stanovení plodinových ekvivalentů u plevelných druhů v závislosti na pěstované plodině, ve které se plevelné druhy nacházejí. Dedikace Práce vznikla jako výstup projektu Interní grantové agentury AF MENDELU číslo: TP 10/2013 Studium vybraných faktorů ovlivňující realizaci biologického potenciálu zemědělských kultur. Použitá literatura DVOŘÁK J., 1998: Praktikum z herbologie. MZLU, Brno, 88 s., ISBN DVOŘÁK, J., KREJČÍŘ, J., Vliv osevních postupů a kultivace půdy na polní plevele, s In: In: Kohout, V., Vach, M. Plevele v agrosystému: metody integrované ochrany: 4. ekologický seminář: sborník přednášek. 1. vyd. 1Brno: Dům techniky ČSVTS, 151 s. KUBÁT, K., 2002: Klíč ke květeně České republiky. Praha: Academia, 928 s. ISBN TER BRAAK, C., J., F., 1998: Canoco A Fortran program for canonical community ordination by [partial] [detrended] [canonical] correspondence analysis (version 4.0.). Report LWA Agricultural Mathematics Group. Wageningen. VÁŇOVÁ M., KLEM K., 1997: Regulace výskytu plevelů v obilninách soustavou opatření navržených podle prahů škodlivost a intenzity výroby. Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o., 141 s. Kontaktní adresa: Ing. Světlana Chovancová, Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Ústav agrosystémů a bioklimatologie, Zemědělská 1, Brno, Česká republika, 197

198 DRUHOVÉ SPEKTRUM PLEVELŮ VINIC V KULTIVOVANÉM MEZIŘADÍ Weed spectrum in cultivated space between rows in vineyards Jakabová L. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Cieľom hodnotenia bolo určiť, ktoré druhy burín sa vyskytujú v kultivovanom medziradí vo vinohradoch v Žabčiciach. Sledovanie prebehlo v troch vinohradoch, pričom v každom z nich bolo urobených 10 fytocenologických snímok. Získané údaje boli spracované mnohorozmernou analýzou ekologických dát (CCA). Celkovo bolo počas sledovania vo vinohrade v Žabčiciach identifikovaných 69 rastlinných druhov. Najčastejšie sa vyskytovali druhy Amaranthus sp., Bromus sp., Echinochloa crus-galli, Setaria pumila, Carduus acanthoides, Lolium perenne, Arrhenatherum elatius, Tripleurospermum inodorum a Chenopodium album. Kľúčové slová: burina, vinohrady, kultivované medziradie, fytocenologická snímka Abstract The aim of the evaluation was determine which weed species occurring in cultivated space between rows in vineyards in Žabčice. Three vineyards were monitored, and each of them was made 10 phytocoenological relevés. The obtained data were analyzed by Correspondence Canonical Analyses (CCA). Overall, during the monitoring were identified 69 weed species in Žabčice. The most commonly species were Amaranthus sp., Bromus sp., Echinochloa crus-galli, Setaria pumila, Carduus acanthoides, Lolium perenne, Arrhenatherum elatius, Tripleurospermum inodorum a Chenopodium album. Key words: weed, vineyards, cultivated space between rows, phytocoenological relevés Úvod Pre burinu existuje mnoho definícií. Staršie označujú burinu za rastlinu, ktorá nie je krásna ani užitočná alebo za rastlinu, ktorej prednosti ešte neboli objavené. Moderné definície označujú burinu za rastlinu, ktorá je v nejakom ohľade nežiaduca alebo obmedzuje aktivity človeka. Podľa definície European Weed Science Society je burina každá rastlina alebo vegetácia, okrem húb, ktorá narušuje ciele alebo požiadavky človeka (Naylor, 2002). Rovnováha medzi burinou a plodinou, ktorá sa formovala po dobu niekoľkých storočí, je veľmi krehká a niektoré agrotechnické zásahy ju môžu ľahko narušiť (Otýpková, 2006). Biodiverzita ako rôznorodosť živej prírody sa považuje za základnú podmienku fungovania ekosystémov (Eliáš, 2008). Materiál a metódy Školský podnik Žabčice leží v okrese Brno-venkov, v Dyjsko-svratkovom úvale. Pozemky reprezentujú štvor-honové štrky a čiastočne aluviálne naplaveniny. Pôdy sú v tejto oblasti neutrálne až slabo kyslé, s nedostatkom humusu, rôzneho zloženia (od prevažujúcich piesočnatých pôd, po ílovité pôdy). Na území Žabčíc sa najčastejšie vyskytujú černozeme, mierne podzolované drnové pôdy a nivné glejové pôdy. Pozemky sú prevažne rovinaté s nadmorskou výškou 185 m. n. m. Klíma nie je pre vinice úplne vyhovujúca. Do oblasti zasahuje zrážkový tieň a zrážky sú v období vegetácie rozložené veľmi nepravidelne. Konkrétne zrážkové a teplotné pomery sú uvedené v Tab. 1. Vinohrady patria do Veľkopavlovickej vinohradníckej oblasti (Anonym, 2006). Hodnotenie prebiehalo v troch vinohradoch, v každom z nich bolo spravených 10 fytocenologických snímok. Vinohrad 1 je mladý produkčný vinohrad, v ktorom sa 198

199 v agrotechnických termínoch robia zelené práce. Vinohrad 2 je starší, produkčný, ale zelené práce sa tu nerobia. Vinohrad 3 je neprodukčný a výsadba prestarnutá. Vo vybraných vinohradoch sú rovnaké alebo veľmi podobné pôdne, teplotné a zrážkové pomery. Vo vinohradoch sa strieda zatrávnené a kultivované medziradie. Príkmenný pás sa udržuje herbicídmi. Každá fytocenologická snímka mala plochu 15 m 2, na ktorej bolo priamo odhadnuté pokrytie jednotlivými druhmi burín a celkové pokrytie pôdy v percentách. Hodnotenie prebehlo v dvoch opakovaniach. Prvé hodnotenie prebehlo v termíne od do , druhé od do Získané údaje boli spracované mnohorozmernou analýzou ekologických dát. Výber optimálnej analýzy sa riadil dĺžkou gradientu, ktorý sa zisťoval segmentovou analýzou DCA. Následne bola použitá kanonická korešpondenčná analýza CCA. Pri testovaní vecnosti pomocou testu Monte-Carlo bolo prepočítaných 499 permutácií. Dáta boli spracované pomocou počítačového programu Canoco 4.0. (Ter Braak, 1998). České a latinské názvy rastlinných druhov boli použité podľa Kubáta (2002). Tab. 1: Podrobné zrážkové a teplotné pomery v Žabčiciach Hodnoty za vegetáciu Hodnoty za vegetáciu Dlhodobé priemery v roku 2008 v roku 2011 Mesiac Zrážky Teploty Zrážky Teploty Zrážky Teploty (mm) ( C) (mm) ( C) (mm) ( C) január 27,5-2,4 15,7 1,8 21,4-0,4 február 25,5-0,2 10,4 2,6 4,6-0,9 marec 27,2 3,8 32,9 4,81 39,3 5,4 apríl 37,8 9,1 29,3 10,1 33,2 12,4 máj 73,3 14,2 53,5 15,4 46,2 15,3 jún 78,4 17,1 19,6 19,8 42,9 19,4 júl 76,4 18,6 49,9 20,4 79,8 19,2 august 68,8 18,0 55,9 20,0 42,4 20,5 september 44,5 14,3 46,1 14,3 31,1 17,1 október 40,0 9,1 27,3 9,8 22,6 9,3 november 40,4 3,7 22,1 6,5 1,6 2,5 december 30,3-0,4 31,1 1,8 14,6 2,24 Výsledky a diskusia Dáta zhromaždené vo vinohradoch v Žabčiciach v rokoch 2008 a 2011 boli vyhodnotené prostredníctvom analýzy DCA. Bola zistená dĺžka gradientu 3,918 a preto bola vybraná pre následné spracovanie dát kanonická korešpondenčná analýza (CCA). Na základe výskytu burín v kultivovanom medziradí vymedzuje analýza CCA priestorové usporiadanie jednotlivých burinných druhov, ktoré je vyjadrené ordinačným diagramom na Obr. 1. Ordinačný diagram zobrazuje vplyv faktoru vinohradu, pre obe pozorovania. Výsledky analýzy CCA sú na hladine štatistickej významnosti α = 0,002 pre všetky kanonické osi a vysvetľujú 54,5 % celkovej variability v dátach. V1, V2 a V3 označujú faktory jednotlivých vinohradov, ktoré ovplyvňujú výskyt identifikovaných druhov burín. Čím viac sa blíži znak názvu buriny k trojuholníkovému znaku faktoru vinohradu, tým viac ho tento faktor ovplyvňuje. Znamená to, že napr. výskyt druhu Filago arvensis najsilnejšie ovplyvňuje práve faktor vinohradu 2. Výskyt druhov, ktoré sa nachádzajú vo väčšej vzdialenosti od znaku faktoru vinohradu (napr. Poa annua), 199

200 ovplyvňuje silnejšie iný faktor, ktorý nie je v analýze bližšie špecifikovaný. Môže sa jednať napr. o rozloženie a výskyt zrážok, zatienenie alebo oslnenie stanoviska, konkurenčný tlak, alelopatické pôsobenie a ďalšie. Obr. 1.: Ordinačný diagram vyjadrujúci vplyv faktoru vinohradu na spektrum burín Vysvetlivky: Ach mill (Achillea millefolium), Ama sp (Amaranthus sp.), Ana arve (Anagallis arvensis), Ant arve (Anthemis arvensis), Are serp (Arenaria serpyllifolia), Arr elat (Arrhenatherum elatius), Atr patu (Atriplex patula), Briops (Briopsida), Bro sp. (Bromus sp.), Bro ster (Bromus sterilis), Bro tect (Bromus tectorum), Cal epig (Calamagrostis epigejos), Cap burs (Capsella bursa-pastoris), Car acan (Carduus acanthoides), Cir arve (Cirsium arvense), Con arve (Convolvulus arvensis), Con cana (Conyza canadensis), Con orie (Consolida orientalis), Dac glom (Dactylis glomerata), Dig sang (Digitaria sanguinalis), Ech crus (Echinochloa crus-galli), Ech vulg (Echium vulgare), Ely repe (Elytrigia repens), Epi cili (Epilobium ciliatum), Eri annu (Erigeron annuus), Ero cicu (Erodium cicutarium), Eup cypa (Euphorbia cyparissias), Fal conv (Fallopia convolvulus), Fal vulg (Falcaria vulgaris), Fil arve (Filago arvensis), Fum offi (Fumaria officinalis), Gal apar (Galium aparine), Gal veru (Galium verum), Ger pusi (Geranium pusillum), Hor muri (Hordeum murinum), Che albu (Chenopodium album), Che hybr (Chenopodium hybridum), Che pedu (Chenopodium pedunculare), Koc scop (Kochia scoparia), Lac serr (Lactuca serriola), Lam ampl (Lamium amplexicaule), Lam purp (Lamium purpureum), Lap squa (Lappula squarrosa), Lol pere (Lolium perenne), Lyc arve (Lycopsis arvensis), Mal negl (Malva neglecta), Mat disc (Matricaria discoides), Med lupu (Medicago lupulina), Mel tran (Melica transsilvanica), Pet prol (Petrorhagia prolifera), Poa annu (Poa annua), Pol avicu (Polygonum aviculare), Por oler (Portulaca oleracea), Pot anse (Potentilla anserina), Rob pseu (Robinia pseudacacia), Sen vulg (Senecio vulgaris), Set pumi (Setaria pumila), Sil lati (Silene latifolia), Sol nigr (Solanum nigrum), Ste medi (Stellaria media), Tar offi (Taraxacum officinale), Thl arve (Thlaspi arvense), Tra orie (Tragopogon orientalis), Tri arve (Trifolium arvense), Tri inod (Tripleurospermum inodorum), Ver pers (Veronica persicaria), Ver trip (Veronica triphyllos), Vio arve (Viola arvensis). Vo vinohrade 1 sa v kultivovanom medziradí najčastejšie vyskytovali druhy Amaranthus sp., Stellaria media, Digitaria sanguinalis, Setaria pumila a Chenopodium album. Laskavec je jednoročná, stredne vysoká, mohutná bylina. Vyznačuje sa mimoriadne veľkou tvorbou semien, ktoré klíčia hlavne z povrchových vrstiev a v pôde prežívajú 1 až 10 rokov (Kohout, 1997). Obecne v tomto mladom vinohrade prevažujú jednoročné druhy burín, ktoré sa sem pravdepodobne dostávajú rôznymi mechanizmami z okolitých poľných porastov. S ohľadom na vek vinice sa bude druhové spektrum pravdepodobne ďalej vyvíjať a meniť. Vo vinohrade 2 sa v kultivovanom medziradí najčastejšie vyskytovali druhy Bromus sp., Arrhenatherum elatius, Lolium perenne, Carduus acanthoides, Tripleurospermum inodorum. Heřmánkovec je podľa Mikulku a Kneifelovej (2005) významnou, konkurenčne veľmi silnou burinou. Jedna rastlina môže vyprodukovať nažiek, ktoré si zachovávajú 200

201 svoju klíčivosť po dobu 5 a viac rokov. V tejto už zavedenej výsadbe sa vyskytujú náletové, jednoročné i trvalé druhy. Nedochádza k výrazným zmenám druhového spektra. Vo vinohrade 3 sa v kultivovanom medziradí najčastejšie vyskytovali druhy Echinochloa crus-galli, Amaranthus sp., Chenopodium album, Setaria pumila, Bromus sp. Semená ježatky podľa niektorých autorov dokážu vzísť z hĺbky až 0,16 m a zachovať si klíčivosť po dobu 6 rokov. V tomto prestarnutom vinohrade vo svojej podstate nedochádza k zmene druhového spektra burín, pretože po niekoľkých desiatkach rokov už došlo k ustáleniu bylinného spoločenstva. V budúcnosti budú mať pravdepodobne hlavný význam druhy, ktoré dokážu vyvinúť silný konkurenčný tlak, napr. Conyza canadensis. O tomto druhu, ktorý začal významne komplikovať kultiváciu v nových vinohradoch, publikoval Eliáš už v roku Výnamné budú aj druhy, ktoré si zachovávajú klíčivosť po dlhú dobu (Amaranthus sp.), preferujú alebo tolerujú nízky podiel zrážok (Carduus acanthoides) alebo majú zníženú citlivosť voči povoleným chemickým prípravkom určeným na reguláciu (Tripleurospermum inodorum). Záver Tento príspevok je sondou do druhovej rozmanitosti burín v kultivovanom medziradí v troch vinohradoch s rôznou úrovňou hospodárenia na lokalite Žabčice. Dôslednosť monitoringu pomáha nie len dotvoriť celkový obraz stavu vinohradu, ale tiež zvyšuje pravdepodobnosť účinnosti regulačného zásahu. Monitorovanie rastlinných druhov môže pomôcť v dobe zmien počasia včas zachytiť nový výskyt potenciálne nebezpečných druhov. Dedikácia Práca vznikla ako výstup projektu Internej grantovej agentúry AF MENDELU číslo: TP 10/2013 Studium vybraných faktorů ovlivňující realizaci biologického potenciálu zemědělských kultur. Použitá literatúra Anonym. Lokalizace a přírodně-výrobní podmínky podniku [cit ]. Dostupné na WWW: Eliáš, P. Biodiverzita a fungovanie ekosystémov. In: Ekologické štúdie, Nitra, 2008, 7: Eliáš, P. Turica kanadská nepríjemná burina vo vinohradoch. Vinohrad (Bratislava), 1981, s Kohout, V. Plevele polí a zahrad. Vyd. 1. Praha, Agrospoj, Kubát, K. (eds.). Klíc ke kvetene Ceské republiky. Vyd. 1. Praha, Academia, 2002, 927 s. ISBN Mikulka, J., Kneifelová, M. Plevelné rostliny. Vyd. 2. Praha, Profi Press, s.r.o., 2005, 148 s. ISBN Naylor, R. E. Weed management handbook. 9th ed. Malden, MA, Published for the British Crop Protection Council by Blackwell Science, 2002, 423 s. ISBN Otýpková, Z. Plevele v minulosti a dnes. IN Živa. Praha, Nakladatelství Academia, Středisko společných činností Akademie věd ČR, v. v. i., 2006, 4/2006: ISSN Ter Braak, C. J. F. Canoco A Fortran program for canonical community ordination by [partial] [detrended] [canonical] correspondence analysis (version 4.0.). 1998, Report LWA Agricultural Mathematics Group. Wageningen. Kontaktná adresa Ing. Lenka Jakabová, Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Zemědělská 1, Brno 201

202 VLIV HUSTOTY POROSTU MÁKU SETÉHO NA POLNÍ PLEVELE Effect of stand density poppy (Papaver somniferum) on weeds Jonášová K. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Cílem práce bylo posoudit vliv hustoty porostu máku setého na plevele. Intenzita zaplevelení a stanovení hustoty porostu bylo posuzováno v provozních podmínkách PODYJÍ, a.s., v Horním Břečkově (okres Znojmo, Jihomoravský kraj), a to s použitím metody počítání na ploše 1 m². Hodnocení probíhalo v roce 2011 na pozemku o rozloze 100,96 ha, v roce 2012 na 34,4 ha a v roce 2013 na 34,74 ha. Hodnocení zaplevelení v máku a jeho hustoty bylo provedeno po vzejití máku. Výsledky vyhodnocení zaplevelení byly zpracovány analýzou DCA. Kanonickou korespondenční analýzou (CCA) bylo zjištěno, že vliv hustoty porostu v raných fázích máku na zaplevelení není statisticky průkazný. Klíčová slova: plevele, mák setý, hustota porostu Abstract The aim of this thesis to evaluate current weed infestation of Papaver somniferum and effect of stand density poppy on weeds in field conditions of agricultural enterprise in Horní Břečkov (South Moravia). Intensity of weed infestation and number of poppy plants was carried out in chosen fields using counting method on area of 1 m². The evaluation was conducted in the years In the year 2011 was done 50 replications, in replications and in replications. The obtained results were analysed using Canonical Correspondence Analysis. Based on the result is evident the effect of stand density poppy (Papaver somniferum) on weeds is statistically inconclusive. Key words: weeds, poppy, stand density Úvod Mák setý má vůči plevelům jen malou konkurenční schopnost, proto je zaplevelení kritickým bodem velkovýrobní pěstitelské technologie (Baranyk et al., 2010). Správná hustota porostu je důležitý předpoklad dosažení vysokého výnosu (Havel, 2009). Dle Vašáka et al. (2010) má mák jen velmi pomalý počáteční růst a z toho vyplývající nízkou konkurenční schopnost, výsledkem jsou výnosové ztráty již při relativně nízké úrovni zaplevelení. Materiál a Metody Stanovení zaplevelení probíhalo v blízkém okolí obce Horní Břečkov. Obec leží v Jihomoravském kraji v okrese Znojmo, od něhož je vzdálena asi 11 km. Tato lokalita se nachází v bramborářské výrobní oblasti. Hodnocení výskytu plevelů probíhalo na pozemcích, které patří společnosti PODYJÍ, a.s., a náleží do katastrálního území Horní Břečkov a katastrálního území Vracovice u Horního Břečkova. V roce 2011 hodnocení probíhalo na pozemku o výměře 100,96 ha, v roce 2012 na pozemku s rozlohou 34,4 ha a v roce 2013 na pozemku o rozloze 34,74 ha. V Horním Břečkově je mák setý řazen do osevního sledu jako zlepšující plodina mezi dvě obilniny. Pěstována byla odrůda Major. Porost máku byl ošetřen herbicidem CALLISTO 480 SC. Zaplevelení bylo hodnoceno po vzejití máku setého na přelomu měsíců dubna a května. Intenzita zaplevelení byla zkoumána s použitím metody počítání na ploše 1 m². Na stejné ploše byl vedle počtu plevelů stanoven i počet rostlin máku setého. České a latinské názvy jednotlivých druhů plevelů byly použity podle Kubáta (Kubát, 2002). V roce 2011 bylo provedeno padesát opakování na 100,96 ha, v roce 2012 bylo provedeno 17 opakování na 34,4 ha a v roce 2013 bylo provedeno 17 opakování na 34,74 ha. 202

203 Výsledky zaplevelení byly zpracovány mnohorozměrnými analýzami ekologických dat. Výběr optimální analýzy se řídil délkou gradientu (Lengths of Gradient), zjištěného segmentovou analýzou DCA (Detrended Correspondence Analysis). Dále byla použita kanonickou korespondenční analýzou CCA (Canonical Correspondence Analysis). Při testování průkaznosti pomocí testu Monte-Carlo bylo propočítáno 499 permutací. Data byla zpracována pomocí počítačového programu Canoco 4.0. (Ter Braak, 1998). Výsledky a diskuze V Horním Břečkově během tříletého hodnocení byly nalezeny tyto druhy plevelných rostlin: Avena fatua, Capsella bursa-pastoris, Cirsium arvense, Echinochloa crus-galli, Elytrigia repens, Fallopia convolvulus, Fumaria officinalis, Chenopodium album, Lamium purpureum, Papaver rhoeas, Plantago major, Polygonum aviculare, Sinapis alba, Taraxacum officinale, Thlaspi arvense, Tripleurospermum inodorum,triticum aestivum, Veronica hederifolia, Viola arvensis. Na sledovaných pozemcích bylo zjištěno celkem 19 druhů plevelných rostlin. Průměrné počty těchto jedinců na 1 m² jsou uvedeny v Tab. 1. Nejprve byla vypočtena délka gradientu (Lengths of Gradient) pomocí analýzy DCA, která činila 3,627. Na základě tohoto výpočtu byla k dalšímu zpracování zvolena kanonická korespondenční analýza CCA. Analýza CCA vymezuje prostorové uspořádání jednotlivých druhů plevelů a hustoty porostu máku, a to na základě dat, která byla o frekvenci výskytu plevelných druhů zjištěna. Toto je následně graficky vyjádřeno pomocí ordinačního diagramu. Vliv počtu rostlin máku setého na výskyt a četnost plevelů je rovněž signifikantní na hladině významnosti α = 0,88. Vliv hustoty porostu v raných fázích máku na zaplevelení není statisticky průkazný. Analýza CCA znázornila tyto vztahy na Obr. 1, zde je patrné, že hustota porostu v období vzcházení máku je více ovlivněna jinými faktory, než je zaplevelení. Což lze například vysvětlit faktem, že i dobře vzejitý mák ve své počáteční vývojové fázi, který zaujímá nepatrnou pokryvnost plochy, je vystavován vysokému tlaku právě vzcházejících plevelů. Zaplevelení pozemků je dále ovlivněno i dalšími faktory jako je semenná banka, předplodina aj. Tab. 1 Průměrné počty plevelů na 1 m² v letech Druhy plevelů Rok hodnocení Avena fatua 0,06 Capsella bursa-pastoris 0,02 Cirsium arvense 1,56 0,71 0,12 Echinochloa crus-galli 0,94 Elytrigia repens 1,56 0,59 0,18 Fallopia convolvulus 19,14 2,94 9,29 Fumaria officinalis 0,36 9,47 0,76 Chenopodium album 0,86 0,18 0,24 Lamium purpureum 0,41 Papaver rhoeas 0,06 Plantago major 0,02 Polygonum aviculare 0,66 0,47 0,47 Sinapis alba 0,8 0,41 0,24 Taraxacum officinale 0,04 Thlaspi arvense 1,34 Tripleurospermum inodorum 0,06 1,06 1,24 Triticum aestivum 0,04 Veronica hederifolia 0,04 0,06 Viola arvensis 0,1 0,24 203

204 Obr. 1 Ordinační diagram vyjadřující vztah zaplevelení a hustoty porostu Zkratky vybraných druhů: Ave fatu = Avena fatua, Cap burs = Capsella bursa pastoris, Cir arve = Cirsium arvense, Ech crus = Echinochloa crus galli, Ely repe = Elytrigia repens, Fal conv = Fallopia convolvulus, Fum offi = Fumaria officinalis, albu = Chenopodium album, Lam purp = Lamium purpureum, Pap rhoe = Papaver rhoeas, Pla majo = Plantago major,pol avic = Polygonum aviculare, Sin alba = Sinapis alba,tar offi = Taraxacum officinale, Thl arve = Thlaspi arvense, Tri inod = Tripleurospermum inodorum, Tri aest = Triticum aestivum, Ver hede = Veronica hederifolia, Vio arve = Viola arvensis. Vysvětlivky k ordinačnímu diagramu: Pocet rostlin maku = Počet rostlin máku. Při sledování aktuálního zaplevelení máku setého v Horním Břečkově byl zjištěn celkový nejvyšší výskyt Fallopia convolvulus a to ve všech termínech hodnocení. Dvořák (1998) řadí tento plevelný druh mezi velmi nebezpečné druhy, protože má velmi vysokou konkurenční schopnost k pěstovaným plodinám. Avšak její výskyt v průběhu jara prudce poklesl. Tento prudký pokles výskytu opletky obecné je zřejmě následkem projevení účinnosti použitého herbicidu CALLISTO 480 SC. Tato domněnka vyplívá z Katalogu přípravků na ochranu rostlin (2013), ve kterém je uvedeno, že tento herbicid se vyznačuje dobrou účinností na Fallopia convolvulus. Jursík et al. (2011) dodávají, že Fallopia convolvulus sice nepatří k závažným konkurentům máku, ale její výskyty jsou často vysoké a pak vyvolává výnosové ztráty. Z vytrvalých plevelů se na hodnocených lokalitách vyskytovali dva druhy a to Elytrigia repens a Cirsium arvense. Oba tyto vytrvalé plevele patří dle Baranyka et al. (2010) mezi nejvýznamnější plevelné druhy, proti nimž je důležitá ochrana již v předplodinách. Ze zjištěných plevelů se ve zvýšené míře vyskytoval i Fumaria officinalis. Jak uvádějí Fišer a Klem (2012), patří Fumaria officinalis k plevelným druhům s nižší konkurenční schopností a škodlivostí. V posledních letech ovšem dochází k jeho rozšiřování v důsledku jednostranného používání herbicidů v obilninách a ozimé řepce. Závěr Z výsledků je patrné, že byly zjištěny rozdíly zaplevelení mezi jednotlivými roky pozorování. Na hodnocených lokalitách se vyskytovaly plevelné druhy, které byly nalezeny pouze 204

205 v jednom termínu hodnocení, jako např. Taraxacum officinale, Thlaspi arvense. Další druhy se vyskytovali ve všech termínech hodnocení, jako např. Elytrigia repens, Chenopodium album, Fallopia convolvulus. Mák setý má malou konkurenční schopnost vůči plevelům, a to zejména v raných fázích svého vývoje. Z výsledků této práce je zřejmé, že v dané lokalitě nemá hustota porostu máku setého vliv na aktuální zaplevelení. To je ovlivněno více jinými faktory než právě sledovanou hustotou porostu. Je také zřejmé, že provádět hodnocení aktuálního zaplevelení v porostech plodin je nezbytné. Zjišťování aktuálního zaplevelení, jeho následné vyhodnocení a vhodná volba plevelohubného zásahu jeví jako nevyhnutelná agronomická povinnost. Dedikace Práce vznikla jako výstup projektu Interní grantové agentury AF MENDELU číslo: TP 10/2013 Studium vybraných faktorů ovlivňující realizaci biologického potenciálu zemědělských kultur. Použitá literatura Baranyk, P., et al. (2010): Olejniny. 1. vyd. Praha: Profi Press, 206 s. Dvořák, J. (1998): Praktikum z herbologie. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, s. Fišer. F., Klem. K. (2012): Používání herbicidů proti dvouděložným plevelům v porostech máku. Zborník zo 4. odborného seminára Mak siaty pre Slovensko. Piešťany: s Havel, J. (2009): Česká zemědělská univerzita v praze [on-line]. [cit ]. Dostupné z: Jursík, J. Holec, J., Hamouz, P., Soukup. J. (2011): Plevele, biologie a regulace. 1. vyd. České Budějovice: Kurent, s. Katalog přípravků na ochranu rostlin 2013 Agromanuál. 13. doplněné vydání. České Budějovice: Kurent s. Kubát, K. (2002): Klíč ke květeně České republiky. Academia, Praha, 2002, 927 s. Ter Braak, C., J., F.:Canoco A Fortran (1998): program for canonical community ordination by [partial] [detrended] [canonical] correspondence analysis (version 4.0.). Report LWA Agricultural Mathematics Group. Wageningen, VAŠÁK, J., et al. (2010): Mák. 1.vyd. Praha: Powerprint. 352 s. Kontaktní adresa: Ing. Kateřina Jonášová Ústav agrosystémů a bioklimatologie Mendelova univerzita v Brně Zemědělská 1, Brno, Česká republika 205

206 POSTUP IZOLACE FRAKCÍ EXTRACELULÁRNÍCH PROTEINŮ HLÍZ BRAMBORU HLÍZNATÉHO (SOLANUM TUBEROSUM L.) Isolation of extracellular protein fractions from potato tubers (Solanum tuberosum L.) Kamenová A., Bárta J., Bártová V. Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta Abstrakt Cílem tohoto příspěvku byla izolace extracelulárních proteinů, které jsou zakomponovány v buněčných stěnách hlíz bramboru (Solanum tuberosum L.) a jsou součástí obranného mechanismu při napadení rostlin patogenem. Z hlíz bramboru odrůdy Sibu byly izolovány proteiny v oblastech 6-14 kda, kda a kda. Po dialýze pomocí 3,5 MWCO membrány nebyly po elektroforetické analýze detekovány žádné ztráty proteinů. Část extracelulárních proteinů však byla ve vodě nerozpustná a po jejich odstranění centrifugací došlo ke změně proteinového spektra v supernatantu a to v podobě ztráty dvou skupin proteinů. Proteiny rozpuštěné v supernatantu byly detekovány v oblastech kda a 26 kda. Klíčová slova: izolace extracelulárního proteinu, hlízy bramboru, Solanum tuberosum L. Abstract The goal of this work was to isolate extracellular proteins which are part of cell walls of potato tubers (Solanum tuberosum L.) and play an important role in the defence mechanism when plants are attacked by pathogens. Isolated proteins were gained from potato tubers variety Sibu and their molecular weight was from 6-14 kda, kda and kda. After dialysis by 3.5 MWCO membrane were not detected any protein losses. Part of extracellular proteins in the sample was not dissolved in water and there were detected differences in the protein spectrum in the supernatant after the removal of the undissolved proteins by centrifugation. These dissolved proteins in supernatant were detected as two bands of molecular weight from kda (main band) and 26 kda. Key words: extracellular protein isolation, potato tubers, Solanum tuberosum L. Úvod Extracelulární proteiny izolované z bramboru hlíznatého (Solanum tuberosum L.) lze charakterizovat jako relativně malé proteiny s antimikrobiální aktivitou nacházející se mimo vnitřní prostor buňky. Mohou být vázány v buněčných stěnách nebo na jejich povrchu a patří do skupiny proteinů, při jejichž izolaci se používají silná precipitační činidla (Rymareva et al. 2003). Jedná se o proteiny, které mají molekulovou hmotnost od 6 do 30 kda a byly izolovány z rostlin čeledi Brassicaceae, Solanaceae a podčeledi Panicoideae (de Souza Cândido et al. 2011). Jejich antimikrobiální aktivita byla prokázána na celé řadě bakterií, které jsou původci onemocnění rostlin, např. Clavibacter michiganensis, Pseudomonas solanacearum, Rastonia meliloti a byla prokázána i na houbových patogenech, např. Botrytis cinerea, Fusarium solani, Plectosphaerella cucumerina, Colletotrichum graminocola a Aspergillus flavus (Moreno, Segura, García-Olmedo 1994, Segura et al. 1999, Berrocal- Lobo et al. 2002, Rymareva et al. 2003). Výhodou těchto proteinů je, že v porovnání s antibiotiky nevyvolávají alergenní reakce a organismus si k nim nevytváří rezistenci při opakované aplikaci (Taran et al. 2002). 206

207 Materiál a metody Zdrojem rostlinného materiálu byly hlízy bramboru hlíznatého (Solanum tuberosum L.) odrůdy Sibu, která se používá při průmyslovém zpracování na škrob a je odrůdou polopozdní až pozdní s vysokou odolností vůči virovým chorobám, plísni bramboru na nati a plísňové hnilobě (Phytophthora infestans) (Čermák 2012). Materiál byl vypěstován v roce 2012 na pokusném pozemku Zemědělské fakulty JU na stanovišti v Českých Budějovicích (380 m n. m.). Hlízy byly rozkrájeny na tenké plátky, okamžitě zmraženy, lyofilizovány a zhomogenizovány. Takto připravená bramborová mouka (125 g) byla rozpuštěna v 500 ml pufru (0,1 M Tris- HCl, 10 mm EDTA, ph 7,5). Po 20 minutách hydratace byl vzorek centrifugován (4500 RPM, 30 minut, 4 C) a supernatant odstraněn. Pelet byl třikrát promyt 500 ml destilované vody a supernatant byl opět po centrifugaci (4500 RPM, 30 minut 4 C) odstraněn. Následně byl pelet extrahován ve 1250 ml 1,5M LiCl (Rymareva et al. 2003). Získaný supernatant s rozpuštěnými extracelulárními proteiny byl centrifugován (4500 RPM, 10 minut, 4 C) a centrifugovaný supernatant byl dále filtrován přes papírový filtr (KA 4-M, Papírna Pernštejn Keseg&Rathouzský, ČR). Vzorek byl následně ještě jednou filtrován (filtr 0,22 µm, Fisherbrand, Thermo Fisher Scientific, USA) pro účely odsolování na FPLC. Odsolování (odstranění LiCl a dalších nízkomolekulárních látek) bylo provedeno na koloně Bio-Scale MT5 (BioRad, USA), jako náplň byl použit porézní polyakrylamidový gel s limitem záchytu částic o velikosti 0,1-1,8 kda (Bio-Gel P-2 Gel, BioRad, USA) a jako ekvilibrační pufr byla použita voda (UV/UF ultra pure, 0,2 µm), průtok 1,5 ml/min. Pro odstranění případných zbytkových množství nízkomolekulárních látek byla u frakcí provedena dialýza (3,5K MWCO, SnakeSkin Dialysis Tubing, Thermo Fisher Scientific, USA) proti destilované vodě po dobu 24 hodin a vzorky byly následně zmraženy a lyofilizovány na konstantní hmotnost. Po centrifugaci (4500 RPM, 10 minut, 4 C) a sterilizaci vzorků (filtr 0,22 µm, Fisherbrand, Thermo Fisher Scientific, USA) byla pro detekci izolovaných proteinů provedena elektroforetická analýza na 16% gelu (SDS-PAGE) (Judd 2002), nanáška proteinu na gel 20 µl vzorku o koncentraci 10 mg/ml. K barvení gelů byl použit Plus Silver Staining Kit (BioRad, USA). Výsledky a diskuze V první fázi izolačního procesu byly odmyty balastní proteiny, které se vyznačují rozpustností ve vodě, v následujících krocích byly pak chloridem lithným izolovány extracelulární proteiny. Průběh odsolování vzorků izolovaných extracelulárních proteinů je znázorněn na chromatogramu (obrázek 1). Vznikly dva píky (214 nm) a to ve frakcích 5-6 a 8-9, od 9. frakce pak začíná prudce stoupat konduktivita a dochází k uvolňování nízkomolekulárních látek, především LiCl. Obrázek 1. Průběh odsolování na médiu Bio-Gel P

208 Získané frakce (5-6, 7 a 8-9) byly analyzovány pomocí SDS-PAGE na 16% polyakrylamidovém gelu (obrázek 2) a extracelulární proteiny byly detekovány jako výrazný pruh v oblasti od 14 do 17 kda, což je shodné s výsledky izolace uvedenými v práci Rymareva a kol. (2003). Další proteiny byly detekovány v méně výrazných pruzích v oblastech kolem 6; 26 a 29 kda shodně u všech tří analyzovaných frakcí, proteiny o této molekulové hmotnosti však v práci Rymereva a kol. (2003) uvedeny nejsou. Tyto tři vzniklé frakce byly spojeny (5-9) a byla provedena dialýza (kvůli odstranění případných zbytkových množství nízkomolekulárních látek) a lyofilizace do konstantní hmotnosti. Následně byl vzorek rozpouštěn v ultra čisté vodě (část extracelulárního proteinu byla nerozpustná) na koncentraci 10 mg/ml a byly detekovány proteiny pomocí SDS-PAGE na 16% gelu ve stejném rozmezí jako ve vzorku před dialýzou. Při porovnání proteinového spektra je patrné, že během dialýzy nedošlo k žádným detekovatelným ztrátám proteinů. Následně byl tento proteinový izolát centrifugován (4500 RPM, 10 minut, 4 C), došlo k vytvoření peletu, supernatant byl sterilizován mikrobiálním filtrem a rozpuštěné proteiny byly detekovány pomocí SDS-PAGE na 16% gelu od 14 do 17 kda (majoritní pruh) a 26 kda (méně výrazný pruh). Díky nedokonalé rozpustnosti části vzorku ve vodě tedy došlo po jejím odstranění centrifugací k detekovatelným změnám v proteinovém spektru a to ke ztrátě proteinů o molekulové hmotnosti 6-14 kda a 29 kda. Vzhledem k tomu, že jsou extracelulárním proteinům často připisovány antimikrobiální vlastnosti, by bylo potřeba, aby byly vzorky plně rozpustné ve vodě, protože použití jiných chemických činidel pro zvýšení rozpustnosti proteinů při antimikrobiálním testování může narušit průběh pokusu například inhibicí růstu mycelia mikroskopických hub či množení bakterií. Obrázek 2. Detekce proteinů na SDS-PAGE 16% gelu. HM-hmotnostní marker, 5-6; 7; 8-9-frakce získané po odsolení na P-2 Bio-Gel, 10-frakce 5-9 po dialýze, 11-frakce 5-9 po dialýze a centrifugaci. Závěr Většina prací se zabývá proteiny a peptidy hlíz bramboru, které jsou rozpustné ve vodě a jsou izolované z apoplastů jako součást hlízové šťávy. Cílem této práce byla izolace 208

209 extracelulárních proteinů izolovaných z buněčných stěn hlíz bramboru, odstranění nízkomolekulárních látek a sledování změn v proteinovém spektru během procesu purifikace. Izolované proteiny byly detekovány na SDS-PAGE 16% peptidovém gelu ve dvou oblastechvýrazný pruh v oblasti kda a méně výrazný pruh kolem 26 kda. Část izolovaných extracelulárních proteinů byla nerozpustná a po jejich odstranění došlo ke ztrátě dvou skupin proteinů o molekulové hmotnosti 6-14 kda a 29 kda. Je žádoucí, aby byly během izolačních a purifikačních procesů extracelulárních proteinů minimalizovány změny v proteinovém spektru a to především minimalizace ztrát celých skupin proteinů. Bylo by ideální, pokud by byly izolované proteiny úplně rozpustné ve vodě a to jednak kvůli přesné detekci a identifikaci celého spektra proteinů a zároveň k ověření jejich antibakteriálních a antifungálních aktivit, které jsou s extracelulárními proteiny často spojovány. Dedikace Výsledky byly získány v rámci řešení výzkumných projektů GAČR 522/09/1693, GAJU 065/2013/Z a GAJU 058/2013/Z. Použitá literatura Berrocal-Lobo M., Segura A., Moreno M., López G., García-Olmedo F., Molina A. (2002): Snakin-2, an Antimicrobial Peptide from Potato Whose Gene Is Locally Induced by Wounding and Responds to Pathogen Infection. Plant Physiology, 128: Čermák V. (2012): Seznam doporučených odrůd bramboru ÚKZUZ Brno, 104. de Souza Cândido E., Pinsto M. F. S., Pelegriny P. B., Lima T. B., Silava O. N., Pogue R., Grossi-de-Sá M. F., Franco O. L. (2011): Plant storage proteins with antimicrobial activity: novel isights into plant defense mechanismus. The FASEB Journal, 25: Judd R. C. (2002): SDS-Polyacrylamide gel electrophoresis of peptides. Z Walker J. M. (ed.) The Protein Protocols Handbook, 2 nd Edition. Humana Press Inc., Totowa New Jersey, Moreno M., Segura A., García-Olmedo F. (1994): Pseudothionin-St1, a potato peptide active against potato pathogens. European Journal of Biochemistry, 223: Rymareva E. V., Sukhareva O. N., Romanenko A. S., Salyaev R. K. (2003): Study of Antibacterial Activity of Potato Proteins. Doklady Biological Sciences, 390: Segura A., Moreno M., Madueño F., Molina A., García-Olmedo F. (1999): Snakin-1, a Peptide from Potato That Is Active Against Plant Pathogens. Molecular Plant-Microbe Interactions, 12: Taran S. A., Esikova T. Z., Mustaeva L. G., Baru M. B., Alakhov Yu. B. (2002): Synthesis and Antibacterial Activity of Analogues of the N-Terminal Fragment of the Sarcotoxin IA Antimicrobial Peptide. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 5: Kontaktní adresa: Ing. Andrea Kamenová Katedra rostlinné výroby a agroekologie, Oddělení pěstování rostlin Zemědělská fakulta Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Studentská České Budějovice 209

210 BIODIVERZITA HMYZU V POROSTECH VOJTĚŠKY SETÉ (MEDICAGO SATIVA L.) PŘI POROVNÁNÍ DVOU PĚSTITELSKÝCH TECHNOLOGIÍ Biodiversity of insect in alfalfa fields (Medicago sativa L.) in two different management systems Kolařík, P. 1, Rotrekl, J. 1, Barták, M. 2, Krupauerová, A. 2, Volková P. 3 1 Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko 2 Česká zemědělská univerzita v Praze 3 OSEVA vývoj a výzkum, spol. s.r.o. Zubří Abstrakt V porostech vojtěšky seté pěstované konvenční technologie (s použitím pesticidů) a ekologickým způsobem jsme v letech sledovali pomocí emergentních lapáků biodiverzitu hmyzu. Vzorky byly odebírány jedenkrát za měsíc. Byly uchovávány v 70 % ethanolu a následně rozborovány v diagnostické laboratoři do jednotlivých řádů a čeledí. Vyšší početnost řádů i jedinců byla zjištěna u ekologicky pěstované vojtěšky v porovnání s konvenčním způsobem pěstování Klíčová slova: biodiverzita; hmyz;vojtěška; konvenční pěstování; ekologické pěstování Abstract The insect biodiversity was monitored on the ecological and conventional alfalfa fields in years The insect samples were collected once in month by means of emergence trap, stored in 70 % of ethanol. Finally the insect orders and families were recognized. A higher frequency of orders and individuals were found in organically grown alfalfa compared with conventional manner. Keyword: biodiversity; insect; alfalfa;conventional alfalfa; ecological alfalfa Úvod Biodiverzita v ekologickém zemědělství neznamená pouze pěstování a chov většího počtu druhů rostlin a zvířat na farmách, ale také větší výskyt volně žijících rostlin a živočichů na určitém území. Zvláštní důraz je také kladen na ochranu původních a ohrožených druhů rostlin a živočichů (Boháč, 2013). Za základní příčinu snížení biodiverzity v agroekosystémech je považována ztráta funkce ekosystémů jejich narušením. Je to právě zemědělství, které má zájem na jednoduchých a uniformních ekosystémech (monokultury) řízených člověkem (Kolařík et al., 2010). Tím způsobuje vyhynutí mnoha původních druhů, snížení druhové diverzity společenstev a ekosystémů a změny v početnosti druhů. Většinou je to spojeno s preventivními opatřeními před škůdci (většinou hmyz), kteří nacházejí v monokulturách ideální podmínky pro svůj vývoj. Hlavním paradoxem současného zemědělství tedy je jak efektivně regulovat početnost škůdců a zároveň nepoškodit nebo dokonce podpořit biodiverzitu ostatních organismů v agroekosystémech a jejich okolí. Na podpoře biodiverzity má zemědělství i vlastní zájem, zejména s ohledem na zvýšení početnosti opylovačů, predátorů a parazitoidů škůdců. Hlavními vlivy zemědělství na ekosystémy jsou: ztráta nebo přeměna biotopů, znečištění pesticidy, introdukce nepůvodních a často exotických druhů rostlin a živočichů, přílišná exploatace půdy, odlesnění a změna travních ekosystémů, ztráta ekologické únosnosti ekosystémů a změna původní vegetace, která je spojena skoro vždy se ztrátou původního biotopu (Šarapatka & Urban, 2005; Urban et al., 2003). Na ekologických farmách ve Velké Británii byla prokazatelná závislost mezi počtem druhů motýlů a aplikací (absencí) pesticidů. Asi 68 % druhů motýlů se objevilo za pět let v místech bez aplikace pesticidů a v chráněných remízcích (Boháč, 2013). 210

211 Materiál a metoda Sledování hmyzích společenstev na lokalitách jižní Moravy v České republice probíhalo v porostech semenné vojtěšky ponechané ze druhé seče v Hustopečích, která byla obhospodařovaná konvenčně s použitím pesticidů a na ekologicky pěstované vojtěšce na lokalitě Sedlec (rok 2007, 2011) a Březí (2008, 2009, 2010). Lokalitu Hustopeče ( N, E, 199 m.n.m.) lze charakterizovat jako suchou kukuřičnou oblast s typickým vnitrozemským klimatem. Dlouhodobá průměrná roční teplota je 9,2 o C a dlouhodobý roční úhrn srážek je 545 mm. Jedná se o suchou kukuřičnou oblast s typickým vnitrozemským klimatem. Půdní typ je černozem, půdní druh je hlinitá půda. Z hlediska botanické charakteristiky se jedná o monokulturu vojtěšky seté, která byla prakticky bez jakéhokoliv zaplevelení ve všech letech sledování. Na začátku či v průběhu vegetace byly v jednotlivých letech pěstování aplikovány herbicidy k udržení bezplevelného stavu porostu. Před kvetením porostu a při dokvétání byly použity insekticidy s různými účinnými látkami (neonikotinoidy, pyrethroidy) proti fytosugním plošticím a před vlastní sklizní proběhla desikace porostu totálním herbicidem. Ekologicky pěstovaná vojtěška je zcela bez využití hnojiv a bez použití jakýchkoliv pesticidů. V roce 2007 a 2011 monitoring probíhal na lokalitě Sedlec ( N, E, 204 m.n.m.). Jedná se suchou kukuřičnou oblast s typickým vnitrozemským klimatem. Druh půdy, degradovaná černozem s ph 7,2 a s podílem humusu 2,6 %, hloubka ornice je 25 cm. Z botanického hlediska se jednalo o monokulturu vojtěšky zasetou v roce 2007, porost byl velmi dobře zapojen s minimálním zaplevelením. V roce 2008, 2009 a 2010 monitoring probíhal na lokalitě Březí (48 48'43.407"N, 16 33'13.385"E, 187 m.n.m.), které se nacházelo 6 km od lokality v roce Lokalitu jsme museli změnit z důvodu zaorání vojtěšky na původním místě. Na těchto lokalitách byl ekologický způsob hospodaření zaveden od roku Dlouhodobá průměrná roční teplota je 9,2 C a průměrná teplota za vegetační období je 15,6 C. Dlouhodobý roční úhrn srážek činní 479,7 mm a celkový dlouhodobý úhrn srážek za vegetační období je 305,8 mm. Jedná se suchou kukuřičnou oblast s typickým vnitrozemským klimatem. Druh půdy je degradovaná černozem s ph 7,2 a s podílem humusu 2,6 %, hloubka ornice je 25 cm.. Z botanického hlediska se jedná o monokulturu vojtěšky zasetou s velmi bohatým spektrem plevelných druhů rostlin. Vyskytovaly se zde heřmánkovité plevele, pýr plazivý, kokoška pastuší tobolka, smetánka lékařská, mák vlčí, mléč rolní, pelyněk černobýl, úhorník roční, violka rolní, chundelka metlice a další. V roce 2007 byla doba umístění emergentních lapáků na monitorovaných lokalitách od 3.7. do (celkem za sledované období 3 odběry). V roce 2008 byly termíny odběrů od do (celkem za sledované období 5 odběrů). V roce 2009 doba umístění emergentních lapáků na lokalitách od do (celkem za sledované období 6 odběrů). V roce 2010 od 3.5. do 3.9. (celkem 5 odběrů za sledované období). V roce 2011 od 2.5. do (celkem 5 odběrů za sledované období). K vlastnímu monitoringu byl použit emergentní lapák. Tato past má čtvercovou základnu pokrývající prostor jednoho metru čtverečního. Základna je dole zahrnuta zeminou a to především z důvodu migrace hmyzu dovnitř i ven z lapáku. Zachycené vzorky hmyzu jsou jímány do polyuretanové láhve o objemu 1000 ml, ve které je 70 % ethanol. Doba expozice emergentního lapáku na daném místě je jeden měsíc, poté dojde k odběru vzorku, k výměně hlavice a přesunu tohoto lapáku z původního místa na další (asi metr vzdáleného). Odebrané vzorky jsou transportovány do laboratoře kde jsou skladovány v mrazničce v 70% ethanolu při teplotě -20 C. Po skončení všech sezónních odběrů jsou následně všechny vzorky odeslány do diagnostické laboratoře k určení. Odebraní jedinci jsou identifikování do jednotlivých řádů a čeledí. Vzorky byly zpracovány na základě morphospecies. 211

212 Výsledky a diskuze Celkové početnosti všech jedinců u obou sledovaných technologií jsou uvedeny v tabulce 1. Za sledované období bylo na lokalitě s ekologicky pěstovanou vojtěškou celkem zjištěno jedinců a na lokalitě s konvenčně pěstovanou jedinců. Při nezapočítání skupiny Sternorrhyncha, která u konvenční technologie jasně dominovala, byla početnost jedinců téměř dvojnásobně vyšší v systému ekologického pěstování. U obou srovnávaných technologií jasně dominovali především jedinci z řádu Coleoptera, Collembola, Diptera a Sternorrhyncha v různých procentických zastoupení v jednotlivých letech sledování. Dále byla významná početnost zjištěna u jedinců z řádu Arachnidae, Hymenoptera a Thysanoptera u obou technologií pěstování. Na lokalitě s ekologickou vojtěškou byla celková početnost jedinců kromě roku 2010 nižší v porovnání s konvenční způsobem pěstování. U porostu vojtěšky v ekologickém režimu pěstování byli v jednotlivých letech nejvíce zastoupeni jedinci z řádů Sternorhyncha (1,3 % - 80,8 %) a Collembola (0,7 % - 69,8 %). Další řády zde již byly zastoupeny v menší početnosti: Coleoptera (5,1 % - 9,2 %) a Diptera (4,0 % - 22,4 %) a Hymenoptera (2,5 % - 11,3 %). Zbývající řády zde pak měly velmi nízké procentické zastoupení v jednotlivých letech sledování pohybující se do 1 %. U porostu vojtěšky v konvenčním pěstování byli v jednotlivých letech nejvíce zastoupeni jedinci z řádů Sternorhyncha (29,1 % - 73,7 %) a Collembola (6,3 % - 30,1 %). Další řády zde již byly zastoupeny v menší početnosti: Coleoptera (0,9 % - 9,1 %) a Diptera (1,5 % - 17,3 %) a Hymenoptera (2,1 % - 9,3 %). Ze zbývajících řádů se vetší početnost pohybovala u Arachnidae s maximálním zastoupení v roce 2011 (1,2 %). Početnost dalších řádů se pohybovala v setinách procent. Tabulka 1: Celkový počet zachycených jedinců v letech v porovnání dvou pěstitelských technologií u vojtěšky seté ekologická konvenční Arachnidae Auchenorrhyncha Caelifera Coleoptera Collembola Dermaptera Diplopoda 4 Diptera Heteroptera Hymenoptera Lepidoptera Neuroptera Psocoptera Opilionida 7 11 Mecoptera 2 Sternorrhyncha Thysanoptera

213 Celkem bylo u technologie s ekologickou vojtěškou zaznamenáno 16 řádů v porovnání s konvenční, kde byli zjištěni jedinci celkem ze 14 řádů. V ekologických systémech obhospodařování tak byla zaznamenána větší biodiversita hmyzu. Podobné výsledky jsou uváděny i v dostupné literatuře (Kolařík et. al 2010; Šarapatka & Urban, 2005; Urban et. al., 2003). Závěr Ze získaných výsledků je patrné, že za celé sledované období bylo na lokalitě s ekologicky pěstovanou vojtěškou zjištěno celkem jedinců a na lokalitě s konvenčně pěstovanou jedinců. Při nezapočítání jedinců z řádů Sternorrhyncha byla celková početnost u ekologické vojtěšky jedinců, což v porovnání s konvenční vojtěškou (65 698) představuje téměř dvojnásobné početnostní zastoupení. U obou technologií dominovali jedinci z řádů Sternorhyncha a Collembola. Nutno konstatovat, že u ekologické vojtěšky bylo zjištěno více řádů v porovnání s konvenční. Dedikace Výsledky uvedené v tomto článku byly získány při řešení výzkumného projektu QH Ovlivnění biodiverzity hmyzu v krajině různými způsoby zemědělského využití půdy a zemědělskými technologiemi se zaměřením na škůdce trav a jetelovin a jejich bioregulátory, který financuje MZe ČR prostřednictvím Národní agentury pro zemědělský výzkum. Literatura Kolařík, P., Rotrekl, J., Barták, M., Fechtner, M., Frydrych, J., Cagaš, B. (2010): Biodoverzita hmyzu v porostech vojtěšky seté (Medicago sativa L.) v roce 2008 a Úroda 12, vědecká příloha: Boháč J. Kapitola z připravované knihy Půdní biologie, Půdní zoologie dravý hmyz. Dostupné on-line: (cit. dne ) Šarapatka B., Urban Ekologické zemědělství, učebnice pro školy i praxi, 2. díl. 1. vydání, MŽP ČR a PRO-BIO, 2005, 334 s. Urban J., Šarapatka B. a kolektiv: Ekologické zemědělství, učebnice pro školy i praxi, I. díl. 1. vydání, MŽP ČR a PRO-BIO, 2003, 280 s. Kontaktní adresa: Ing. Pavel Kolařík Zemědělský výzkum, spol. s. r.o. Troubsko Troubsko, Zahradní 1 213

214 MONITORING CHOROB A ŠKŮDCŮ V POLNÍCH POROSTECH GENETICKÝCH ZDROJŮ LÉČIVÝCH, AROMATICKÝCH A KOŘENINOVÝCH ROSTLIN (LAKR) Monitoring of diseases and pests in the field collections of medicinal, aromatic and culinary plants (MAPs) germplasm Petrželová I., Dušková E., Dušek K. Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Olomouc-Holice Abstrakt Výskyt chorob a škůdců byl sledován v polní kolekci genetických zdrojů LAKR udržovanýchna pracovišti VÚRV, v.v.i. v Olomouci.Čerstvé nebo herbarizované vzorky rostlin byly podrobeny mikroskopické determinaci houbových patogenů, dále bylosledováno poškození rostlinživočišnými škůdci.u LAKR byly zjištěny tyto choroby: fytoplazmóza, kořenové a stonkové hniloby spojené s vadnutím rostlin, rzivosti, plísně, padlí, listové skvrnitosti a virózy.rovněž bylo detekováno široké spektrum živočichů (převážně hmyzu), kteří pro tyto rostliny představují potenciální škůdce, ale pouze některé druhy způsobovaly větší škody sáním nebo žírem. Nejpočetněji byli zaznamenáni pidikřísci (Cicadellidae), klopušky (Miridae), dřepčíci (Chrysomelidae) a pěnodějky (Aphrophoridae). Klíčová slova:choroby a škůdci, LAKR, četnost výskytu, škodlivost Abstract Field collection of MAPs germplasm maintained by CRI in Olomouc was surveyed for occurrence of pests and diseases. Fresh or herbarized plant material was examined microscopically for the presence of fungal pathogens. Plants were searched also forpest damage. Pathogens causing rusts, downy and powdery mildews and leaf spots were isolated from the plants. We observed alsosymptoms of phytoplasma, viroses and root and stem rots followed byplant wilting. A broad diversity of potential pests (mainly insects) was recordedon MAPs, but only some of them caused bigger damage by sucking or chewing. Most frequent were various species of leafhoppers (Cicadellidae), plant bugs (Miridae),flea beetles (Chrysomelidae) and spittlebugs (Aphrophoridae). Key words: diseases and pests, MAPs, frequency of occurrence, harmfulness Úvod Mnohé rostlinné druhy slouží od nepaměti v lidovém léčitelství jako zdroj přírodních léčivých látek proti široké škále různých onemocnění. Pro zachování léčivé účinnosti drogy je nezbytné, aby byl sbírán pouze kvalitní, čistý a zdravý rostlinný materiál. Využívání léčivých, aromatických a kořeninových rostlin (LAKR) ve farmacii, medicíně, potravinářství a dalších oborech s sebou přineslo potřebu tyto rostliny pěstovat v kulturách. Avšak stejně tak jako jiné skupiny rostlin mohou být i LAKR napadány různými chorobami a škůdci, které mohou významně znehodnotit kvalitu drogy, případně ovlivnit obsah jejích účinných látek.povrchová mykoflóra může drogu navíc kontaminovat produkcí nebezpečných mykotoxinů (Grigoryan et al., 2011).Problematice chorob a škůdců LAKR je ovšemv porovnání s běžně pěstovanými zemědělskými plodinami věnována poměrně malá pozornosti v celosvětovém měřítku.u nás pro většinu LAKR prakticky neexistují přehledy chorob a škůdců, výjimkou jepublikaceneubauer et al. (1980). Materiál a Metody Výskyt chorob a škůdců byl sledován v polních porostech genetických zdrojů LAKR udržovaných na pracovišti VÚRV, v.v.i. v Olomouci. Olomoucká kolekce LAKR čítá 928 položek 71 druhů evidovaných v Národním informačním systému EVIGEZ, z toho 119 položek je udržovaných vegetativně a 809 generativně. Kromě tohoje 1239 položek(i dalších 214

215 druhů do EVIGEZ dosud nezařazených) udržováno v rámci pracovní kolekce. Kolekce LAKR zahrnuje především druhy domácí nebo zdomácnělé ve středoevropském regionu (80%), ale i druhy cizokrajné (20%) původem ze Severní Ameriky,Asie nebo Středomoří. Rostliny byly pěstovány volně na poli nebo technických izolátorechpokrytých síťovinou. Monitorování chorob a škůdců probíhalo v průběhu vegetačních sezón let 2012 a Ze živých rostlin byly odebírány části s viditelnými příznaky chorob a čerstvé nebo herbarizované vzorky byly použity k mikroskopické determinaci fytopatogenních hub a Oomycet. Dále bylo sledováno poškození rostlin škůdci (především hmyzem). Vzhledem k tomu, že nebylo možné předem určit, které druhy hmyzu jsou pro LAKR škodlivéa do jaké míry, příp. kterédruhy byly pouhými náhodnými návštěvníky studovaných rostlin, byly zaznamenávány veškeré nalezené druhy a poté byla vyhodnocena jejich škodlivost ve vztahu k jejich početnosti a způsobenému poškození. Výsledky a diskuze Výsledky sledování výskytu chorob LAKR jsou znázorněny v grafu 1.Urodu Echinaceabyly pozorovány příznaky silného napadení Aster yellowsphytoplasma (jen v roce 2012). Kořenové a stonkové hniloby spojené s vadnutím rostlin byly způsobované houbami Sclerotiniasclerotioruma/nebo Botrytiscinerea a byly zjištěny u rodů Borago, Carum, Echinacea, Ocimuma Valeriana. Projednotlivé napadené rostliny nebo jejich části měly tyto hniloby likvidační efekt, a to především pro rostliny pěstované v technickýchizolátorech. Graf 1. Choroby léčivých, aromatických a kořeninových rostlin a četnost jejich výskytu (čísla vyjadřují počty napadených druhů LAKR). U druhů pěstovaných volně na poli byly jako nejškodlivější pro napadené rostliny vyhodnoceny rzivosti, plísně a padlí. Vysoký stupeň napadení a vzhledem k tomu, že napadené části jsou u většiny z dále jmenovaných rodů používány pro získání drogy, i vysoká škodlivost byla zaznamenána urzivostí rodů Agrimonia,Balsamita, Grossheimia(syn. Centaurea), Inula(r. 2012), Levisticum, Mentha, Potentilla, Salviaa Verbascum. Rzivosti byly nejčastěji způsobeny zástupci rodu Puccinia, dálebyly mikroskopicky determinovány rody Coleosporium,Phragmidium, Pucciniastruma Uromyces, které u těchto LAKR uvádí iurban a Marková (2009). Plísně byly v průběhu dvouletého pozorování zjištěny pouze urodůocimum(r. 2012), Oenothera(r. 2013), SalviaaTanacetum(r. 2013) a byly identifikoványjako PeronosporaaParaperonospora(Choi et al.,2009; Constantinescu,1989; Solheim a Gilbertson, 1973; Thines et al., 2009). Na rostlinách Armoraciapěstovaných na poli i v izolátorech bylo pozorováno silné napadení bílou puchýřnatostí brukvovitých (Albugocandida).Padlíbylo způsobováno rody Erysiphe(resp. Golovinomyces) a Sphaerotheca(Braun, 1995) a větší škodlivost byla zaznamenána urodůalchemilla, Calendula, Monarda,Salvia,Sanguisorba, Silybuma Verbascum. Listové skvrnitosti byly vysoce škodlivé 215

216 především pro rody Alchemilla, Armoracia, Betonica, Carum, Digitalis, Foeniculum, Galega, Glycyrrhiza, Isatis, Levisticum, Melissa, Ocimum(r. 2013), Origanum, Polemonium(r. 2012), Potentilla, Saponaria asolidago(r. 2013). Pro další napadené LAKR byla tato choroba nevýznamná, neboť šlo pouze o ojediněle nalezené listové skvrny.z listových skvrn byly nejčastěji vyizolovány rody Alternaria, Ascochyta, Phoma(nebo Phyllosticta?)aSeptoria(graf 1), dalšími rody byly Aristatoma, Botrytis, Cercosporidium, Cladosporium, Ovularia, Periconia, Ramulariaa Robillarda(k determinaci použita publikace:barnett a Hunter, 1998). V případě výskytu rodů Alternaria(s výjimkou 4 druhů LAKR), Cladosporium a Periconiašlo pravděpodobně o druhotné osídlení listových skvrn saprofytickými druhy. Jako zajímavý lze uvést nález pyknidy v listu Filipendulaulmaria s konidiemi, které odpovídaly rodu Robillarda. Zástupci tohoto roduvšak dle Barnetta a Huntera (1998) napadají pouze trávy. Graf 2. (Potenciální) škůdci léčivých, aromatických a kořeninových rostlin a četnost jejich výskytu (čísla vyjadřují počty napadených druhů LAKR). Výsledky monitoringu výskytu škůdců LAKR jsou znázorněny v grafu 2. Jak je z grafu zřejmé, na LAKR bylo detekováno široké spektrum živočichů (převážně hmyzu), kteří pro tyto rostliny představují potenciální škůdce, ale pouze některé druhy způsobovaly větší škody sáním nebo žírem. Nejpočetněji byli zaznamenáni pidikřísci (Cicadellidae), klopušky (Miridae), dřepčíci (Chrysomelidae) a pěnodějky (Aphrophoridae). Především pidikřísci způsobovali významné poškození listů sáním, zejménaurodůagastache, Achillea,Althaea, Artemisia, Balsamita, Betonica, Echinacea, Hyssopus, Lavandula, Leuzea(syn. Rhaponticum), Melissa, Mentha, Ononis, Origanum, Potentilla, Prunella,Salvia a Thymus.Dřepčíci způsobovali největší poškození urodůalthaea, Anchusa, Armoracia, Belamcanda, Borago, Cannabis, Hyssopusa Ruta, velmi početní však byli i urodů Achillea, Lavandula(pouze na některých položkách), Melissa, Mentha a Potentilla.Pro rody Armoracia, Hypericum, Gentiana, Linariaa Verbascum pěstované volně na poli a Carum, Ocimum, Satureja a Silybumpěstované vizolátorech byly významnými škůdci rovněž housenky různých čeledí Lepidoptera (graf 2).Silné napadení mšicemi (Aphididae) bylo pozorováno u některých položek rodů Althaea, Artemisia, Gentiana, Levisticum,Salviaa Verbascum na poli a dále u rodů Borago, Calendula,Cannabis, Coriandrum, Malva, Plantago a Silybumv izolátorech.větší poškození způsobovaly rovněž minující druhy hmyzu (Agromyzidae, Tephritidae) u rodů Levisticuma Linariaa dále nosatcovití brouci (Curculionidae) urodů Althaea, ArmoraciaaLinaria. Urodu Armoraciabyly ve větší míře nalezenyilarvy květilek (Anthomyiidae) a bejlomorek (Cecidomyiidae). Mandelinky (Chrysomelidae) byly velmi 216

217 početné urodu Mentha.V izolátorechpěstované rostliny rodů Cannabis, Caruma Foeniculumbylysilně napadeny třásněnkami (Thysanoptera).Ostatní skupiny hmyzu byly z hlediska škodlivosti málo významné nebo byl jejich výskyt málo četný, případně šlo pouze o ojediněle nalezené exempláře. Silnénapadení sviluškami(tetranychidae) bylo zjištěno urodůarmoracia, Betonica, Cannabis, Carthamusv izolátorech, slaběji napadené bylyrostliny rodů Carum,Malva,OcimumaPlantago. Na poli byly svilušky pozorovány na některých položkách rodů Agastache, Dictamnus, Filipendula, Gentiana, Hyssopus, Lavandula, Levisticum, Polemonium, Ruta, SalviaaSanguisorba. Dále bylo zjištěno silné napadení rostlin Caruma Salviavlnovníky (Eriophyidae).Rostliny rodu Silybumpěstované v technických izolátorech byly silně poškozovány plži (Arionidae, Limacidae). Závěr Studium prokázalo vysokou četnost chorob a škůdců na LAKR. U rostlin pěstovaných volně na poli byly jako nejškodlivější vyhodnoceny rzivosti, plísně a padlí, některé druhy byly silně napadené listovými skvrnitostmi. Z živočišných škůdců způsobovali obecně největší problémy především pidikřísci a u některých druhů/položek také mšice, dřepčíci, nosatcovití brouci, housenky, vlnovnícinebo svilušky. Pro rostliny pěstované v technickýchizolátorech se (v závislosti na druhu)ukázaly jako velmi nebezpečné kořenové a stonkové hniloby způsobené hlízenkou a plísní šedou, dále mšice, příp. třásněnky nebo svilušky. Dedikace Výsledky této práce vznikly s podporou projektued0007/01/01 Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkuma MZe ČR v rámci Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů pěstovaných rostlin a agrobiodiverzity (206553/ ). Použitá literatura BarnettH.L., Hunter B.B. (1998): IllustratedGeneraofImperfectFungi, FourthEdition. APS Press,St. Paul, Minn. Braun U. (1995): Thepowderymildews (Erysiphales) ofeurope. Gustav Fischer Verlag, Jena. Constantinescu O. (1989): Peronospora complex on Compositae. Sydowia 41, Choi Y.J., Shin H.D., Thines M. (2009): Two novel Peronospora species are associatedwithrecentreportsofdownymildew on sages. Mycol Res 113, Grigoryan K., Badalyan G., Sargsyan M., Harutyunyan A., Pogosyan N. (2011): Mycobiota of some medicinal plants and their toxigenic potential. Actafytotechnicaetzootechnica Special Number, Neubauer S., Král J., Klimeš K. (1980): Choroby a škůdci pěstovaných léčivých rostlin a ochrana proti nim. Státní zemědělské nakladatelství, Praha. Solheim W.G., Gilbertson R.L. (1973): Peronospora species in Arizona. MycopatholMycolAppl49, Thines M., Telle S., Ploch S., Runge F. (2009): Identity ofthedownymildewpathogensofbasil, coleus, and sagewithimplicationsforquarantinemeasures. Mycol Res 113, Urban Z., Marková J. (2009):Catalogueofrustfungiofthe Czech and SlovakRepublics. Charles University in Prague, Karolinum Press, Prague. Kontaktní adresa: RNDr. Irena Petrželová, Ph.D. Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Oddělení genetických zdrojů zelenin, léčivých rostlin a speciálních plodin, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.,šlechtitelů 29, Olomouc-Holice, 217

218 SKLENÍKOVÉ A POLNÍ INOKULACE ŘEPKY OLEJKY PATOGENY SCLEROTINIA SCLEROTIORUM A LEPTOSPHAERIA SPP. Greenhouse and field inoculations of oilseed rape by pathogens Sclerotinia sclerotiorum and Leptosphaeria spp. Plachká E. 2, Poslušná J. 1, Macháčková I. 3 1 OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., Opava 2 Agritec Plant Research s.r.o., Šumperk 3 SELGEN, a.s., Šlechtitelská stanice Chlumec nad Cidlinou Abstrakt Cílem prací bylo zvýšit vypovídací schopnost laboratorních a polních zkoušek hodnocení zdravotního stavu řepky olejky v odrůdových pokusech a v testování přípravků na ochranu rostlin. Zkoušky byly zaměřeny na významné patogeny řepky olejky Sclerotinia sclerotiorum a Leptosphaeria maculans, L. biglobosa. Práce probíhaly v laboratorních a polních podmínkách. Pracovali jsme s izoláty patogenů původem z ČR, šlechtitelskými materiály a odrůdami řepky olejky ozimé. U S. sclerotiorum jsme hodnotili vliv inokulace listových řapíků myceliem na průběh infekce a vliv umělé inokulace půdy sklerociemi patogenu na napadení. U vybraných materiálů řepky jsme sledovali obsah glukosinolátů ve stoncích a listech řepky. U patogenů L. maculans, L. biglobosa jsme v polních podmínkách ověřovali vliv foliárního ošetření konidiosporami těchto patogenů na zdravotní stav. Klíčová slova: řepka olejka; zdravotní stav; umělé inokulace Abstract The aim of our research was to increase the explanatory power of laboratory and field tests of evaluation of the health of oilseed rape in varietal trials and testing of plant protection products. Tests were focused on the important pathogens of oilseed rape Sclerotinia sclerotiorum and Leptosphaeria maculans, L. biglobosa. The work was conducted under laboratory and field conditions. We worked with pathogen isolates originating from the Czech Republic, breeding materials and varieties of winter oilseed rape. At S. sclerotiorum we evaluated the influence of inoculation of leaf petioles with mycelium to the course of infection and the effect of artificial inoculation of soil with sclerotia of the pathogen to attack. The selected rape materials were watched about the glucosinolate content in the stems and leaves of rape. We tested the effect of foliar treatment with conidiospores of pathogens L. maculans, L. biglobosa to oilseed rape health in field conditions too. Keywords: oilseed rape, health stage, artificial inoculation Úvod Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. Et de Not, Leptosphaeria biglobosa sp. Nov. Shoemaker & Brun a Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary patří k původcům dvou významných chorob řepky olejky (Brassica napus L. subsp. napus): fomové černání stonků řepky a bílá hniloba řepky. Vysoká vypovídací schopnost laboratorních a polních testů o citlivosti řepky olejky k uvedeným chorobám má ve šlechtění a ověřování vlastností přípravků na ochranu rostlin vliv na finanční náročnost testování. U fomového černání stonků řepky poukázaly Plachká, Odstrčilová (2007) na rozdíl výsledků rezistence v laboratorních inokulačních testech a u dospělých rostlin na poli. Proto jsme práce u fomového černání stonků řepky zaměřili na plošné polní inokulace. V případě patogenu S. sclerotiorum jsme pracovali na ověření laboratorní a polní metody inokulace, jejich vzájemného posouzení a obsahu glukosinolátů v zelené hmotě v období infekce počátku kvetení. Význam glukosinolátů (GSL) v přirozené ochraně rostlin je nesporný. Jsou totiž řazeny mezi přirozené pesticidy (někdy též rostlinná antibiotika), které vyšší rostliny produkují za účelem odolnosti vůči nepříznivým vlivům predátorů, konkurentů a parazitů, neboť vykazují toxické či odpudivé účinky. 218

219 Materiál a metodika Laboratorní testy V laboratorních testech jsme pracovali se 4 materiály řepky ozimé a s 5 izoláty patogenu S. sclerotiorum (SCLESC). Materiály řepky byly testovány i v polních podmínkách. Testy byly zakládány v definovaných podmínkách na dvou pracovištích Opava a Šumperk. Myceliem patogenu byl infikován segment řapíku listu, který byl umístěn na pevnou živnou půdu v Petriho misce. Na každý materiál jsme v jednom testu hodnotili segmenty řapíku z 10 rostlin ve třech opakováních. Hodnocení jsme prováděli 1., 3. a 7. den od inokulace. Hodnotili jsme poškození pletiva řapíku stupněm 1 až 5. Stupeň 1 bez reakce, Stupeň 5 100% poškození pletiva. Celkem byly založeny 4 testy. Údaje jsou uvedeny v Tabulce 1. Stanovení obsahu GSL v zelené hmotě Obsah GSL v pletivech řepky byl stanoven metodou HPLC. Postupovali jsme dle Metodiky pro stanovení glukosinolátů v semeni řepky pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC), (Kolovrat, 2001). Obsahy GSL ve stoncích řepky na počátku kvetení byly stanoveny v 1 g čerstvé hmoty a přepočteny na sušinu. Na 1 materiál řepky byly analyzovány 4 vzorky. Údaje jsou uvedeny v μmolech na 1g sušiny (viz Tabulka 2). Polní testy V letech 2011 až 2013 jsme na 4 lokalitách Opava (OP), Šumperk (ŠU), Chlumec nad Cidlinou (CHL) a Kujavy (KU) pracovali se 13 materiály a odrůdami řepky olejky ozimé (viz tabulka 3). Sledovali jsme 2 varianty ve třech opakováních: 1. neošetřená varianta (bez inokulací) a 2. inokulovaná varianta. Pokusy byly s výjimkou fungicidů standardně plošně ošetřeny. Inokulaci 2. varianty jsme zajistili sklerociemi a konidiosporami patogenů S. sclerotiorum a L. maculans, L. biglobosa. Sklerocia jsme sesbírali na strništi řepky (2011) a ze sklizně (2008). Sklerocia S. sclerotiorum jsme aplikovali do povrchové vrstvy půdy při setí v koncentraci 1,5 sklerocia na 1 m 2. Konidiospory jsme aplikovali foliárním postřikem na podzim ve 4 až 6 pravých listech a na jaře na počátku dlouživého růstu v koncentraci na 1 ha. Pracovali jsme se směsí dvou izolátů Leptosphaeria spp. OL2000 a Hodnotili jsme intenzitu napadení v procentech dle metodiky EPPO PP1/78(3) a výskyt chorob ve stupních 1 až 9 (9 bez výskytu) dle metodiky ÚKZÚZ pro zkoušky užitné hodnoty odrůd - Řepka olejka (2005). Hodnocení dle metodiky EPPO probíhala na třech lokalitách OP, ŠU a KU; dle metodiky ÚKZÚZ na čtyřech lokalitách OP, ŠU, CHL a KU. Výsledky V posouzení výsledků napadení S. sclerotiorum laboratorních a polních testů byla potvrzena 2 kladná (KYL, SU) a 2 negativní korelace (KY, SU) u třech izolátů (KY, KYL, SU) z pěti (Tabulka 1). V případě posouzení korelace mezi obsahem GSL a napadením S. sclerotiorum byly potvrzeny negativní korelace mezi výsledky laboratorních testů a obsahu GSL ve stoncích řepky u progoitrinu, glucobrassicinu, gluconasturtiinu a u celkového obsahu GSL. Mezi napadením na poli a obsahem GSL nebyly korelace potvrzeny. To znamená, že u řepek se zvýšeným obsahem GSL v pletivech řepky bylo zaznamenáno nižší napadení patogenem S. sclerotiorum (Tabulka 2). V polních testech s plošnou inokulací řepky sklerocií patogenu S. sclerotiorum jsme v hodnocení dle metodiky EPPO zaznamenali vyšší napadení po inokulaci v průměru o 3,3 %. Výjimkou byl materiál OP-BN-33. U tohoto materiálu bylo napadení po inokulaci na jedné lokalitě výrazně vyšší. Tato skutečnost se projevila na průměrných výsledcích. Nejcitlivěji reagoval materiál OP-4330 (+10 %), dále Da Vinci (+6,6 %) a SG-C 531 (+5,6 %). V případě hodnocení dle metodiky ÚKZÚZ jsme zaznamenali průměrné zvýšení napadení po inokulaci o 0,1 stupně. Nejcitlivěji reagoval materiál OP-4330 (+0,7), Asgard (+0,6) a NK Morse (+0,6). U pěti materiálů bylo zaznamenáno nižší napadení a to maximálně o 0,5 stupně. 219

220 - -0, ,3327-0,4296-0,8037-0,6238-0,7870-0,9020-0,8600 0,0956-0,2829-0,8665 MATERIÁL glucoiberin progoitrin epi-progoitrin glucoraphanin gluconapoleiferin glucoalyssin gluconapin 4-hydroxyglucobrassicin glucobrassicanapin glucobrassicin gluconasturtiin 4-methoxyglucobrassicin neoglucobrassicin Celkový obsah GSL -0,9543 0,9881 0,9372-0,2113 0,3707-0,8236 0,4142 0,3567 Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu U polní inokulace řepky konidiosporami patogenů Leptosphaeria spp. jsme v hodnoceních dle metodiky EPPO zaznamenali v průměru vyšší napadení o 0,8 %, maximálně o 2 %. Nejcitlivěji reagoval materiál OP-BN-34 (+2 %), SG-C 2721 (+1,9 %) a Da Vinci (+1,4 %). Dle metodiky ÚKZÚZ bylo průměrné zvýšení napadení 0,3 %. Nejcitlivěji reagoval materiál SG-C 2721 (+0,6). Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 3. Tabulka 1: Výsledky laboratorních a polních testů a posouzení korelace Materiál Polní Laboratorní testy - inokulát testy KY KYL SU KU OP SU KU Průměr OP ,6 2,70 4,50 4,25 1,90 3,65 3,00 4,50 3,50 OP-BN-33 5,5 4,50 2,50 2,74 2,05 3,11 5,00 3,63 3,36 SG-C ,10 3,25 3,38 2,84 3,05 4,13 2,13 3,27 SG-C 531 6,1 3,90 3,75 3,10 1,84 4,68 5,00 4,00 3,75 Korelace mezi laboratorními a polními testy Tabulka 2: Průměrný obsah glukosinolátů (GSL) ve stoncích řepky [µmol/g sušiny zelené hmoty] a posouzení korelace laboratorních testů (SCLESC) a obsahu GSL OBSAH GLUKOSINOLÁTŮ OP OP-BN-33 - SG-C SG-C 531-1,6 6 1,7 6 1,6 6 1, ,0 7 0,0 7 0,0 7 0,0 7 0,0 5 0,1 3 0,1 6 0,2 1 0,2 0 0,2 0 0,1 5 0,1 3 0,3 0 0,2 1 0,3 5 0,1 1 0,0 8 0,1 8 0,1 0 0,0 6 1,4 7 1,4 0 1,3 5 0,9 1 0,1 6 0,2 5 0,2 1 0,1 0 0,1 2 0,2 0 0,1 5 0,0 6 0,0 6 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,3 2 0,2 5 0,1 4 0,1 0 4,40 4,61 4,33 3,19 Korelace GSL a S. sclerotiorum (lab. testy) 220

221 Tabulka 3: Polní testy napadení patogeny S. sclerotiorum a Leptosphaeria spp. Bílá hniloba řepky (2013) Fomové černání stonků řepky (2012, 2013) Materiál EPPO ÚKZÚZ EPPO ÚKZÚZ Kontrola Inokulace Kontrola Inokulace Kontrola Inokulace Kontrola Inokulace Asgard 19,7 23,7 6,2 5,6 28,9 29,4 4,2 3,9 Da Vinci 17,7 24,3 6,0 6,1 21,5 22,9 4,9 4,8 NK Morse 15,0 17,3 6,8 6,2 23,9 24,9 5,0 4,6 OP ,7 17,7 6,4 6,3 20,5 20,9 5,6 5,1 OP ,7 21,7 6,0 6,3 26,7 24,7 4,4 4,3 OP ,7 24,7 6,8 6,1 27,5 28,7 4,8 4,4 OP-BN-33 28,7 21,0 6,1 6,2 23,2 25,4 4,8 4,5 OP-BN-34 11,7 14,3 6,9 6,7 19,0 21,0 5,6 5,2 SG-C ,3 19,0 6,2 6,7 21,2 21,9 5,0 5,0 SG-C ,3 28,3 6,0 5,9 23,7 24,9 4,8 4,4 SG-C ,7 31,3 5,7 5,7 24,0 22,0 4,5 4,6 SG-C ,0 13,7 6,7 6,7 17,5 19,4 5,9 5,3 SG-C ,0 27,3 5,9 6,1 22,0 23,2 4,7 4,4 Průměr 18,6 21,9 6,3 6,2 23,0 23,8 4,9 4,6 Minimum 11,7 13,7 5,7 5,6 17,5 19,4 4,2 3,9 Maximum 28,7 31,3 6,8 6,7 28,9 29,4 5,9 5,3 Závěr Výsledky polních a laboratorních testů rezistence řepky olejky k patogenu S. sclerotiorum nemusí být v korelaci. Obsah glukosinolátů ve stoncích řepky ovlivňuje napadení patogenem S. sclerotiorum. Plošné polní inokulace patogeny S. sclerotiorum a L. maculans, L. biglobosa mohou zvýšit napadení řepky olejky. Jednotlivé materiály řepky olejky mohou být k umělé inokulaci patogeny S. sclerotiorum a L. maculans, L. biglobosa rozdílně citlivé. Dedikace: Řešení uvedené problematiky bylo podpořeno projekty MZe ČR QI111A075 a TAČR TA Použitá literatura Delourme, R., Pilet-Nayel, M. L., Archipiano, M., Horvais, R., Balesdent, M. H., Tangui, X., Rouxel, L., Brun, H., Renard, M. (2003): Mapping specific resistence genes to Leptosphaeria maculans in rapeseed (Brassica napus L.): Proceedings of the 11th International Rapeseed Congress, Copenhagen, Denmark, July 2003: Plachká, E., Odstrčilová, L., 2007: Houbové choroby v řepce olejce ozimé Leptosphaeria maculans. Sborník. Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin a zpracování produktů listopadu 2007, Brno. Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r.o., Zemědělský výzkum, spol. s r.o., Troubsko. s Kontaktní adresa: Ing. Eva Plachká, Ph.D. OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., provozovna Opava, Purkyňova 10, Opava; 221

222 MONITORING VÝSKYTU BÍLÉ HNILOBY ŘEPKY NA ŠUMPERSKU A OPAVSKU V LETECH Monitoring of Sclerotinia white rot at Šumperk and Opava regions in years Poslušná J. 1, Plachká E. 2 1 Agritec Plant Research s.r.o., Šumperk 2 OSEVA PRO s.r.o., oz Výzkumný ústav olejnin Opava Abstrakt V letech 2011 až 2013 byla prováděna signalizace výskytu askospor patogena Sclerotinia sclerotiorum na petálech řepky a následně před sklizní zhodnocen výskyt bílé hniloby řepky ve sledovaných pokusných porostech na Šumpersku a Opavsku. Na výskyt choroby má vliv především průběh počasí, zejména půdní vlhkost v dubnu a suma srážek v průběhu kvetení, dalším faktorem je vliv lokality a zdroj infekce. Výskyt bílé hniloby na obou sledovaných lokalitách v roce 2011 byl hodnocen jako střední až vyšší, v letech 2012 a 2013 jako nízký až střední. Nízký úhrn srážek v průběhu kvetení v posledních 2 letech, sucho a nadprůměrné teploty ovlivnily výsledky signalizace, kdy procento infikovaných petálů činilo od 0 do 6 % v Rapotíně a 0 až 35 % v Opavě. Nejvyšší infekci petálů v roce 2011 odpovídaly i nejvyšší výskyty bílé hniloby řepky 48 % v Rapotíně a 29 % v Opavě. V roce 2013 bylo do sledování zařazeno hodnocení výskytů primární a sekundární infekce v provozních porostech řepky na Šumpersku a Opavsku. Na sledovaných lokalitách převažovala sekundární infekce rostlin askosporami patogenu. Klíčová slova: ozimá řepka, bílá hniloba řepky, signalizace, napadení porostu Abstract In years 2011 to 2013 the signalization of occurrence of Sclerotinia sclerotiorum ascospores on rape petals was carried out and subsequently the incidence of Sclerotinia white rot was assessed before harvest in monitored trials at Šumperk and Opava regions. The course of weather conditions, especially soil humidity in April and the sum of precipitation during rape flowering, strongly influenced the incidence of the disease. The influence of locality and the source of infection are the next main factors. The infestation in 2011 was evaluated as medium to high, in 2012 and 2013 as low to medium. The low rainfall during rape flowering in last two years, drought and temperatures above average affected the signalization results, when the percentage of infected petals amounted to 0 to 6 % in Rapotín and 0 to 35 % in Opava. The highest infection level of petals in 2011 corresponded to the highest incidence level of Sclerotinia white rot; 48 % in Rapotín and 29 % in Opava, respectively. The evaluation of primary and secondary type of infection on winter rape fields started in 2013 at Šumperk and Opava regions. On selected localities the secondary type of infection predominated caused by pathogen s ascospores. Keywords: winter oilseed rape, Sclerotinia white rot, signalization, infestation Úvod Bílá hniloba řepky, kterou způsobuje polyfágní patogen Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary, je významnou chorobou ozimé řepky. Název choroby je odvozen od jejích typických příznaků, kdy se v místě napadení vytváří bílé vatovité mycelium, ve kterém se utvářejí nepravidelná černá sklerocia. Příznaky lze pozorovat buď na kořenech a bázích stonků, kde primární infekci vyvolává mycelium z klíčících sklerocií na povrchu půdy či mělce zapravených v půdě. Sekundární infekci způsobují askospory ulpívající na petálech řepky. Při odkvětu dopadají petály do větví a na stonek rostlin, za příhodných podmínek askospory klíčí a infikují rostlinná pletiva. Příznaky napadení jsou viditelné zhruba za 5 týdnů v době tvorby šešulí a zrání řepky. Nejprve se v místě napadení objevují mokvavé skvrny a následně typické příznaky. Pokožka zasychá, vyběluje a loupe se. Rostliny předčasně dozrávají a odumírají. 222

223 Materiál a metody Sledované lokality na Šumpersku (Rapotín a Šumperk) spadají do bramborářské výrobní oblasti, průměrná roční teplota činí 7,27 C a průměrný roční úhrn srážek je 702,2 mm. Sledované porosty řepky leží v nadmořské výšce 325 m n.m. v Rapotíně a 303 m n.m. v Šumperku. Vybraná testovací pole na Opavsku spadají do řepařské výrobní oblasti a leží v nadmořské výšce m n.m. Jedná se o oblast s teplejším klimatem v podmínkách ČR. Průměrná roční teplota činí pro tuto oblast 8,23 C a průměrný roční úhrn srážek je 592,6 mm. Metoda signalizace askospor patogenu S. sclerotiorum byla přebrána z Kanady (Morrall, Thomson, 1991). Pro detekci askospor se na rostlinách v době květu (BBCH 61 až 67) odebíraly květní plátky. Místa odběrů byla čtyři na jeden hon/odrůdu, minimálně 10m od kraje porostu. Do dvou hodin od odběru byly květní plátky umístěny na Petriho misky na pevnou živnou půdu PDA (Potato Dextrose Agar). Po čtyřech dnech byla na základě charakteru mycelia stanovena přítomnost patogenu. Kontaminace byla vyhodnocena v procentech. Po 10 až 14 dnech byl patogen potvrzen výskytem sklerocií. Zdravotní stav řepkových porostů se hodnotil v růstové fázi BBCH Hodnocení zdravotního stavu probíhalo dle metodiky EPPO PP 1/78 (3) Root, stem, foliar and pod diseases of rape. Bylo hodnoceno 50 náhodně vybraných rostlin na opakování (5x10 rostlin). Zdravotní stav rostlin byl hodnocen ve stupních: 1) 0 50% napadení stonku; 2) > 50% napadení stonku, síla stonku není ovlivněna; 3) > 50% napadení stonku, oslabení stonku; 4) rostlina odumřela. Hodnotila se frekvence napadení v procentech. Monitoring typu infekce rostlin bílou hnilobou řepky v okresech. Na vybraných stanovištích s provozní plochou osetou řepkou ozimou bylo vybráno 50 napadených rostlin řepky bílou hnilobou. Dle místa infekce a způsobu napadení byly rostliny zařazeny do dvou typů infekce: primární napadeny jsou kořeny či stonková báze rostliny z půdy; sekundární místo infekce je na vyšší části stonku nebo ve větvích rostliny. Výsledky a diskuze Výsledky signalizace výskytu askospor patogenu S. sclerotiorum na petálech potvrdily přímou závislost na povětrnostních podmínkách v jednotlivých letech. V roce 2011 byl zjištěn vysoký podíl infikovaných petálů. Průběh jarního počasí podporoval vývoj infekce, v průběhu kvetení bylo vlhko a teplo a tomu odpovídal vysoký stupeň napadení bílou hnilobou porostů před sklizní. V letech 2012 a 2013 dosahoval podíl infikovaných petálů nižších hodnot (0 až 28 %). Výskyt askospor byl sice zjištěn, ale v průběhu kvetení a po odkvětu vládly nepříznivé podmínky pro rozvoj infekce. Bylo velmi horko a sucho a také prudké jednorázové srážky, které mohly být v roce 2013 na Opavsku příčinou smytí askospor z rostlin. Výskyty bílé hniloby řepky na obou lokalitách odpovídaly kontaminaci petálů. V roce 2011 byl výskyt choroby střední až vyšší. V roce 2012 na intenzitu škodlivosti sehrál vliv lokality, kdy v Rapotíně převládaly příznivější povětrnostní podmínky pro rozvoj infekce než v Opavě, kdežto v roce 2013 v Rapotíně byl velmi nízký a v Opavě naopak střední. Byl potvrzen vliv lokality na výskyt choroby. Údaje jsou dostupné v Tabulkách č. 1, 2 a 3. Tabulka č. 1: Kontaminace petálů askosporami S. sclerotiorum (%) Datum Rapotín Výskyt Datum Opava Výskyt BBCH BBCH BBCH BBCH BBCH BBCH BBCH BBCH BBCH 67 2, BBCH BBCH , BBCH , BBCH 65 5, BBCH

224 Tabulka č. 2: Sumy srážek (mm) a dlouhodobé průměry srážek (mm) ve vybraných měsících Lokalita Rapotín Opava Rok Duben Květen Červen Duben Květen Červen ,8 52,4 93, ,9 36,3 28,9 68,7 44,6 82,6 46,5 43,6 42,2 73,8 72, ,9 101, ,9 99,2 167,7 29,5 74,9 Tabulka č. 3: Frekvence napadených rostlin před sklizní (%) Rok/Lokalita Rapotín Opava , Hodnocení výskytů primární a sekundární infekce rostlin na provozních plochách byl proveden na celkem 37 lokalitách na Šumpersku a Opavsku. Získané výsledky dokazují, že na sledovaných lokalitách převládala sekundární infekce, v poměru 30:7, nad primární infekcí. Na některých lokalitách byl výskyt choroby sporadický, nebylo nalezeno ani 50 infikovaných rostlin. Celkově byl výskyt bílé hniloby v porostech řepky v roce 2013 enormně nízký. Získané výsledky jsou uvedeny v Tabulkách 4 a 5. Tabulka č. 4: Monitoring bílé hniloby řepky v porostech na Opavsku v roce 2013 č. Lokalita Datum Poměr infekce stonku a větví k infekci kořenů 1 Závada ,90 38,10 2 Bohuslavice ,43 28,57 3 Kobeřice (Padělky) ,00 0,00 4 Štěpánkovice ,33 16,67 5 Kravaře ,35 17,65 6 Kravaře Kouty ,00 10,00 7 Opava Kateřinky ,67 33,33 8 Opava Komárov ,00 25,00 9 Opava Komárov ,00 18,00 10 Opava Kylešovice ,00 0,00 11 Opava Kylešovice ,00 26,00 12 Opava Kylešovice ,00 14,00 13 Opava předměstí ,14 42,86 14 Opava předměstí ,00 30,00 76,8 86,3 Tabulka č. 5: Monitoring bílé hniloby řepky v porostech na Šumpersku v roce 2013 č. Lokalita Datum Poměr infekce stonku a větví k infekci kořenů 1 Rapotín ,00 24,00 2 Šumperk ,00 20,00 3 Nový Malín ,36 63,64 4 Libina I ,67 33,33 5 Libina II ,89 61,11 6 Horní Sukolom ,00 25,00 7 Paseka ,00 56,00 8 Újezd ,67 33,33 224

225 9 Žerotín ,00 0,00 10 Újezd Rybníček ,00 60,00 11 Hnojnice ,00 0,00 12 Uničov Střelice ,00 0,00 13 Červenka ,00 0,00 14 Litovel Nasobůrky ,00 0,00 15 Libivá ,00 0,00 16 Řepová ,00 10,00 17 Šumperk - u Havlase ,43 59,57 18 Bludov ,43 28,57 19 Březná ,00 0,00 20 Rovensko ,00 50,00 21 Zábřeh ,67 83,33 22 Postřelmov ,76 88,24 23 Králec ,00 0,00 Závěr 1. Hlavní vliv na výskyt bílé hniloby řepky má především průběh povětrnostních podmínek v době kvetení řepky, lokalita a samozřejmě zdroj infekce. 2. Kontaminaci petálů řepky patogenem S. sclerotiorum a průběhu počasí v kvetení řepky odpovídalo napadení před sklizní. V roce 2011 byl zjištěn střední až vysoký stupeň napadení řepky. V tomto roce byla zaznamenána nejvyšší kontaminace petálů. V letech 2012 a 2013 byla kontaminace petálů nižší. Průběh povětrnostních podmínek v kvetení nebyl příznivý pro rozvoj infekce: sucho nebo silné srážky. Stupeň napadení byl hodnocen jako nízký až střední. 3. Hodnocení podílů primární a sekundární infekce v okresech Šumperk a Opava v roce 2013 ukázala, že napadení porostů bylo z téměř 80 % způsobeno sekundární infekcí. Dedikace Výsledky byly získány při řešení projektu MZe ČR NAZV QJ Použitá literatura ČSÚ (2013): ČSÚ. Zemědělství časové řady [online] [cit ]. Dostupné z European and Mediterranean Plant Protection Organization (2003): Efficacy evaluation of fungicides. Root, stem, foliar and pod diseases of rape OEPP/EPPO. Bulletin 33, Morrall, R.A.A., Thomson, J.R. (1991).: Petal test manual for Sclerotinia in canola. Saskatoon, University of Saskatchewan, 25 s. ISBN X Kontaktní adresa: Ing. Jana Poslušná Agritec Plant Research, s.r.o. Zemědělská 2520/16, Šumperk 225

226 STUDIUM KINETIKY INFEKCE ZYMV VE VYBRANÝCH DRUZÍCH CUKET Kinetic study of ZYMV infection in selected summer squash Svoboda J. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha Abstrakt Časový průběh virové infekce v rostlině je málo studovaný proces, který je však velice důležitý pro výběr vhodného termínu pro spolehlivé hodnocení rezistence rostlin. Reakce rostlin na infekci ZYMV (Zucchini yellow mosaic virus) byly studovány u rezistentních kultivarů amerických tykví cuket Cougar, Jaguar, Hurakan a českého náchylného kultivaru Zelená. Rostliny byly infikovány mechanickou inokulací českým silně virulentním kmenem ZYMV-H a dalších 17 týdnů byly sledovány relativní koncentrace ZYMV v rostlinách metodou ELISA a hodnoceny příznaky na listech a plodech. Bylo zjištěno, že po počátečním prudkém nárůstu se koncentrace viru v rostlinách ustálila na určité úrovni nebo poklesla na určitou hodnotu, na které se stabilizovala. Největší rozdíly v relativních koncentracích ZYMV v rostlinách byly zjištěny 4 týdny po inokulaci a tomu také odpovídaly pozorované příznaky. Klíčová slova: tykev, ZYMV, rezistence, relativní koncentrace viru, titr viru AbstractThe time progress of a viral infection is not commonly studied process but it has a high importance for the selection of a time interval for the reliable evaluation of a plant resistance. The reaction of plants to the ZYMV (Zucchini yellow mosaic virus) infection was investigated in resistant American summer squash Cougar, Jaguar, Hurakan and susceptible Czech cultivar Zelená. Plants were mechanically infected by a highly virulent Czech strain ZYMV-H. For the next 17 weeks, the relative ZYMV concentration in plants was evaluated by ELISA and viral symptoms on plant leaves and fruits were monitored. It was found out that the virus concentrations firstly increased rapidly, then stayed at a constant level or dropped down and stabilized. Maximal differences in the relative ZYMV concentrations were detected 4 weeks after the inoculation, which corresponded to the observed symptoms. Key words: squash, ZYMV, resistance, virus relative concentration, virus titer Úvod Virus žluté mozaiky cukety, Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) každoročně způsobuje značné ztráty produkce pěstovaných tykvovitých zelenin v České republice (ČR), zejména na jižní Moravě. Je to vláknitý virus z čeledi Potyviridae, rod Potyvirus obsahující +ssrna nukleovou kyselinu (Regenmortel et al., 2000). V ČR byl ZYMV poprvé zjištěn v r (Chod a Jokeš, 1991). Od r Státní rostlinolékařské správa eviduje jeho epidemický výskyt na jižní Moravě, odkud se již rozšířil do Čech (Svoboda, 2011). Virus vyvolává na listech infikovaných rostlin mozaiku a deformuje plody (obr.1), takže jsou neprodejné. Snadno se šíří neperzistentně mšicemi a mechanicky (Lisa a Lecoq, 1984). Virus v podmínkách ČR přezimuje na různých druzích plevelných rostlin, jako jsou ptačinec žabinec (Stellaria media (L.) Vill.), heřmánkovec přímořský, (Tripleurospermum maritimum (L.) Sch. Bip.) a jetel plazivý (Trifolium repens L.; Svoboda a Polák, 2002). Nejúčinnějším způsobem ochrany před ZYMV je pěstování rezistentních odrůd. Pro spolehlivé hodnocení rezistence rostlin je vhodná kvantitativní metoda stanovení relativní koncentrace viru. Cílem této práce bylo zjistit nejvhodnější období pro stanovení relativních koncentrací ZYMV v rostlinách tykví cuket (Cucurbita pepo L. convar. giromontiina Grebenščikov) a porovnat je s pozorovanými příznaky. 226

227 Obrázek 1: Náchylná tykev cuketa Nefertiti infikovaná silně virulentním kmenem ZYMV Materiál a metody Rostlinný materiál Osivo tykví cuket Cougar, Jaguar a Hurakan bylo získáno od americké firmy Harris Moran Seed Company, California, a Zelená od české firmy Seva Flora, Valtice. Semena tykví cuket byla vysévána ve skupinách po deseti od každého kultivaru. Rostliny byly pěstovány v izolované skleníkové kóji při světelné periodě den/noc 14/10 hodin a teplotě 25/20 C. Mechanický přenos ZYMV Při inokulaci ZYMV byl použit silně virulentní kmen ZYMV-H (GenBank Acc. No. DQ144054), který byl vybrán ze 6 českých izolátů viru pocházejících z jižní Moravy jako nejvirulentnější (Svoboda and Polák, 2002). Jeho vysokou virulenci potvrdil Glasa et al. (2007) při srovnání českých a slovenských izolátů ZYMV a tento kmen je součástí Sbírky patogenních virů (2012) ve VÚRV, v.v.i., Praha. Pro potřebu mechanické inokulace byl ZYMV-H předem pomnožen na tykvi cuketě Zelená. Homogenát byl připraven rozdrcením 10 g infikovaných listů rostlin Zelená v třecí misce se 30 ml fosfátového pufru (0,03 M Na 2 HPO 4 s přídavkem 0,2 % DIECA, ph 9,3) podle Mahgouba et al. (1997). K homogenátu bylo přidáno aktivní uhlí a karborundum mesh 200 a byla provedena mechanická inokulace třením děložních listů testovaných rostlin. Veškeré chemikálie a nádoby byly předem vychlazeny v chladničce, aby byla zajištěna dlouhodobá infekčnost inokula. Stanovení relativní koncentrace ZYMV Po mechanické inokulaci ZYMV-H byly opakovaně po dobu 17 týdnů odebírány vzorky mladých listů tykví cuket. Vzorky ze všech deseti rostlin jedné odrůdy byly použity k vytvoření jednoho směsného vzorku sloučením alikvotních dílů vzorků listů jednotlivých rostlin. V takto vzniklém vzorku byl stanoven titr ZYMV pomocí ELISA (Clark a Adams, 1977) jako nejvyšší ředění vzorku v extrakčním pufru, které ještě dávalo pozitivní reakci (komerční protilátky od firmy Loewe Biochemica, Německo). Relativní koncentrace virového 227

228 Relativní koncentrace ZYMV Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu proteinu ZYMV-H pak byla vypočtena jako převrácená hodnota titru viru (Svoboda a Polák, 2010). Obrázek 2: Časový průběh relativních koncentrací virového proteinu ZYMV-H v listech tykví cuket Jaguar Cougar Hurakan Zelená Týdnů po inokulaci Výsledky a diskuse Stanovený časový průběh relativních koncentrací ZYMV v jednotlivých kultivarech tykví cuket v období od inokulace až po sklizeň plodů v 17. týdnu stáří rostlin ukazuje obr.2. Jak je z obrázku patrno, po počátečním růstu koncentrací u většiny kultivarů do týdne od inokulace, nastala stagnace následovaná u Hurakan a Zelená poklesem hodnot. Od 13. týdne se už prakticky u žádného kultivaru relativní koncentrace ZYMV neměnila, bez ohledu na prohlubující se intenzitu pozorovaných příznaků na rostlinách. V tuto dobu dosáhly koncentrace rezistentních tykví cuket Cougar a Jaguar stejné hodnoty jako náchylná Zelená. Takové chování rostlin se dá pravděpodobně vysvětlit tím, že jejich obranný mechanismus proti infekci ZYMV působí již od počátku infekce u rezistentních kultivarů a tlumí tak její nárůst a intenzitu příznaků, zatímco u náchylného kultivaru není schopen potlačit prudký počáteční nárůst koncentrace viru v rostlině, a tak ani vznik výrazných příznaků. Pokles relativních koncentrací viru po týdnu u tykví cuket Hurakan a Zelená naznačuje, že u starších rostlin se již virus nemnoží tak rychle jako u mladších a nedosahuje tak vysokých koncentrací. Hodnocením příznaků na rostlinách během experimentu bylo zjištěno, že zatímco rostliny tykví cuket Cougar měly na listech jen mírnou mozaiku a jejich plody nebyly deformované, rostliny Jaguar měly na listech mírnou mozaiku doprovázenou drobnými žlutými skvrnami a u některých rostlin se objevily i nevýrazné boule na plodech. Rostliny Hurakan vykazovaly zřetelnou mozaiku na listech a jejich plody byly mírně deformované ve srovnání s rostlinami Zelená, které měly výraznou mozaiku na zúžených deformovaných listech a výrazně deformované boulovité plody, některé neplodily vůbec. Pozorovaným příznakům odpovídaly rozdíly stanovených relativních koncentrací ZYMV ve 4. týdnu po inokulaci, kdy vzorky rostlin tykví cuket Cougar měly nejnižší koncentraci. Následovaly je Jaguar, Hurakan a Zelená, která obsahovala ve svých listech 16 x vyšší koncentraci ZYMV než Cougar takže byla celkově hodnocena jako silně náchylná odrůda. Mírně náchylnou se jevil Hurakan. 228

229 Jasně rezistentní odrůdu představuje Cougar s nejnižší koncentrací ZYMV a zcela bez deformací na plodech následovaný mírně rezistentní Jaguar. Použití silně virulentního kmene ZYMV-H umožnilo pozorovat i mírné příznaky na rezistentních odrůdách, které by při infekci mírně virulentním kmenem nemusely být vůbec patrny a setřely by se tak rozdíly v rezistenci sledovaných odrůd (Svoboda a Polák, 2002). Závěr Stanovené hodnoty relativních koncentrací ZYMV 4 týdny po mechanické inokulaci vykazovaly maximální rozdíly mezi jednotlivými odrůdami a byly v souladu s pozorovanými příznaky na rostlinách. Toto období se jeví jako nejvhodnější pro kvantitativní hodnocení rezistence určením koncentrace ZYMV v rostlinách. V pozdějších stádiích růstu rostlin se rozdíly ve zjištěných koncentracích podstatně zmenšily. Dedikace Provedený výzkum byl financován z výzkumného záměru MZE ČR Autor děkuje firmě Harris Moran Seed Company, California, USA za poskytnuté osivo tykví cuket. Použitá literatura Clark M. F., Adams A. N. (1977). Characteristic of the microplate method of enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of plant virus. Journal of General Virology 34: Glasa M., Svoboda J., Nováková S. (2007). Analysis of the Molecular and Biological Variability of Zucchini yellow mosaic virus isolates from Slovakia and Czech Republic, Virus Genes 35(2): Chod J., Jokeš M. (1991). Nález viru žluté mozaiky cukety v Československu. Ochrana Rostlin 27: Lisa V., Lecoq H. (1984). Zucchini yellow mosaic virus. CMI/AAB Descriptions of Plant Viruses No. 282, Unvin Brothers Press, Surrey, GB. Mahgoub H. A., Desbiez C., Wipf-Scheibel C., Dafalla G., Lecoq H. (1997). Characterization and occurrence of zucchini yellow mosaic virus in Sudan. Plant Pathology 46: Regenmortel, M., H., V., Fauquet, C., M., Bishop, D., H., L., Carstens, E., B., Estes, M., K., Lemon, S., M., Maniloff, J., Mayo, M., A., McGeoch, D., J., Pringle, C., R., and Wickner, R., B Virus Taxonomy. Pages in Seventh Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Academic Press, San Diego, California, USA. Sbírka fytopatogenních virů [www dokument]. [cit ]. Dostupné na: Svoboda J. (2011). Pathogenic Viruses on Cucurbitaceous Vegetables and their Spread in the Czech Republic. Acta Hort. (ISHS) 917: ISSN: Svoboda J, Polák J (2002). Distribution, Variability and Overvintering of Zucchini yellow mosaic virus in the Czech Republic. Plant Protection Science, 38 (4): Svoboda J., Polák J. (2010): Relative concentration of Apple mosaic virus coat protein in different parts of apple tree. Hort. Sci. (Prague) 37 (1): Kontaktní adresa: Ing. Jiří Svoboda, Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská 507, Praha 6, 229

230 HODNOCENÍ ÚČINNOSTI PŘENOSU ZYMV SEMENY INFIKOVANÝCH ROSTLIN ČELEDI CUCURBITACEAE Evaluation of ZYMV transmission by seeds originating from infected cucurbitaceous seeds Svoboda J. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha Abstrakt Pěstování tykvovité zeleniny v České republice má velký význam. Ztráty produkce působí virové choroby, mezi nimi zejména virus žluté mozaiky cukety (ZYMV). Osivářské firmy produkují osivo tykvovitých rostlin ve virem zamořených oblastech jižní a střední Moravy a mohly by tak šířit ZYMV jejich semeny. Pro potvrzení nebo vyvrácení této hypotézy byly vypěstovány rostliny různých druhů tykvovitých rostlin, které byly v raném stadiu růstu uměle infikovány českými izoláty ZYMV. Později z nich byly sklizeny plody a přítomnost ZYMV v matečních rostlinách i plodech byla potvrzena pomocí ELISA. Celkem bylo vyseto a vypěstováno rostlin okurek a tykví, avšak v žádné nebyl ZYMV zjištěn. Účinnost přenosu českých izolátů ZYMV semeny byla nulová nebo max. 0,06 % bez ohledu na to, že někteří zahraniční autoři publikovali 1-5 % účinnost přenosu. Klíčová slova: okurka, tykev, ZYMV, přenos semeny, Česká republika Abstract Growing cucurbitaceous vegetables has a high importance in the Czech republic. Viral diseases cause losses in production, especially Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV). Seed companies produce their seeds in ZYMV-infected areas of Southern and Middle Moravia thus they could spread the infection by seeds. To approve or disprove this hypothesis, plants of different species of cucurbitaceous vegetables were artificially infected by Czech ZYMV strains in their young stage and grown to the fruit harvesting. The presence of ZYMV in the plants and fruits was confirmed by ELISA. Altogether plants of cucumbers and pumpkins were sown and grown, however in none of them was ZYMV detected. The seed transmissibility of Czech ZYMV strains was zero or in maximum 0,06 % regardless some foreign authors refer about 1-5 % effectiveness of transmission. Key words: cucumber, pumpkin, ZYMV, seed transmission, the Czech republic Úvod V České republice se pěstuje stále více tykvovité zeleniny a zavádějí se nové druhy, jako je např. tykev velkoplodá Hokkaido (Cucurbita maxima Duchesne) nebo se rozšiřuje pěstování stávajících druhů, např. tykve olejné (Cucurbita pepo L. var. oleifera Pietsch) na semeno (Smotlacha, 2010). Velké ztráty produkce působí virové choroby, mezi nimi zejména virus žluté mozaiky cukety, Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV), který byl poprvé zjištěn na jižní Moravě v r (Chod a Jokeš, 1991) a od r Státní rostlinolékařské správa eviduje jeho epidemický výskyt. ZYMV je vláknitý virus z čeledi Potyviridae, rod Potyvirus obsahující +ssrna nukleovou kyselinu (Regenmortel et al., 2000). Snadno se šíří neperzistentně mšicemi a mechanicky (Lisa a Lecoq, 1984). Virus v podmínkách České republiky přezimuje na různých druzích plevelných rostlin, jako jsou ptačinec žabinec (Stellaria media (L.) Vill.), heřmánkovec přímořský, (Tripleurospermum maritimum (L.) Sch. Bip.) a jetel plazivý (Trifolium repens L.; Svoboda a Polák, 2002). Virus vyvolává na infikovaných rostlinách žloutnutí a deformace listů, boulovitost plodů, zakrslost rostlin a výrazně snižuje výnosy (obr.1). Postupně se šíří z jihu Moravy na sever a do Čech (Svoboda, 2011). Jeho šíření na velké vzdálenosti může být způsobeno přenosem infikovanými semeny. Přenos ZYMV semeny rostlin čeledi Cucurbitaceae neprokázali Lecoq 230

231 et al. (1981) ani Robinson et al, (1993). Nicméně Fletcher et al. (1999) na Novém Zélandu zjistili až 3,5 % rostlin infikovaných ZYMV u semenáčků vzešlých z vysetých semen infikované tykve velkoplodé. V Rakousku Riedle Bauer et al. (2002) zjistili 1-5% účinnost přenosu ZYMV semeny pocházejícími z infikovaných plodů tykve olejné. Podobně v Maďarsku Tobias a Kovacs (2001) nalezli jednu rostlinu infikovanou ZYMV mezi semenáčky pocházejícími z infikované tykve olejné. České osivářské firmy produkují osivo tykvovitých rostlin na jižní a střední Moravě, v oblastech zamořených ZYMV. Otázkou ale je, zda se odtud spolu s osivem nešíří také ZYMV. Úkolem provedené práce bylo vyhodnocení účinnosti přenosu českých izolátů ZYMV semeny pocházejícími z infikovaných rostlin různých druhů čeledi Cucurbitaceae. Obrázek 1: List a plod tykve velkoplodé Hokkaido infikované ZYMV Materiál a metody Rostlinný materiál Nejdříve byla ve skleníku vyseta semena okurek nakládaček (Cucumis sativus L.), tykví cuket (Cucurbita pepo L. convar. giromontiina Grebenščikov), tykví olejných a tykví ozdobných (Cucurbita pepo L. convar. microcarpina Grebenščikov). Vzešlé mladé rostliny byly rozděleny na 3 skupiny a každá z nich byla mechanicky inokulována jedním z českých kmenů ZYMV-H, ZYMV-K nebo ZYMV-L, které se liší virulencí a původem (Glasa et al., 2007; Svoboda a Polák, 2002). V době kvetení byly květy rostlin ve skleníku uměle opyleny a odebrány vzorky pro ELISA. Po dozrání plodů byla odděleně od každé skupiny a druhu sklizena semena. V různém stáří od sklizně (3-12 měsíců) byla postupně semena vysévána v alikvotních dílech od každého kmene ZYMV v izolované skleníkové kóji při světelné periodě den/noc 14/10 hodin a teplotě 25/20 C. Ve stadiu pravého listu byly na rostlinách hodnoceny příznaky virové infekce a byly odebrány vzorky pro ELISA. Mechanický přenos ZYMV Pro inokulaci ZYMV byly použity 3 české různě virulentní kmeny ZYMV-H, ZYMV-K a ZYMV-L uložené ve Sbírce patogenních virů (2012) ve VÚRV, v.v.i., Praha. Pro mechanický přenos byl v třecí misce homogenizován 1 g listů tykve cukety Zelená infikované jedním ze 3 kmenů ZYMV se 3 ml fosfátového pufru (0,03 M Na 2 HPO 4 s přídavkem 0,2 % DIECA, ph 9,3) podle Mahgouba et al. (1997). K homogenátu bylo přidáno aktivní uhlí a karborundum 231

232 mesh 200 a byla provedena mechanická inokulace třením děložních listů inokulovaných rostlin. Veškeré chemikálie a nádoby byly předem vychlazeny v chladničce. ELISA Odebrané vzorky rostlin byly otestovány na přítomnost ZYMV imunoenzymatickou metodou DAS-ELISA popsanou Clarkem a Adamsem (1977) za použití komerčních králičích polyklonálních protilátek k ZYMV a pracovního postupu firmy Loewe Biochemica, Německo. Výsledky a diskuse Celkem bylo otestováno rostlin okurek a tykví vzešlých z výsevu semen sklizených z matečních rostlin uměle infikovaných jedním ze 3 českých kmenů ZYMV. V matečních rostlinách i v dužině sklizených plodů byla potvrzena přítomnost ZYMV pomocí ELISA. Žádný ze vzešlých semenáčů nevykazoval příznaky ZYMV na listech, zatímco mateční rostliny ano. Také ELISA vzorků jejich listů byla negativní. Časové rozložení testů s výsledky uvádí tabulka 1. Tabulka 1: Přehled provedených výsevů a výsledky testů přítomnosti ZYMV Rok / Plodina okurka nakládačka tykev cuketa tykev olejná tykev ozdobná Celkem Celkem ZYMV-pozitivní Závěr Na základě provedených pokusů lze konstatovat, že české izoláty ZYMV nejsou semeny infikovaných tykvovitých rostlin přenosné nebo max. v 0,06 % (pokud by další výsev prokázal alespoň jeden pozitivní přenos). Dedikace Provedený výzkum byl financován z výzkumného záměru MZE ČR Použitá literatura Clark M. F., Adams A. N. (1977). Characteristic of the microplate method of enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of plant virus. Journal of General Virology 34: Fletcher J. D., Nott H. M., Wallace A. R., Roges B. T., Herman T. J. B. (1999). Potyviruses in New Zealand buttercup squash (Cucurbita maxima). Ninth Conference of the ISHS- Vegetable Virus Working Group 9(3):

233 Glasa M, Svoboda J, Nováková S. (2007). Analysis of the Molecular and Biological Variability of Zucchini yellow mosaic virus isolates from Slovakia and Czech Republic, Virus Genes 35(2): Chod J., Jokeš M. (1991). Nález viru žluté mozaiky cukety v Československu. Ochrana Rostlin 27: Lecoq H., Pitrat M., Clément M. (1981). Identification et caractérisation d un potyvirus provoquant la maladie du rabougrissement jaune du melon. Agronomie 1: Lisa V., Lecoq H. (1984). Zucchini yellow mosaic virus. CMI/AAB Descriptions of Plant Viruses No. 282, Unvin Brothers Press, Surrey, GB. Mahgoub H. A., Desbiez C., Wipf-Scheibel C., Dafalla G., Lecoq H. (1997). Characterization and occurrence of zucchini yellow mosaic virus in Sudan. Plant Pathology 46: Regenmortel, M., H., V., Fauquet, C., M., Bishop, D., H., L., Carstens, E., B., Estes, M., K., Lemon, S., M., Maniloff, J., Mayo, M., A., McGeoch, D., J., Pringle, C., R., and Wickner, R., B Virus Taxonomy. Pages in Seventh Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Academic Press, San Diego, California, USA. Riedle Bauer M., Suarez B., Reinprecht H.J. (2002) Seed transmission and natural reservoirs of Zucchini yellow mosaic virus in Cucurbita pepo var. styriaca. Zeitschrift fur Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz. 109(2): , 11 ref. Robinson R. W., Provvidenti R., Shail J. W. (1993). Tests for seedborne transmission of zucchini yellow mosaic virus. Horticultural Science 28 (7): Sbírka fytopatogenních virů [www dokument]. [cit ]. Dostupné na: Smotlacha R. (2010). Zelinářská unie Čech a Moravy (ZUČM), Krapkova 3, Olomouc, osobní sdělení. Svoboda J. (2011). Pathogenic Viruses on Cucurbitaceous Vegetables and their Spread in the Czech Republic. Acta Hort. (ISHS) 917: ISSN: Svoboda J, Polák J (2002). Distribution, Variability and Overvintering of Zucchini yellow mosaic virus in the Czech Republic. Plant Protection Science, 38(4): Tobias I., Kovacs G. (2001). Seed transmission of zucchini yellow mosaic virus - new viral pathogen on cucurbitaceous plants (A kabakosokat fertozo uj korokozo - a cukkini sarga mozaik virus maggal is terjed). Novenyvedelem. 37(1): 29-30, 11 ref. Kontaktní adresa: Ing. Jiří Svoboda, Ph.D. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Drnovská 507, Praha

234 REGULACE PLEVELŮ V SEMENNÝCH POROSTECH JETELE ZVRÁCENÉHO, PERSKÉHO (TRIFOLIUM RESUPINATUM L.) Weed control in seed stands of persian clover (Trifolium resupinatum L.) Šmahel P., Kolaříková E. Zemědělský výzkum, spol. s r. o., Troubsko Abstrakt Biologická účinnost postemergentních herbicidů v jeteli perském byla zkoumána v polních pokusech v Troubsku v letech Byla prokázána všeobecně vyšší citlivost plodiny na herbicidy a v podmínkách silného zaplevelení často nedostatečná účinnost na některé plevele. Relativně nižší krátkodobou fytotoxicitu cca 15-30% a výsledně do 15% vykazoval bentazone 480 g/l účinné látky bez aktivátoru v dávce 1,5-2l/ha. Byl však málo účinný zejména na merlíky. Formulace s aktivátorem v dávce 1,5-1,6l/ha byla vizuálně výrazně méně selektivní, poskytovala však lepší účinnost. Vyšší a poněkud dlouhodobější zbrždění plodiny působily varianty imazamoxu cca 18-26g/ha sólo nebo ve formulaci s pendimethalinem (počáteční fytotoxicita cca 25-50%). Kombinace působila kromě heřmánkovitých na plevele ve vyšších dávkách uspokojivě. Vyváženější výsledky dobré selektivity a účinnosti poskytoval hotový přípravek imazamoxu s bentazonem doplněný adjuvantem. Klíčová slova: jetel perský, bentazone, imazamox, selektivita, účinnost Abstract The biological efficacy of post-emergence herbicides was examined in field trials in Persian clover in Troubsko in It was demonstrated generally higher sensitivity of crops to herbicides in conditions of strong weed occurence and not satisfactory efficacy on some weeds. Relatively lower short term phytotoxicity about 15 to 30%, and as a result, 15% showed bentazone 480 g / l of active substance without activator at liters / ha. However, it was less effective in the Chenopodium album. Formulation wih activator at 1.5 to 1.6 l / ha was visually significantly less selective, however, provide better efficacy. Higher and slightly longer deters of crop was acted at variants of imazamox about 18-26g/ha solo or in a formulation with pendimethalin (initial phytotoxicity about 25-50%). The combination suppress satisfactory the weeds except Matricaria at higher rates. Balanced results of good selectivity and efficiency provided a readymix of imazamox with bentazon completed with adjuvant. Key words: Persian clover, bentazone, imazamox, selectivity, efficacy Úvod Jetel zvrácený je jednoletou jetelovinou, pocházející z oblasti středozemního moře, Balkánu a Persie. Je také znám pod názvem šabdar nebo jetel perský. Při jeho zkoušení před lety bylo zjištěno, že se jedná o ekologicky plastickou pícninu poskytující vysoké výnosy píce s velmi dobrou kvalitou. Jetel perský není náročný na půdu, roste dobře i na půdách těžkých a zasolených. Jako nevýhoda bývá uváděna jeho poléhavost, vysoký obsah vody a obtížné pěstování na semeno (Pelikán, et al, 2012). Je vhodný do jednoletých pícních směsek pro svou dobrou krmnou hodnotu a chutnost měkké šťavnaté píce, danou mj. vyšším obsahem vody v dužnatých lodyhách. Je to také výborná medonosná rostlina a lze jej díky vyšší tvorbě nadzemní i kořenové hmoty využít jako zlepšující přerušovač v obilních osevních sledech. Ve své domovině se dá pěstovat jako ozimý. U nás však nepřezimuje a vysévá se proto na jaře, kdy je často potřeba potlačit silnou konkurenci zaplevelení řadou zejména jarních a vytrvalých plevelů. Výsev se provádí co nejdříve po předseťové přípravě tak, aby pozemky na povrchu nevysychaly. Seje se do hloubky 1,5 až 2 cm. Jetel perský má drobná semena, hmotnost tisíce semen se pohybuje od 1,30 do 1,80 g. Vyznačuje se obvykle pomalejším vzcházením a počátečním růstem. Proto je v tomto období poměrně náchylný k zaplevelení. S jeho pěstováním v čisté kultuře a semenářstvím jsou spojeny některé problémy, vyplývající 234

235 jednak z pomalejšího počátečního růstu, později naopak poměrně mohutný nárůst a měkčí dužnaté lodyhy způsobují poléhání. Rovněž kvetení je dlouhodobé a dozrávání nerovnoměrné a dosti pozdní, dozrává spíše jen v teplejších oblastech v nižších polohách. Platí to pro českou odrůdu Pasat. V zahraničí je registrována celá řada odrůd tohoto druhu. Například katalog OECD uvádí 29 odrůd, především z Itálie, Německa, Maďarska a Řecka. Ve Společné listině EU je registrováno 25 odrůd. Vzhledem k problémům se zaplevelením a také citlivostí na herbicidy, používané v jetelovinách, jsme byli kontaktováni držiteli odrůdy a zařadili ji do výzkumu v rámci končícího výzkumného záměru a navazujícího programu rozvoje. V rámci projektu NAZV na našem pracovišti rovněž probíhají i pokusy v rámci jeho ekologického pěstování bez chemických metod, kde byl zjištěn kromě způsobu setí, mechanického pletí vláčením či plečkováním zejména vliv sečení na plevele. Materiál a metody Na řešení problematiky regulace plevelů v semenných porostech jetele perského byla v letech provedena série pokusů, které měly za cíl zhodnotit zaplevelení a najít vhodné metody jeho potlačení. V rámci této rozsahem pěstování zatím méně významné plodiny se postupovalo do určité míry zjednodušeným způsobem co do lokalit a opakovatelnosti jednotlivých ošetření. Jednalo se o maloparcelové pokusy s využitím herbicidů do jetelovin formou znáhodněných bloků, u 2 pokusů formou screeningu ve 2 opakováních a u tří ve 3-4 opakováních. Bylo prověřováno vždy 10-13variant ošetření postemergentními herbicidy, které byly postupně modifikovány podle předchozích výsledků. Pokusy probíhaly na lokalitách v Troubsku a 1 i na šlechtitelské stanici v Domoradicích na střední půdě hnědozemního typu v řepařské výrobní oblasti. Setí jetele odrůdy Pasat probíhalo po nástupu jara v březnu až dubnu po klasickém zpracování půdy výsevkem cca 10 kg/ha. Aplikace herbicidních variant byly postemergentní po nárůstu alespoň 2-3 trojlístků u převážné části rostlin jetele, tj. v průběhu května. Hodnocení probíhala minimálně ve 3 termínech podle aktuální mezinárodní metodiky EPPO PP 1/76 Weeds in forage legumes - Plevele v krmných leguminózách (jetelovinách). Byly hodnoceny zejména selektivita k plodině (fytotoxicita) a účinnost na plevele, obě odhadem v % ve vztahu k neošetřené koltrole. Co se týče vnějších podmínek pokusů, výsledky do určité míry ovlivňovaly proměnlivé povětrnostní podmínky na jaře v jednotlivých ročnících. Ročník 2010 byl velmi vlhký se silně nadnormálními srážkami v květnu až červenci, s dobrým vývojem porostu, ale i vysokým tlakem plevelů na pozemku. Ročník 2011 byl vcelku v normálu, zpočátku vegetace plodiny v dubnu byly 2 dekády sušší, později bylo počasí spíše s podnormálními, ale relativně rovnoměrnými srážkami, porost plodiny se po počátečním sušším období zapojil, ale byl dosti zaplevelený, takže byla v prodlužovacím růstu provedena plošně odplevelovací seč, s vyšším strništěm, zaměřená na přerůstající plevele. Ročník 2012 byl s velmi silným dlouhodobým jarním přísuškem v dubnu a květnu v době setí a aplikace, jetel vzešel nerovnoměrně, až později cca od poloviny června byl srážkově normální. V posledním ročníku 2013 po krátkém dubnovém přísušku byl zase květen a červen velmi vlhký, červenec pak znovu suchý. Porost se vyvíjel vcelku rovnoměrně a na řadě variant ošetření se podařilo plevele dostatečně eliminovat. Varianty ošetření a dávky herbicidů jsou uvedeny ve výsledkové části. Vzhledem k jejich většímu rozsahu, variabilitě podmínek a následně výsledků, úpravám dávkování i využitých přípravků (zejména po prvním ročníku došlo v roce 2011 přechodně ke snížení dávkování pro lepší selektivitu, což mělo dopad v nízké účinnosti). Došlo i k postupnému vyloučení některých variant se špatnou účinností nebo selektivitou, které nejsou v následujícím textu podrobně zahrnuty. Při porovnávání postupně modifikovaných variant nebylo vhodné použití statistiky, výsledky jsou spíše orientačního charakteru. Výnosová hodnocení nebyla vzhledem k částečnému zaplevelení, poléhání a nerovnoměrnému dozrávání semen prováděna. 235

236 Výsledky a diskuse Výsledky selektivity a účinnosti významnějších variant ošetření z ročníků v průměru z jednotlivých opakování z hlavních termínů hodnocení byly shrnuty do následující tabulky. Jetel perský Účinnost herbicidů Fytotoxicita % Účinnost v %, průměr ročníku Laskavec Merlík Rdesno blešník Svízel Mák Heřmánkovec vlčí 1. Rok Přípravek l/ha AMARE CHEAL POLLA GALAP MATIN PAPRH hodnocení 2.hodnocení 2010 Basagran Super 1,5 / 100,0 100,0 75,0 95,0 70,0 25,0 10, Basagran Super 1,5 45,0 88,3 / 68,3 78,3 60,0 40,0 6, Basagran Super 1,6 / 90,0 60,0 67,5 / / 30,0 22, Basagran Super 1,6 100,0 100,0 70,0 / 100,0 / 32,0 18,0 Průměr 72,5 94,6 76,7 70,3 91,1 65,0 31,8 14, Basagran 1,75 / 55,0 100,0 50,0 100,0 50,0 12,5 5, Basagran 1,75 68,3 36,7 / 61,7 55,0 40,0 33,3 16, Basagran 2,2 / 80,0 72,5 85,0 / / 40,0 30, Bentazone 2 93,0 73,0 82,0 / 96,0 / 22,0 13,0 Průměr 80,7 61,2 84,8 65,6 83,7 45,0 27,0 16, Pulsar 40 0,65 / 50,0 85,0 60,0 35,0 70,0 31,5 27, Pulsar 40 0,5 100,0 36,7 / 58,3 53,3 60,0 35,0 18, Pulsar 0,6 + Dash HC 0,5 100,0 93,0 93,0 / 55,0 / 48,0 25,0 Průměr 100,0 59,9 89,0 59,2 47,8 65,0 38,2 23, Escort New 1 83,3 26,7 / 51,7 58,3 85,0 37,5 30, Escort New 1,25 / 70,0 80,0 70,0 35,0 80,0 25,0 21, Escort New 1,25 / 77,5 65,0 87,5 / / 32,5 25,0 Průměr 83,3 58,1 72,5 69,7 46,7 82,5 28,8 23, Escort New 1,4 100,0 98,0 76,0 / 52,0 / 48,0 18, Escort N 1,4 + Dash 0,5 100,0 100,0 78,0 / 52,0 / 44,0 23,0 Průměr 100,0 99,0 77,0 52,0 46,0 20,5 Basagran+Dicopur M 1, ,25 / 100,0 100,0 60,0 100,0 60,0 22,5 12, Basagran S.1+ Dicopur M 0,2 58,3 73,3 / 40,0 75,0 86,7 36,7 11, Basagran 1,4 + Dicopur M 0,2 / 65,0 72,5 100,0 / / 23,8 30,0 Basagran S. 1,35 + Dicopur M ,3 100,0 100,0 57,0 / 100,0 / 47,0 35,0 Průměr 79,2 84,6 76,5 66,7 91,7 73,4 32,5 22, BAS Corum 0,9 / 45,0 100,0 70,0 100,0 45,0 22,5 12, BAS Corum 0,9 66,7 38,3 / 55,0 63,3 60,0 16,7 13,3 Průměr 66,7 41,7 100,0 62,5 81,7 52,5 19,6 12, BAS Corum 1,1 + Dash 0,75 / 87,5 70,0 65,0 / / 33,8 35, BAS Corum 1 + Dash 0,75 100,0 93,0 92,0 / 100,0 / 29,0 23,0 Průměr 100,0 90,3 81,0 65,0 100,0 31,4 29, Pulsar 40+Basagran S. 0,5 + 0,9 / 100,0 100,0 65,0 100,0 50,0 22,5 12, Escort New 0,9 + Basagran S.1 100,0 90,0 / 71,7 78,3 96,7 55,0 10, Escort New 1,1 + Basagran 1,1 / 82,5 65,0 75,0 / / 30,0 25, Escort N 1,2 + Basagran S ,0 100,0 92,0 / 100,0 / 35,0 28,0 Průměr 100,0 90,8 78,5 73,4 89,2 96,7 40,0 21,0 236

237 Hranice u fytotoxicity do 20% zeleně vcelku dobrá selektivita, do 30% žlutě uspokojivá, % oranžově zvýšená, nad 45% červeně silná. Jetel perský se ukázal ze základního hlediska selektivity ošetření již od screeningů jako jetelovina se zvýšenou citlivostí ke většině použitých herbicidních účinných látek. Počáteční často i silná fytotoxicita však měla obvykle výrazně dočasný charakter a po několika týdnech byla většinou již málo patrná. Účinnost testovaných variant nebyla rovněž často dostatečná. U plodiny se v první řadě projevila citlivost i na běžnou kontaktní účinnou látku bentazone Fytotoxicita přechodně až cca 40%), zejména ve formulaci s tzv. aktivátorem (wettol) přípravku Basagran Super (při dávce 1,5-1,6lha), který obvykle je ke většině jetelů dobře selektivní a působí na téměř všechny významné jednoleté dvouděložné plevele. Přípravek však k jeteli perskému jevil zejména krátkodoběji zvýšenou fytotoxicitu (silné nekrózy a zbrždění růstu rostlin) ve srovnání s formulacemi bez aktivátoru (Basagran, Bentazone 480SL v dávkách 1,75-2l/ha), které byly naopak výrazně méně účinné na některé plevele, zejm. merlíky, případně mák vlčí a některé další plevelné druhy. Kombinace bentazonu s tzv. růstovými herbicidy MCPA (např. Dicopur M 750 v nízké dávce 0,2-0,3l/ha), případně MCPB (Butoxone 1,5-2,5l/ha) pro posílení působení na tzv. citlivější plevele jako merlíky, laskavce, řepku a brukvovité, případně pcháč apod., vykazovaly kompromisní výsledky z hlediska selektivity i účinnosti. Kombinace bentazonu s MCPA do určité míry zhoršovaly fytotoxicitu při menším přínosu v účinnosti. MCPB, použitý i samostatně, i přes poměrně dobrou selektivitu kromě cenného působení speciálně zejm. na merlíky měl na další vyskytující se druhy převážně jen slabý efekt, těžko opodstatňující jeho vysokou cenu. Z kontaktních herbicidů se dále nejevil jako vhodný bromoxynil (Bromotril se ve snížených dávkách jevil jako částečně fytotoxický a slabě účinný, Pardner v ročníku 2013 v dávce 1,35l/ha totálně poškodil plodinu - cca z 80%. Pyridate (Lentagran WP 2 kg/ha) byl spíše slabě účinný, hlavně na merlíky a rdesno blešník. Další zkoušené varianty byly převážně na bázi imazamoxu, případně jeho kombinací (zejména s pendimethalinem nebo bentazonem) Samotný imazamox se smáčedlem tween (Pulsar 40 0,5-0,65 l/ha) byl k jeteli perskému zejména krátkodobě poměrně výrazně fytotoxický, cca z 30-50%, podobně i jeho kombinace s pendimethalinem Escort Nový (1-1,4l/ha) s fytotoxicitou podle dávky cca %, většinou charakteru omezení růstu s méně nápadnými morfologickými projevy. Tyto přípravky měly však i tendenci opožďovat vývoj, čímž prodlužují vegetaci. V účinnosti Pulsar 40 zaostával hlavně na merlíky, trávovité, violku, mák i další oproti širokospektrálnímu Escortu. Ten v nižších dávkách nepůsobil též dostatečně hlavně na merlík, svízel i další druhy. Vážnou slabinou těchto přípravků je kromě obvykle horší selektivity slabé působení na významné přezimující druhy, hlavně heřmánkovité, případně mák vlčí nebo lociku kompasovou zejm. ve vyšších růstových stádiích. Naopak oproti bentazonu spolehlivě eliminují laskavce, hluchavky, brukvovité a Escort i rozrazily, violky, knotovku a jednoleté trávy. Významně selektivnější se jevil kombinovaný experimentální přípravek imazamoxu s bentazonem BAS Corum (0,9-1,1l/ha), který v závislosti na dávce a použití smáčedla (Dash HC-0,75l/ha), vykazoval fytotoxicitu cca 15-35%. Jeho nižší dávky bez smáčedla, použité v prvních dvou letech, byly však slabě účinné. Smáčedlo se ukázalo potřebné pro dostatečnou účinnost na merlíky, případně ježatku a některé další druhy, přičemž selektivitu významně nezhoršovalo, i když byly také zaznamenány příznaky opoždění kvetení. Významnou výhodou ve srovnání s Pulsarem a Escortem je u tohoto kombinovaného přípravku kromě lepší selektivity dobré působení i na heřmánkovité, takže i přes dílčí nedostatky ve spektru působení a selektivitě se tento přípravek jeví jako vhodná alternativa k využití bentazonu u jetelovin obecně, zvláště zde u jetele peského, který je na bentazon zejména s aktivátorem zvýšeně citlivý. Byly zkoušeny i kombinace více či méně snížených dávek Pulsaru či Escortu Nového s účinnými látkami bentazone, MCPB, MCPA, bromoxynil, pyridate. Ty byly často výrazněji 237

238 fytotoxické oproti výše uvedenému hotovému přípravku BAS Corum nebo v případě nižších dávek neměly dostatečnou účinnost na některé plevele. Za zmínku stojí kombinace Escortu cca 1,1-1,2l/ha s bentazonem, které přes výraznější přechodnou fytotoxicitu dokázaly obvykle nejlépe eliminovat silnější zaplevelení širším spektrem plevelů. Pokud se týče možností ošetření jetele perského, na základě těchto pokusů byl nedávno v rámci menšinových použití do jetele perského na dvouděložné registrován bentazone (Basagran Super v dávce 1,2-1,6 l/ha a Basagran v dávce 1,5-2l/ha), dále spíše pro doplnění v kombinacích byl letos znovu zaveden Butoxone v základní dávce 2,5l/ha (pro kombince je vhodné spíše cca 1,5l). V povolovacím řízení je i MCPA (např. Dicopur M 750 0,3-0,5l/ha, pro kombinace 0,2-0,3l) a Escort Nový (1,1-1,4l/ha). Zřejmě základem by zatím měl být bentazone, i když je zde významný problém výrazné přechodné fytotoxicity, zejména u formulace Basagranu Super s aktivátorem. U bentazonu je kvůli selektivitě třeba také dát pozor na podmínky při aplikaci a neošetřovat za jasných teplých dnů nebo brzy po dešti či ve stresu plodiny z prudkého střídání tepla a chladu. Kombinace nižších dávek bentazonu a MCPA nebo MCPB nebyly příliš účinnější, MCPB je kromě toho drahé a MCPA má zase sklon k fytotoxicitě dlouhodobějšímu kroucení jetelovin nebo jejich lístků. Escort Nový dobře působí na laskavce, potlačuje i merlíky a řadu dalších převážně jarních plevelů. Je ovšem výrazněji fytotoxický, nepůsobí dobře na heřmánkovité a při snižování dávek účinek zejm. na merlíky, svízel i další plevele klesá (např. v luskovinách je registrována pro jeteloviny téměř neselektivní dvojnásobná dávka 2,5-3l). Jeho předností oproti bentazonu je kromě uspokojivého působení na ježatku, oves hluchý, béry, případně výdrol obilnin zvládání např. hluchavkovitých, rdesna ptačího, knotovek, rozrazilů a violek i poněkud přerostlých citlivých plevelů jako kokošky, ptačince a pod. Jako další možnosti jsou připravovány Pulsar 40 a výše uvedený ready mix pracovně BAS Corum (v západních zemích je již registrován), zejména od něj se očekává s použitím smáčedla dobrý poměr selektivity a širokého spektra účinku na heřmánkovité, laskavce i merlíky a řadu dalších plevelů, i když v nižší dávce může být na merlík nebo heřmánkovité méně účinný, bez smáčedla pak působí hlavně na merlík a ježatku slabě. Závěr Jak vyplynulo ze stavu porostů u jednotlivých variant, část plevelů nebyla zpravidla dostatečně potlačena a navíc se zde projevovala přechodná fytotoxicita. Kromě samotných herbicidních ošetření je třeba zdůraznit, že u regulace plevelů v jeteli perském, vzhledem k vyšší počáteční náchylnosti k zaplevelení a citlivosti plodiny je nutné zvýšeně respektovat základní preventivní agrotechnické způsoby regulace, podporující růst plodiny na úkor plevelů. Jedná se zejm. o dobrý odplevelovací systém osevního postupu, zařazení kultivačních zásahů vhodnou mechanizací, omezující plevele na podzim po předplodině i na jaře, včasné setí s využitím zimní vláhy apod. Samotná chemická ošetření zejména na dvouděložné jsou u této citlivé plodiny často fytotoxická a vesměs jejich účinnost není spolehlivá. Zejména to platí u semenných porostů, kde se v rámci prodloužení vegetace a lepšího dozrávání semen potřebujeme vyhnout přesečení či přemulčování, které mohou být někdy účinnější než herbicidy, což je známý fakt z pěstování řady vícesečných jetelovin. Dedikace Výsledky byly získány za institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace Použitá literatura Pelikán J., Hýbl M. et al. (2012): Rostliny čeledi Fabaceae LINDL. (bobovité) České republiky. 1. vyd., Vydavatelství Ing. Petr Baštan, Olomouc, 230 s. ISBN

239 Nedělník, J. a kol. (2010): Kapitoly z moderního pícninářství, rec., (7.4. Regulace plevelů v porostech vojtěšky a jetele lučního, 7.5. Regulace plevelů v netradičních pícninách), 2010 Šmahel, P., a kol. (2010): Regulace plevelů v nově zakládaných porostech jetelovin, Úroda 5/2010,s.77 Obrázek 2 - Jetel perský pokus 2012 Obrázek 2 - Jetel perský ošetřené varianty Kontaktní adresa: Ing. Petr Šmahel Zemědělský výzkum, spol. s r. o., Troubsko, Zahradní 1, Troubsko 239

240 VLIV GLUKOSINOLÁTŮ OBSAŽENÝCH V ŘEPCE OZIMÉ NA VYBRANÉ ŠKŮDCE Influence of glucosinolate content in rapeseed on selected pests Vrbovský V. 1, Endlová L. 1,2 1 OSEVA PRO s.r.o., odštěpný závod Výzkumný ústav olejnin Opava 2 Ostravská univerzita v Ostravě, Přírodovědecká fakulta Abstrakt Ve květních poupatech a mladých šešulích řepky olejky ozimé (Brassica napus; Brassicaceae) byl analyzován obsah glukosinolátů (GSL) metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC). Celkový obsah GSL v poupatech dosahoval v průměru 13,66 µmol/g, v šešulích 10,16 µmol/g sušiny. Byla stanovena velikost napadení analyzovaných genotypů řepky blýskáčkem řepkovým (Brassicogethes aeneus, Coleooptera) a bejlomorkou kapustovou (Dasineura brassicae, Diptera). Byly stanoveny korelace mezi obsahem zjištěných GSL a napadením těmito škůdci. Negativní vliv na výskyt blýskáčka byl zjištěn u aromatických GSL (P>0,05). Nebyla zjištěna signifikantní závislost mezi obsahem GSL v šešulích a napadením bejlomorkou kapustovou. Klíčová slova: řepka olejka, glukosinoláty, blýskáček řepkový, bejlomorka kapustová Abstract In flower buds and young siliques of rapeseed (Brassica napus; Brassicaceae) was analyzed content of glucosinolates (GSL). The used method was high performance liquid chromatography (HPLC). The total content GSL in the buds was 13,66 µmol/g d.m., in siliques was 10,16 µmol/g d.m. Simultaneously was determined damage of buds of rape pollen beetle (Brassicogethes aeneus, Coleooptera) and damage of siliques of Dasineura brassicae (Diptera). Correlations have been established between the attack and GSL content. Content of aromatic GSL in flower buds exhibited the significant negative influence to the damages of B. aeneus (P>0,05). No significant dependence was detected between the content of GSL in siliques and infection of D. brassicae. Key words: rapeseed, glucosinolates, rape pollen beetle, Brassicogethes aeneus, Dasineura brassicae Úvod Obsah sekundárních metabolitů glukosinolátů (GSL) je v řepkovém semeni nežádoucí, neboť limituje použití řepkových pokrutin a dalších krmiv řepkového původu ve výživě hospodářských zvířat. Šlechtitelským procesem byl obsah GSL v semeni značně snížen. GSL jsou přítomny v rostlinných pletivech během celého vývoje rostliny, kde plní řadu funkcí, včetně přirozené ochrany proti některým škůdcům. Jejich účinnost byla prokázána například na mšici Lipaphis erysimi (Hemiptera) (CHANDLER et al., 1997), zápředníčku polním (Plutella xylostella, Lepidoptera), běláscích (Pieris spp. Lepidoptera) (OLSSON, JONASSON 1994), vrtalce Liriomyza brassicae (Diptera) a k můře Mamestra configurata (Lepidoptera) (ULMER et al. 2001). Některé druhy fytofágů, především potravně specializované na určitý druh rostliny, nevykazují ke GSL citlivost a v některých případech jim tyto látky slouží k rozpoznání hostitelské rostliny. Příkladem je rod květilka (Delia, Diptera) (BRAVEN et al. 1996), dřepčíci rodu Psylliodes a Phyllotreta (Coleoptera) (BARTLET, WILLIAMS 1991) nebo pilatka řepková (Athalia rosae, Hymenoptera) (BARKER et al. 2006). V rámci projektu Využití biotechnologických metod, nových výchozích materiálů a efektivních postupů ve šlechtění ozimé řepky (NAZV, č. QI111A075) jsou mimo jiné řešeny aktivity s cílem identifikace obsahu GSL v zelených částech řepky ozimé a jejich možný vliv na vybrané škůdce řepky. V sezóně 2013 byly analyzovány obsahy GSL u 10 odrůd řepky ve vzorcích květních poupat a šešulí. U těchto odrůd bylo zároveň stanoveno napadení blýskáčkem řepkovým a bejlomorkou kapustovou. 240

241 Materiál a metody S vybranými odrůdami řepky byl založen maloparcelkový pokus s těmito parametry: počet odrůd 10, počet opakování 3, výměra parcel 10 m 2, délka 9 m, šířka 1,125 m, počet řádků 9, meziřádková vzdálenost 12,5 cm, zásev v agrotechnickém termínu maloparcelním secím strojem při výsevku 700 klíčivých semen na 10 m 2. Agrotechnické zásahy byly v souladu s běžnou pokusnickou praxí, s vyloučením insekticidního ošetření. Vzorky poupat pro analýzu GSL byly odebrány , kdy byl porost před rozkvětem a s dostatečným výskytem blýskáčků. Z každé parcely bylo odebráno 5 květenství. Při odběru byli z každého květenství sklepáni do PVC sáčku všichni blýskáčci ve květenstvích ukrytí a následně spočítáni. Odběry byly prováděny brzy ráno za relativně nízké teploty vzduchu, brouci tak nevykazovali příliš velkou aktivitu, což značně ulehčovalo hodnocení. Odebraná květenství byla okamžitě předána ke zpracování do laboratoře Výzkumného ústavu olejnin Opava. Odběr šešulí byl proveden , ve fázi dokvétání. Z každé parcely byly odebrány šešule o velikosti do cca 3 cm z pěti rostlin v dostatečném množství pro analýzu (min. 1 g). Rostliny, ze kterých byly šešule odebrány, byly označeny a v době dozrávání u nich byl proveden odečet celkového počtu šešulí a stanoveno procento šešulí s patrným poškozením bejlomorkou kapustovou. Vzorky zelené hmoty byly po odběru bezprostředně analyzovány na obsah GSL. V případě časové prodlevy by mohlo dojít k negativnímu ovlivnění koncentrací GSL v důsledku jejich rozkladu. Modifikovaná metodika stanovení GSL v zelené hmotě metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) vychází z mezinárodní normy ISO : 1992 (E). GSL se opakovaně izolují z předem upraveného vzorku opakovanou (trojnásobnou) extrakci 70 % methanolem zahříváním zkumavky se vzorkem na vodní lázni, po centrifugaci extraktu (5000 otáček/5 min.) následuje čištění a enzymatická desulfatace na iontoměniči. Jako iontoměnič byla použita suspenze pryskyřice DEAE Sephadex A-25 umístěná v pipetě dle Pasteura a k enzymatické desulfaci byl použit 0,2 % roztok sulfatázy typ H-1. Vlastní stanovení desulfoglukosinolátů bylo provedeno metodou HPLC na koloně s reverzní fází Sipelcosil LC 18 DB (25 cm. 4,6 mm. 5 µm) za použití gradientové eluce a detekce v UV oblasti. Ke kvantitativnímu stanovení GSL v zelené hmotě byla použita metoda vnitřního standardu (KOLOVRAT 2005). Vnitřním standardem byl 5 mmol/l roztok monohydrátu sinigrinu. Po sklizni bylo provedeno stanovení obsahu GSL v semenech testovaných odrůd metodou HPLC podle mezinárodní normy ISO : 1992 (E). Statistická analýza výsledků byla provedena pomocí programu STATISTICA Cz 10. Výsledky a diskuze Nejvyšší celkový obsah GSL v sušině byl zjištěn v poupatech, v průměru 13,66 µmol/g. V šešulích a semeni byl celkový obsah velmi podobný: 10,16 resp. 10,48 µmol/g sušiny. Jednotlivých GSL bylo v poupatech i šešulích identifikováno celkem 13. Průměrné hodnoty zjištěných obsahů udává tabulka 1. Zastoupení jednotlivých skupin, do nichž se GSL dělí dle svého chemického složení, bylo následující: v poupatech, šešulích i v semenech byla jako dominantní zjištěna alifatická skupina (51 72 % z celkových GSL), následovala indolová (17 45 %). Nejmenším podílem byla zastoupena aromatická skupina GSL (3,5 10,5 %). 241

242 GSL celkem (µmol/g sušiny) µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g Alifatická skupina Indolová skupina Aromatická skupina glucoiberin progoitrin epi-progoitrin glucoraphanin gluconapoleifein gluconapin glucobrassicanapin 4-hydroxyglucobrassicin glucobrassicin 4-methoxoglucobrassicin neoglucobrassicin glucoalyssin gluconasturtiin GSL celkem (µmol/g sušiny) µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g µmol/g Alifatická skupina Indolová skupina Aromatická skupina glucoiberin progoitrin epi-progoitrin glucoraphanin gluconapoleifein gluconapin glucobrassicanapin 4-hydroxyglucobrassicin glucobrassicin 4-methoxoglucobrassicin neoglucobrassicin glucoalyssin gluconasturtiin Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Tab. 1: Obsah GSL ve zkoumaných částech řepky (průměrné hodnoty) Alifatická skupina Indolová skupina Aromatická skupina Rostlinná část % % % % % % % % % % % % % % % % poupata 13,66 6,98 51,07 6,22 45,44 0,46 3,48 0,02 0,11 3,43 25,19 0,06 0,43 0,18 1,39 0,18 1,31 0,55 4,09 2,57 18,55 1,60 11,62 4,48 32,65 0,07 0,56 0,08 0,60 0,32 2,43 0,14 1,04 šešule 10,16 7,37 72,43 1,75 17,08 1,04 10,50 0,02 0,19 4,08 40,21 0,33 3,17 0,16 1,56 0,17 1,65 1,14 10,96 1,49 14,69 0,13 1,33 1,55 15,14 0,04 0,42 0,02 0,19 0,89 8,94 0,16 1,57 semena 10,48 6,22 59,31 3,87 36,89 0,39 3,74 0,00 0,00 3,96 37,69 0,09 0,89 0,08 0,77 0,00 0,00 1,79 17,06 0,30 2,90 3,41 32,45 0,34 3,20 0,00 0,03 0,13 1,20 0,30 2,90 0,09 0,84 V sezóně 2013 byla aktivita sledovaných škůdců pro daný výzkum dostatečná. Počet blýskáčků se pohyboval v rozmezí na 5 květenství. Poškozeno bejlomorkami bylo v průměru 3,1 % šešulí na rostlině. Byly stanoveny korelační koeficienty mezi zjištěným napadením na jednotlivých parcelách (10 odrůd ve 3 opakováních, n = 30) a obsahem celkových i jednotlivých GSL v absolutních (µmol/g sušiny) i relativních hodnotách (% z celkových GSL) (tabulka 2). Signifikantní negativní závislost (P>0,05) byla zjištěna v případě napadení blýskáčkem řepkovým (průměrný počet jedinců na jedno květenství) a obsahem GSL aromatické skupiny ve květních poupatech řepky (graf 1). Ostatní zjištěné korelační koeficienty nedosahovaly dostatečných hladin průkaznosti. Tab. 2: Korelační koeficienty mezi obsahy GSL a napadením sledovanými škůdci (n=30) Alifatická skupina Indolová skupina Aromatická skupina škůdce / napadená část % % % % % % % % % % % % % % % % blýskáček poupata bejlomorka šešule 0,03 0,14 0,16-0,06-0,09-0,41* -0,40 0,02 0,04 0,07 0,07 0,16 0,18-0,36-0,35 0,21 0,20 0,18 0,17 0,15 0,17-0,21-0,27 0,00 0,00-0,36-0,40-0,05-0,13-0,37-0,37-0,23-0,26-0,08-0,04 0,08-0,15-0,18 0,07 0,19 0,03 0,11-0,03 0,11-0,10 0,01-0,26-0,17-0,21-0,21 0,12 0,14-0,09-0,09-0,30-0,22-0,15-0,17 0,08 0,06-0,02-0,07 0,04 0,15 0,15 0,18 Graf 1: Napadení rostlin blýskáčky vs. obsah aromatických GSL ve květních poupatech 14 Bodov ý graf : Obsah aromatických GSL (µmol/g sušiny ) v s. Počet blýskáčků Počet blýskáčků = 10,578-4,889 * Obsah aromatických GSL (µmol/g sušiny ) Korelace : r = -0,41 12 Počet blýskáčků ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Obsah aromatických GSL (µmol/g sušiny ) 0,95 Int.spol. 242

243 Závěr Zjištěné celkové obsahy GSL v sušině zelené hmoty, které v případě květních poupat i vyvíjejících se šešulí byly relativně vysoké, a srovnatelné s obsahem GSL v sušině semen, mohou souviset se zvýšenou ochranou generativních orgánů rostliny proti škodlivým činitelům. Stejný parametr byl v minulé sezóně analyzován také v listech řepky, kde dosahoval 2 2,5 krát nižších hodnot (VRBOVSKÝ et al 2012). Zjištěná korelace mezi obsahem aromatických GSL ve květních poupatech a výskytem blýskáčka řepkového v květenstvích bude v rámci uvedeného výzkumu v další sezóně ověřována. Korelace mezi napadením šešulí bejlomorkou kapustovou a obsahem určitých GSL zjištěná v sezóně 2012 (VRBOVSKÝ et al 2012) nebyla v roce 2013 potvrzena. Dedikace Výsledky byly získány na základě řešení projektu č. QI111A075 Využití biotechnologických metod, nových výchozích materiálů a efektivních postupů ve šlechtění ozimé řepky ( ), financovaného MZe prostřednictvím Národní agentury pro zemědělský výzkum. Použitá literatura Barker A. M. et al., 2006: Chemosensory and behavioural responses of the turnip sawfly, Athalia rosae, to glucosinolates and isothiocyanates. Chemoecology, 16(4): Bartlet E., Williams I. H., 1991: Factors rectricting the feeding of the cabbage stem flea beetle Psylliodes chrysocephala. Entomologia Experimentalis et Applicata, 60(3): Braven J., Chilcott N. P., Hawkes C., 1996: Structure-activity relationships in glucosinolates and other compounds stimulating oviposition in the cabbage rootfly (Delia radicum). Journal of Chemical Ecology, 22(8): Chandler H., Bakhetia D. C. R., Ahuja K. L., 1997: Physico-chemical factors in some crucifers imparting resistance to mustard aphid, Lipaphis erysimi (Kalt.). Journal of Insect Science, 10(2): Kolovrat O., 2005: GSL HPLC (zelená hmota řepky). Metodický návod. Oddělení chemické laboratoře VÚOl Opava, nepublikováno. Olsson K., Jonasson T., 1994: Leaf feeding by caterpillars on white cabbage cultivars with different 2-propenyl glucosinolate (sinigrin) content. Journal of Applied Entomology, 118(2): Vrbovský V., Rychlá A., Endlová L., 2012: Obsah glukosinolátů v zelených částech řepky a jejich vliv na vybrané škůdce. Úroda 12/2012, vědecká příloha časopisu, s Ulmer B., Gillott C., Erlandson M., 2001: Feeding preferences, growth, and development of Mamestra configurata (Lepidoptera: Noctuidae) on Brassicaceae. Canadian Entomologist, 133(4): Kontaktní adresa: Mgr. Viktor Vrbovský OSEVA PRO s.r.o., o. z. Výzkumný ústav olejnin Opava Purkyňova 10 Opava

244 VYHODNOCENÍ ZAPLEVELENÍ VYBRANÝCH POLNÍCH PLODIN V PROVOZNÍCH PODMÍNKÁCH Evaluation of current weed infestation in selected field crops under field conditions Winkler J., Horák O. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Zaplevelení bylo hodnoceno v Zemědělské společnosti Horní Krupá a.s., která se nachází v severní části kraje Vysočina. Je zde bramborářská výrobní oblast. Plevele byli zjišťovány v řepce ozimé, ječmeně ozimém, žitě ozimém, tritikale a ječmeně jarním. Zaplevelení bylo zpracováno analýzou kanonická korespondenční analýza (CCA). V řepce byla nejhojnější violka rolní, dále pýr plazivý, rozrazil perský, penízek rolní a další. V ječmeně ozimém se vyskytovali violka rolní, řepka olejka, javor klen, svízel přítula, hluchavka objímavá, heřmánkovec nevonný a pampeliška lékařská. V žitě byly zjištěny violka rolní, lipnice roční, zemědým lékařský, heřmánek terčovitý, řepka olejka, hluchavka nachová, konopice polní a ptačinec prostřední. V tritikale se nacházely violka rolní, hluchavka objímavá, zemědým lékařský, poměnka rolní, rozrazil perský, řepka olejka a ptačinec prostřední. V ječmeně jarním byly zjištěny lipnice roční, violka rolní, hluchavka nachová, konopice polní a další. Klíčová slova: plevele, řepka ozimá, ječmen ozimý, žito ozimé, tritikale, ječmen jarní Abstract The weed infestation was evaluated in Agriculture company Horní Krupá located in northern part of Region Vysočina, Czech Republic. This area is classify as a potato production area. Weed infestation was identify in winter rape, winter barley, winter rye, triticale and spring barley. Weed infestation was processed by nonical correspondence analysis (CCA). Most abundant in winter rape was Viola arvensis, then Elytrigia repens, Veronica persica, Thlapsi arvense etc. Following weed was found in winter burley: Viola arvensis, Brassica napus, Acer pseudoplatanus, Galium aparine, Lamium ampleuxicaule, Tripleurospermum inodorum and Taraxacum officinale. I identify in winter rye Viola arvensis, Poa annua, Fumaria officinalis, Matricaria discoidea, Brassica napus, Lamium purpureum, Galeopsis tetrahit and Stellaria media. In triticale were found Viola arvensis, Lamium ampleuxicaule, Fumaria officinalis, Myosotis arvensis, Veronica persica, Brassica napus and Stellaria media. In spring barley were detected Poa annua, Viola arvensis, Lamium purpureum, Galeopsis tetrahit etc. Key words: weed, winter rape, winter barley, winter rye, triticale, spring barley, Úvod Skladba plodin musí být vždy kompromisem mezi stanovištěm a ekonomickými podmínkami a musí splňovat i požadavky ekologické. Od roku 1990 se výrazně změnila struktura plodin v důsledku snižování stavu skotu. Z toho důvodu došlo ke snížení plochy víceletých pícnin na 14,3% orné půdy a v roce 2009 jen na 7,16%. U jednoletých pícnin byl zaznamenán pokles z 18,9% na 8,03%. Na druhou stranu byl zaznamenaný významný nárůst ploch olejnin, především řepky ozimé. V roce 1990 byly olejniny na 4% orné půdy a v roce 2009 na 19,3%. Obilniny zaujímají v ČR více než polovinu orné půdy. V roce 2009 byly pěstovány na 61% orné půdy (PROCHÁZKOVÁ a kol. 2011). Kvalitu i kvantitu aktuálního zaplevelení velmi významně ovlivňuje pěstovaná plodina. Zajištěním příznivých podmínek pro dobrý růst pěstovaných plodin je výskyt plevelů omezen. Při vyváženém a správném střídání úzkořádkových a širokořádkových plodin s rozdílnými biologickými vlastnostmi, se prostředí pro plevelné druhy každoročně změní. Vztah plevele a plodiny je však krátkodobý. Konkurenční schopnost u plodin není stejná a mění se v průběhu vegetace (Dvořák, 1987). Vyhodnocením druhového spektra plevelů ve vybrané lokalitě se zabývá tento příspěvek. 244

245 Materiál a Metody Pozemky, na kterých bylo provedeno vyhodnocení zaplevelení, obhospodařuje Zemědělská společnost Horní Krupá a.s. (dále jen ZS), která se nachází asi 8 od Havlíčkova Brodu v kraji Vysočina. Půda v ZS je písčitohlinitá, nadmořská výška je v rozmezí m.n.m. Výrobní oblast je bramborářská. Zjištění plevelů probíhalo na náhodně vybraných parcelách o velikosti 1 m 2 vždy v určitém datu. Vyhodnocení bylo provedeno v letech 2011 a 2012 a to na podzim a na jaře u ozimů a na jaře u jařin. V tomto období byla hodnocena řepka ozimá Brassica napus L., tritikale Triticale, ječmen jarní Hordeum vulgare L., žito ozimé Secale cereale L. a ječmen ozimý Hordeum vulgare L. Počet hodnocení na jednom pozemku byl různý, vždy však připadalo na 1 vyhodnocení 3 ha pozemku. Ke zjištění vlivu plodin na jednotlivé druhy plevelů, které se vyskytovaly na sledovaných pozemcích, byly použity mnohorozměrné analýzy ekologických dat. Výběr optimální analýzy se řídil délkou gradientu (Lengths of Gradient), zjištěného segmentovou analýzou DCA (Detrended Correspondence Analysis). Dále byla použita kanonickou korespondenční analýzou CCA (Canonical Correspondence Analysis). Při testování průkaznosti pomocí testu Monte-Carlo bylo propočítáno 499 permutací. Data byla zpracována pomocí počítačového programu Canoco 4.0. (Ter Braak, 1998). Výsledky a diskuze Průměrný počet zjištěných plevelů je uveden v Tab. 1., ze které vyplývá, že nejrozšířenějším plevelem je na polích ZS Horní Krupá je violka rolní. Její výskyt je téměř ve všech plodinách nejvyšší. Průměrný počet plevelů v ozimé řepce byl 64,82 ks.m -2. Nejpočetnějším plevelem zde bylo violka rolní, a to v průměru 59,64 ks.m -2, která značně převažovala. Byly zde aplikovány herbicidy Brasan 540 EC a Teridox 500 EC. Oba přípravky mají na violku nízkou účinnost, to může být jeden z důvodů jejího vysokého výskytu. Dále se zde vyskytl rozrazil perský, ale díky svému nízkému počtu a malé konkurenceschopnosti není třeba se jeho regulací více zabývat. Na některých místech se vyskytoval pýr plazivý, v místě jeho výskytu byla patrný horší vývin řepky, který byl způsoben patrně inhibičními látkami produkovanými pýrem. Protože se jedná o velmi nebezpečný plevel měl by být na něj brán větší ohled při výběru herbicidů. Do porostů řepky je registrované velké množství herbicidů vhodných k ničení pýru. Šťovík se vyskytoval pouze lokálně, pravděpodobně díky špatně načasované seči jetele lučního, který byl pěstován před řepkou. Ostatní plevele se vyskytovaly pouze lokálně v malých počtech a díky nízkému významu není nutné se zabývat jejich regulací. Protože zde byl aplikován Brasan 540 EC spolu s herbicidem Teridox 500 EC a ani jeden z těchto herbicidů neúčinkuje na violku, pýr ani šťovík. Průměrný počet plevelů v ozimém ječmeni byl 49,9 ks.m -2. Nejvyšší výskyt měla violky rolní 41,2 ks.m -2, její výskyt je značně rozdílný na jednotlivých částech pozemku. Druhým nejhojnějším plevelem je výdrol řepky olejky 3,9 ks.m -2. Zaplevelení je také velmi nerovnoměrné, což může být způsobeno špatně provedenou aplikací herbicidu. Byl zde použit herbicid Maraton, který má dobrou účinnost na regulaci výdrolu řepky i violky. Z ostatních plevelů není žádný ve zjištěných počtech ekonomicky významný. Průměrný počet plevelů v jarním ječmeni byl 46,88 ks.m -2. Nejhojnější zastoupení zde měla lipnice roční, ale její výskyt soustředěn pouze na části pozemku. Dále zde byl zaznamenán vyšší výskyt konopice polní. Byl zde aplikován přípravek Starane 250 EC, který má na konopici jen omezenou účinnost. Hojněji se zde nacházely také ptačinec prostřední a hluchavka nachová, ale jejich škodlivost je díky nízkému vzrůstu a vzrostlé plodině zanedbatelný. Výskyt pampelišky lékařské a opletky obecné byl zjištěn pouze na jednom pozorování a to v nízkém počtu, proto není nutné se jejich přítomností zabývat. K hojným plevelům patřila opět violka rolní a také laskavec srstnatý, byly zastoupeny na většině 245

246 pozorování. Výskyt výdrolu řepky byl pouze na některých částech hodnoceného pozemku, navíc jejich počet nebyl tak vysoký, aby mohl způsobit ekonomické ztráty. Použitý herbicid zde byl Lintur 70 WG, který by měl mít na laskavce dobrou účinnost, na violku je již nižší. Průměrný počet plevelů v ozimém žitu nejvyšší byl 268,0 ks.m -2. Byl zde zjištěn extrémně vysoký výskyt violky rolní. I přesto, že zde byl použit herbicid Cougar Forte, který by měl mít na violku výbornou účinnost. Výskyt violky byl na celém pozemku, takže to může být způsobeno buď nižší účinností herbicidu, nebo vzejitím violky až po skončení účinnosti herbicidu. Průměrný počet plevelů v tritikale byl 51,8 ks.m -2. Nejhojnější zde byla opět violka rolní. Byl zde použit herbicid Husar, který má malou účinnost na violku rolní i zemědým lékařský. Tab. 1. Průměrný počet plevelů ve sledovaných plodinách za roky 2011 a 2012 Druhy plevelů Jarní ječmen Ozimý ječmen Ozimá řepka Tritikale Ozimé žito Acer pseudoplatanus 0,00 2,30 0,00 0,00 0,00 Amaranthus retriflexus 2,50 0,00 0,00 0,00 0,00 Brassica napus 0,25 3,90 0,00 0,40 1,00 Cirsium arvense 0,00 0,00 0,11 0,00 0,00 Convolvulus arvensis 0,00 0,00 0,04 0,00 0,00 Elytrigia repens 0,00 0,00 1,50 0,00 0,00 Fallopia convolvulus 0,13 0,00 0,00 0,00 0,00 Fumaria officinalis 0,00 0,00 0,04 1,20 6,00 Galeopsis tetrahit 5,88 0,00 0,00 0,00 0,33 Galium aparine 0,00 1,00 0,00 0,00 0,00 Hordeum vulgare 0,88 0,00 0,57 0,00 0,00 Chenopodium album 0,00 0,00 0,14 0,00 0,00 Lamium ampleuxicaule 0,00 0,90 0,07 5,60 0,00 Lamium purpureum 6,50 0,00 0,00 0,00 0,67 Matricaria discoidea 0,00 0,00 0,25 0,00 1,33 Myosotis arvensis 0,00 0,00 0,11 0,60 0,00 Poa annua 16,50 0,00 0,00 0,00 11,67 Raphanus raphanistrum 0,00 0,00 0,18 0,00 0,00 Rumex obtusifolius 0,00 0,00 0,36 0,00 0,00 Sinapis arvensis 0,00 0,00 0,11 0,00 0,00 Stellaria media 4,75 0,00 0,00 0,20 0,33 Taraxacum officinale 0,38 0,20 0,07 0,00 0,00 Thlapsi arvense 0,00 0,00 0,54 0,00 0,00 Trifolium pratense 0,00 0,00 0,07 0,00 0,00 Tripleurospermum inodorum 0,00 0,40 0,14 0,00 0,00 Veronica persica 0,00 0,00 0,89 0,40 0,00 Viola arvensis 9,13 41,20 59,64 43,40 246,67 Průměrné počet plevelů 46,88 49,90 64,82 51,80 268,00 Výsledky analýzy CCA, která hodnotila vliv plodiny na výskyt plevelů je signifikantní na hladině významnosti α = 0,008, pro všechny kanonické osy. Na základě analýzy CCA (Obr. 1) je možné nalezené druhy plevelů rozdělit do 4 skupin. První skupina plevelů se vyskytovala především v ozimém ječmenu a jsou to tyto druhy: hluchavka objímavá, řepka olejka, heřmánkovec nevonný a javor klen. Druhá skupina plevelů se vyskytovala především v jarním ječmenu a jsou tyto druhy: lipnice roční, ptačinec prostřední, hluchavka nachová, konopice polní, laskavec srstnatý a opletka obecná. Třetí skupina plevelů se vyskytovala především v ostatních plodinách a jsou tyto druhy: pomněnka rolní, zemědým lékařský, violka rolní, heřmánek terčovitý, pcháč oset, svlačec rolní, jetel luční, pýr plazivý, rozrazil perský, svízel přítula, šťovík tupolistý, merlík bílý, hořčice polní, ředkev ohnice a penízek rolní. A čtvrtá skupina byla více ovlivnění jinými faktory a bylo to druhy ječmen ozimý a pampeliška lékařská. 246

247 Obr. 1: Ordinační diagram vyjadřující vztah výskytu plevelů a sledovaných plodin Vysvětlivky zkratek použitých v ordinačním diagramu: Plodiny: Rep_P řepka ozimá (hodnoceno na podzim), Rep_J řepka ozimá (hodnoceno na jaře), Tri_J tritikale ozimé (hodnoceno na jaře), Zit_P žito ozimé (hodnoceno na podzim), Jo_J ječmen ozimý (hodnoceno na jaře), Jo_P ječmen ozimý (hodnoceno na podzim), Jj_J ječmen jarní (hodnoceno na jaře) Plevele: Ace pseu Acer pseudoplatanus, Bra napu Brassica napus, Tri inod Tripleurospermum inodorum, Lam ampl Lamium amplexicaule, Myo arve Myosotis arvensis, Fum offi Fumaria officinalis, Vio arve Viola arvensis, Mat disc Matricaria discoidea, Cir arve Cirsium arvense, Con arve Convolvulus arvensis, Tri prat Trifolium pratense, Ely repe Elytrigia repens, Gal apar Galium aparine, Che albu Chenopodium album, Rap raph Raphanus raphanistrum, Ver pers Veronica persica, Rum obtu Rumex obtusifolius, Sin arve Sinapis arvensis, Thl arve Thlaspi arvense, Hor vulg Hordeum vulgare, Tar offi Taraxacum officinale, Poa annu Poa annua, Ste medi Stellaria media, Lam purp Lamium purpureum, Gal tetr Galeopsis tetrahit, Ama retr Amaranthus retroflexus, Fal conv Fallopia convolvulus. Závěr Nejhojnějším plevelem byla zjištěna violka rolní, která byla zjištěna na všech sledovaných plodinách. Její počet se lišil na jednotlivých pozemcích a část i v rámci pozemku v jednotlivých pozorováních. Na některých pozemcích byly používány herbicidy s nízkým nebo žádným účinkem proti tomuto plevelu. Proto by se měla ZS zaměřit na její potlačení volbou vhodných herbicidů především v porostech obilnin, do kterých je oproti řepce registrováno velké množství herbicidů s dobrým účinkem na violku rolní. Dedikace Práce vznikla jako výstup projektu Interní grantové agentury AF MENDELU číslo: TP 10/2013 Studium vybraných faktorů ovlivňující realizaci biologického potenciálu zemědělských kultur. Použitá literatura Dvořák J., 1987: Zemědělské soustavy Vybrané kapitoly-polní plevele. Vysoká škola zemědělská v Brně, Brno, 59 s. Procházková, B. a kol. (2011). Význam a možnosti optimalizace struktury a střídání plodin v systémech hospodaření na půdě: uplatněná certifikovaná metodika. V Brně: Mendelova univerzita, 46 s. ISBN Ter Braak, C., J., F.: Canoco A Fortran program for canonical community ordination by [partial] [detrended] [canonical] correspondence analysis (version 4.0.). Report LWA Agricultural Mathematics Group. Wageningen, Kontaktní adresa: Ing. Jan Winkler, Ph.D. Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Ústav agrosystémů a bioklimatologie Zemědělská 1, Brno, Česká republika, 247

248 TESTOVÁNÍ ANTIFUNGÁLNÍCH VLASTNOSTÍ VYBRANÝCH ROSTLINNÝCH EXTRAKTŮ Screening of antifungal properties of selected plant extracts Žabka M., Pavela R. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha-Ruzyně Abstrakt Methanolové extrakty celkem 21 léčivých rostlin byly užity při skríningové studii se zaměřením na testování antifungálních vlastností. Inhibiční efekt byl testován na modelu čtyř vybraných patogenních a toxinogenních houbových druhů: Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium oxysporum a Fusarium verticillioides, v souladu s jejich ekonomickým významem. Potenciál užít některé testované rostlinné extrakty jako složku pesticidů na přírodní bázi byl indikován v případě sedmi rostlinných druhů. Efektivní byly extrakty některých druhů rodu Grindelia. Nicméně zdaleka nejvýraznější antifungální efekt byl pozorován u extraktu z Thymus markothemzis. Klíčová slova: rostlinný extrakt, antifungální aktivita, patogenní houby, toxinogenní houby, botanické fungicidy. Abstract Methanol extracts of twenty one medicinal plants were used in screening assay for antifungal activity. Growth inhibitory effect was tested against four very important pathogenic and toxinogenic fungal species: Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium oxysporum and Fusarium verticillioides in accordance with their health and economic significance. Potential of using some of the plant extracts as a component of natural pesticide in a future was indicated in the case of seven plant species. Extracts from some species of the genera Grindelia were effective. Nevertheless, by far the most remarkable antifungal effect was observed in the case of Thymus markothemzis extract. Keywords: plant extract, antifungal activity, pathogenic fungi, toxinogenic fungi, botanical fungicides. Úvod Z hlediska ochrany rostlin, rostlinných produktů a zdravotní bezpečnosti potravin je potlačování výskytu houbových patogenů primárním problémem. Narozdíl od jiných škodlivých biogenních vlivů vyvstává u houbových patogenů další rozměr škodlivosti, kterým je produkce toxických a extrémně nebezpečných sekundárních metabolitů (aflatoxiny, trichotheceny, fumonisiny atd.). Tyto nebezpečné metabolity, jejichž toxicita se porovnává s toxicitou moderních bojových látek a jejichž biologická aktivita je stále předmětem výzkumu, jsou předmětem dnes již samostatně profilované problematiky (Žabka et al., 2002; 2008). V oblasti produkce hygienicky nezávadných zemědělských komodit jsou mikromycety z rodu Fusarium a Aspergillus největším problémem díky schopnosti produkovat většinu nebezpečných mykotoxinů (Edwards et al. 2002; Niessen 2007; Palumbo et al. 2008). Obecně jsou patogenní houby kontrolovány aplikací syntetických fungicidů. Syntetické fungicidy a jejich rezidua však představují velké riziko díky své vysoké přímé či nepřímé toxicitě pro člověka (Costa et al. 2008; Nakanishi 2007; Scordino et al. 2008). Posklizňové ošetření produktu při skladování může tak představovat riziko ještě vyšší (Singh et al. 2009). Kromě otázek toxicity a reziduální aktivity pesticidů, lze zmínit i stále častější výskyt méně citlivých či úplně rezistentních populací patogenních hub a to díky mnohdy v historii jednostranné a necitlivé chemizaci. Pokrok v oblasti environmentálně bezpečných fungicidů na bázi rostlinných extraktů nabývá v současnosti na významu. Biologická aktivita těchto extraktů je způsobena a ovlivněna přirozeným obsahem biologicky aktivních látek, zahrnujících např. přirozené terpenoidy, fenoly a alkaloidy, které bývají obecně v rostlinách přítomny (Žabka et al., 2009). Jejich význam stoupá společně s rostoucím uvědomováním si rizik spojených s plošným používáním syntetických pesticidů. 248

249 Materiál a metody Inhibiční vlastnosti testovaných rostlinných extraktů na myceliární růst hub byly testovány pomocí diluční metody. Rostlinné extrakty byly získány z vlastních zdrojů methanolickou extrakcí nasbíraného materiálu. Každý extrakt byl důkladně rozpuštěn v bramboro dextrózovém agaru (PDA) v přesně dané koncentraci 2 mg.ml -1, při teplotě pod 50 C. Kontrolní sada byla připravena přidáním ekvivalentního množství methanolu. Připravené Petriho misky (9 cm) byly sterilně naočkovány pomocí myceliárních disků (0,4 cm) odebraných ze 7 denních povrchových kultur cílových hub. Kultivace probíhala po dobu 7 dní, při teplotě 21 C. Následné srovnání průměru kolonií v porovnání s kontrolními sety bylo převedeno na procentuální vyjádření inhibičního potenciálu. Seznam vybraných rostlinných druhů pro základní skríning je uveden v Tab. 1 včetně původu a výtěžku. Pro extrakci byla použita nadzemní část rostlin. Testované cílové druhy hub spolu s původem izolace jsou uvedeny v Tab. 2. Tab. 1: Rostlinné druhy použité při základním skriningu antifungálních vlastností Druh Sbíraná část výtěžek Původ a místo sběru (%) Acanthopanax senticosus Harms. Roots 5,4 Cicenice, Czech Republic Securigera varia (L.) Lassen Stem 13,8 Vranov, Czech Republic Astrantia major L. Stem 6,8 Blatnica, Slovak Republic Bistorta officinalis Delarbre Roots 7,2 Cicenice, Czech Republic Borago officinalis L. Stem 4,5 Prague, Czech Republic Camellia sinensis (L.) Kuntze Leaves 13,0 Prague, Czech Republic Cinchona officinalis L. Bark 10,4 Cicenice, Czech Republic Falcaria vulgaris Bernh. Stem 7,1 Znojmo, Czech Republic Filipendula ulmaria (L.) Maxim. Stem 7,8 Prague, Czech Republic Galega officinalis L. Stem 14,8 Prague, Czech Republic Gonolobus condurango Decne. Bark 12,6 Cicenice, Czech Republic Grindelia hirsutula Hook. & Arn. Stem 7,4 Olomouc, Czech Republic Grindelia squarrosa (Pursh) Dunal Stem 13,4 Olomouc, Czech Republic Grindelia stricta subsp. oregana D.D. Keck Stem 10,2 Olomouc, Czech Republic Harpagophytum procumbens (Burch.) DC. Roots 5,2 Cicenice, Czech Republic ex Leuzea Meissn. carthamoides DC. Roots 2,3 Cicenice, Czech Republic Medicago falcata L. Stem 9,2 Znojmo, Czech Republic Tabebuia impetiginosa (Mart. ex DC.) bark 11,2 Cicenice, Czech Republic Standl. Thymus markothenzis Maleev. Leaves 6,4 Krasnodar, Russia Urtica dioica L. Roots 3,6 Cicenice, Czech Republic Valeriana officinalis L. Roots 11,7 Prague, Czech Republic Tab. 2: Cílové patogenní a toxinogenní druhy hub Houbový druh Status a významnost houby zdroj izolace Aspergillus flavus toxinogenní, kontaminant potravin skladovaná kukuřice Aspergillus fumigatus toxinogenní, lidský patogen, kontaminant skladovaná kukuřice Fusarium oxysporum rostlinný patogen, toxinogen, kontaminant napadená kukuřice Fusarium verticillioides rostlinný patogen, toxinogen, kontaminant napadená kukuřice Výsledky a diskuse Výsledky potvrzují, že v rámci testovaných rostlinných extraktů (Tab. 1.) většina prokázala měřitelný stupeň inhibice radiálního růstu, a to alespoň u jednoho houbového patogenního druhu. Inhibice však většinou nepřesahovala hladinu efektivity 50%. Pro účely dalšího výzkumu antifungálního potenciálu rostlinných extraktů se však podařilo nalézt 7 z celkového testovaného souboru 21 extraktů (Tab. 3). Achillea ageratum spolu s druhem Tabebuia 249

250 impetiginosa mírně přesáhly 50% hranici inhibice, avšak pouze v případě jednoho cílového patogena. Jako nejvíce zajímavé však považujeme extrakty prokazující efektivitu minimálně u poloviny cílových houbových patogenních druhů. Významnější antifungální efekt byl patrný u tří druhů spadajících do rodu Grindelia (G. hirsutula, G. squarrosa a G. stricta). Skupina těchto tří druhů vykazovala antifungální efektivitu především proti F. oxysporum a A. fumigatus, kde byla v případě G. stricta pozorována až 80% inhibiční hladina. Výzkum účinku na vláknité patogenní houby není zatím v literatuře příliš popsán. U této skupiny lze výraznější antifungální účinek přisuzovat pravděpodobně vyššímu obsahu pryskyřičných netěkavých terpenoidů, což bývá uváděným specifikem pro rod Grindelia (Zavala and Ravetta 2002; Hernandez et al., 2005). Inhibiční aktivita v rámci modelových druhů zde byla značně ovlivněna mezidruhovou citlivostí, což se projevilo dosažením efektivních hladin inhibice pouze u poloviny cílových patogenů, a to u F. oxysporum a A. fumigatus. Zde se nejspíše jedná o projev rozdílné mezidruhové citlivosti založené na různých morfologických a metabolických vlastnostech. Toto zůstává otázkou pro další experimenty. Z dalších výsledků je však patrné, že nejvýznamnější inhibiční efekt byl jasně prokázán v případě druhu Thymus markothenzis, a to nejen po stránce hladiny inhibičního efektu na jednotlivé patogenní druhy, ale i po stránce šíře spektra inhibovaných patogenních hub. U T. markothemzis byly zaznamenány nejvyšší hladiny inhibice přesahujících například u A. fumigatus hodnotu 88%. Efektivní hladiny inhibice byly pozorovány u všech dalších cílových patogenů. Dokonce i v případě A flavus, který se v celém experimentu jevil jako nejméně citlivý patogen, dosáhla hladina inhibice téměř 60%. U rodu Thymus obecně, byl popsán vysoký obsah biologicky aktivních fenolických látek, především thymolu a jeho pozičního izomeru carvacrolu, které disponují vysokou antifungální aktivitou (Zabka et al., 2009; Zabka and Pavela, 2013). Ve spojitosti s výraznými antifungálními vlastnostmi těchto fenolických látek lze zmínit silné protizánětlivé, antibakteriální a další biologické účinky (Baser, 2008). Biologická účinnost těchto přirozených fenolů je téměř srovnatelná s některými syntetickými fungicidy, přičemž se thymol a carvacrol vyznačují výrazně nižší toxicitou a persistencí v přírodě (Ahmad et al., 2011). Tento fakt by mohl významně přispět k požadované bezpečnosti botanických fungicidů. Tab. 3: Nejefektivnější rostlinné extrakty s inhibicí nad 50% růstu patogena Inhibiční potenciál nejúčinnějších rostlinných extraktů na růst Testovaná rostlina patogenů v dávce 2 mg.ml -1 (v %) Aspergillus Aspergillus Fusarium Fusarium flavus fumigatus oxysporum verticillioides Achillea ageratum 33.33± ± ± ±0.00 Grindelia hirsutula 45.71± ± ± ±0.00 Grindelia squarrosa 43.81± ± ± ±0.05 Grindelia stricta subsp. oregana 41.90± ± ± ±0.00 Medicago falcata 39.29± ± ± ±0.00 Tabebuia impetiginosa 3.12± ± ± ±0.09 Thymus markothenzis 59.79± ± ± ±0.05 Závěr V této práci se z 21 testovaných druhů rostlin podařilo nalézt celkem 7 efektivních rostlinných extraktů schopných dostatečně inhibovat růst významných patogenních hub. Absolutně nejvyšší účinnost byla prokázána u Thymus markothenzis. V dalších experimentech se nyní zabýváme hlouběji sledovanou antifungální aktivitou zkoumanou napříč daleko širším spektrem hub. Následné práce by měly směřovat k přímé identifikaci a výzkumu samotných efektivních substancí obsažených v těchto rostlinných extraktech a potenciálnímu vývoji 250

251 složek ekologicky přijatelných antifungálních preparátů s vysokou účinností na cílové patogeny a vysokou bezpečností pro člověka a ekosystém. Dedikace: Tato práce byla financována z následujících zdrojů TA Použitá literatura Ahmad, A., Khan, A., Akhtar, F., Yousuf, S., Xess, I., Khan, L. A., & Manzoor, N. (2011). Fungicidal activity of thymol and carvacrol by disrupting ergosterol biosynthesis and membrane integrity against Candida. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 30 (1), Baser, K. H. C. (2008). Biological and Pharmacological Activities of Carvacrol and Carvacrol Bearing Essential Oils. Current Pharmaceutical Design, 14, Costa LG, Giordano G, Guizzetti M, Vitalone A (2008) Neurotoxicity of pesticides: a brief review. Front Biosci 13: Edwards SG, O'Callaghan J, Dobson ADW (2002) PCR-based detection and quantification of mycotoxigenic fungi. Mycol Res 106: Hernandez XE, Orden AA, Giordano OS, Kurina M, Effects of elicitor and copper sulfate on grindelic acid production in submerged cultures of Grindelia pulchella. Electron J Biotechnol 8: (2005). Nakanishi T (2007) Potential toxicity of organotin compounds via nuclear receptor signaling in mammals. J Health Sci 53:1-9. Niessen L (2007) PCR-based diagnosis and quantification of mycotoxin producing fungi. Int J Food Microbiol 119: Palumbo JD, O'Keeffe T L, Abbas, HK (2008) Microbial interactions with mycotoxigenic fungi and mycotoxins. Toxin Rev 27: Rakotoson, J.H., N. Fabre, I. Jacquemond-Collet, S. Hannedouche, I. Fouraste, and C. Moulis Alkaloids from Galipea officinalis. Planta Medica 64: Scordino M, Sabatino L, Traulo P, Gagliano G, Gargano M, Panto V, Gambino GL (2008) LC/MS/MS detection of fungicide guazatine residues for quality assessment of commercial citrus fruit. Eur Food Res Technol 227: Singh P, Kumar A, Dubey NK, Gupta R (2009) Essential Oil of Aegle marmelos as a Safe Plant-Based Antimicrobial Against Postharvest Microbial Infestations and Aflatoxin Contamination of Food Commodities. J Food Sci 74: Žabka M., Jegorov A. (2002): Návrat houby, jež dala vzniknout jménu trichotheceny, Chemické listy 96: Žabka M. (2008): Less known secondary metabolites of pathogenic fungi: Vědecká příloha časopisu Úroda Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění, ochraně rostlin a zpracování produktů, Žabka M., Pavela R., Slezakova L. (2009): Antifungal effect of Pimenta dioica essential oil against dangerous pathogenic and toxinogenic fungi, Industrial Crops and Products 30: Žabka M., Pavela R. (2013) Antifungal efficacy of some natural phenolic compounds against significant pathogenic and toxinogenic filamentous fungi, Chemosphere, online 22 June Zavala J.A., Ravetta D.A.: The effect of solar UV-B radiation on terpenes and biomass production in Grindelia chiloensis (Asteraceae), a woody perennial of Patagonia, Argentina. Plant Ecol 161: (2002). Kontaktní adresa: Ing. Martin Žabka, Ph.D Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Drnovská 507, Praha6 Ruzyně 251

252 ZJIŠTĚNÍ ZMĚN PŮDNÍCH PARAMETRŮ PŘI RŮZNÉM ZPRACOVÁNÍ PŮDY A APLIKACI DIGESTÁTU Detection of soil parameters changes by different soil tillage and application of digestate Badalíková B., Bartlová J. Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko Abstrakt V poloprovozním polním pokuse byl ověřován vliv různého zpracování půdy na její základní fyzikální a chemické vlastnosti. Současně byla prováděna aplikace digestátu a zjišťováno zda nemá tento druh hnojiva negativní vliv na zemědělskou půdu. Výsledky ukázaly na zvýšení objemové hmotnosti redukované a snížení pórovitosti u varianty minimalizační oproti orané. U varianty minimalizační byly však příznivější vláhové poměry. Byl zjištěn určitý trend ve zvyšování poměru C:N u varianty minimalizační a snižování půdní reakce u varianty orané, což může vést k degradačním procesům půdního prostředí. Klíčová slova: zpracování půdy, fyzikální vlastnosti půdy, chemické vlastnosti půdy, digestát Abstract There was tested the impact of different tillage on its basic physical and chemical properties in the pilot field trials. At the same time was applied digestate and investigated whether this kind of fertilizer has a negative impact on agricultural land. The results showed an increase of bulk density and porosity reduction by minimization variation compared to ploughing. The minimization variant was more favorable moisture ratios. It has been found also a trend of increasing C: N ratio by variant with minimization and reduction reactions in soil by plowed variant, which can lead to soil degradation processes. Key words: soil tillage, physical soil properties, chemical soil properties, digestat Úvod V současné době dochází k posunu názorů na funkce půdy. Půda byla kdysi považována pouze za výrobní prostředek v zemědělství či lesnictví a nebral se ohled na dopady na půdní prostředí vlivem antropogenní činnosti. Byla vždy hodnocena především její produkční funkce a ne jako součást přírody ovlivňující procesy a koloběh látek v tomto systému. Rozdílné názory jsou nejen kolem zpracování půdy, ale i ohledně dodávání živin do půdy formou minerálních hnojiv. Jedním z hlavních problémů je stanovení optimální dávky dodávaných živin (Pokorný, Denešová, 1998) a tento problém se týká i digestátu. Jako jedna z možností dodání živin do půdy se aplikuje odpad z bioplynových stanic, tzv. biokal nebo-li digestát. Otázkou definice digestátu je, zda jde o hnojivo organické či minerální. Podle zákona je digestát definován jako typové organické hnojivo (Lošák, 2010). Protože má převahu látek organických dá se digestát považovat za hnojivo organické. Ovšem není zatím známý dopad používání digestátu jako hnojiva na půdní prostředí, vzhledem k celkem nové technologii výroby bioplynu. Při nadměrném hnojení digestátem a při nevhodných půdních podmínkách může docházet k nevratnému utužení (zhutnění) půdy. Zhutnění půdy změní fyzikální vlastnosti půdy, tedy objemovou hmotnost, pórovitost, sníží se pohyb vody v půdě a provzdušněnost, chemické i biologické procesy v půdě, ztrácí se stukturotvornost se všemi škodlivými následky na fyzikální, chemický a biologický stav půdy a následně její úrodnost. 252

253 Materiál a metody Pokusný pozemek se nachází v bramborářské výrobní oblasti, kde nadmořská výška je 513 m, dlouhodobý úhrn srážek 500 mm, z toho úhrn srážek za vegetační období 395 mm, průměrná roční teplota dosahuje 6,8 0 C. Na pozemku byly založeny dvě varianty zpracování půdy: varianta 1 klasická s orbou do 0,22 m, varianta 2 minimalizační, s podmítkou. U obou variant byla provedena každým rokem na podzim aplikace digestátu z bioplynové stanice v dávce 20 t/ha. Složení digestátu v % suš. je: ph 8,9, spal.látky 90,21, dusík 5,47, fosfor 1,18, draslík 1,53, hořčík 0,71, vápník 1,1. Pro sledování dynamiky fyzikálních vlastností půdy byly odebírány neporušené vzorky půdy do Kopeckého válečků, dále půdní struktura a z chemických vlastností půdy byly zjišťovány ph a poměr Corg a Nt (celkový dusík). Půdní struktura byla hodnocena dle koeficientu strukturnosti, který vyjadřuje vztah mezi agronomicky hodnotnými (0,25-10 mm) a méně hodnotnými strukturními elementy (>10 a <0,25 mm). Výsledky jsou uvedeny za roky Výsledky a diskuze Různé hospodaření na půdě a zapravování jakýchkoliv hnojiv způsobuje změny fyzikálních vlastností půdy. Při používání nového tzv. hnojiva digestátu - je důležité stanovit nejen množství, ale i způsob aplikace. Digestátem je nazýván odpad čili zbytek po fermentačním procesu při výrobě bioplynu v bioplynových stanicích. Na rozdělení digestátu se dá nahlížet z různých pohledů, např. podle vstupních surovin, podle způsobu použití nebo jaký má obsah sušiny (Marada a kol., 2008). Výsledky hodnocení fyzikálních vlastností půdy jsou uvedeny v tabulkách 1 a 2. Tab. 1: Fyzikální vlastnosti půdy - Budišov, 2012 varianta orba minimalizace Hloubka půdy (m) Objemová hmotnost red. (g.cm -3 ) Celková pórovitost (%) Momentální obsah vody vzduchu %obj. Max.kapilár. kapacita %obj. Min.vzduš. kapacita 0-0,1 1,39 48,44 14,00 34,44 34,93 13,51 0,1-0,2 1,38 48,88 16,88 32,00 37,11 11,77 0,2-0,3 1,38 48,95 15,56 33,39 34,64 14,31 0-0,3 1,38 48,76 15,48 33,28 35,56 13,20 0-0,1 1,41 49,65 15,54 34,10 34,07 15,58 0,1-0,2 1,57 43,76 18,36 25,40 30,90 12,87 0,2-0,3 1,53 45,27 15,94 29,33 31,48 13,79 0-0,3 1,51 46,23 16,62 29,61 32,15 14,08 Tab. 2: Fyzikální vlastnosti půdy - Budišov, 2013 varianta orba minimalizace Hloubka půdy (m) Objemová hmotnost red. (g.cm -3 ) Celková pórovitost (%) Momentální obsah vody vzduchu %obj. Max.kapilár. kapacita Min.vzduš. kapacita 0-0,1 1,38 47,76 19,00 28,76 38,65 9,11 0,1-0,2 1,41 46,89 18,14 28,76 34,83 12,06 0,2-0,3 1,33 49,77 17,54 32,23 35,38 14,39 0-0,3 1,37 48,14 18,23 29,92 36,29 11,85 0-0,1 1,38 48,02 22,70 25,32 35,24 12,78 0,1-0,2 1,48 44,02 24,01 20,00 33,77 10,24 0,2-0,3 1,46 44,99 21,11 23,88 34,88 10,10 0-0,3 1,44 45,68 22,61 23,07 34,63 11,04 Z výsledků je patrné, že u varianty s orbou byly v obou letech nižší hodnoty objemové hmotnosti redukované (OHR) a vyšší hodnoty pórovitosti oproti variantě minimalizační. Obsah vody byl však vždy vyšší u varianty minimalizační. Provzdušněnost půdy byla vyšší u %obj. 253

254 varianty minimalizační pouze ve svrchní vrstvě půdy. V druhém roce sledování se OHR snížila, zvláště u varianty minimalizační. V tabulce 3 jsou uvedeny hodnoty koeficientu strukturnosti podle obsahu půdních agregátů. Z hodnot je patrný trend zlepšení půdní struktury u varianty s orbou. Mohlo to být dáno jak mimořádnými klimatickými podmínkami v roce 2013, tak zpracováním půdy, kdy byl digestát zapraven rovnoměrně do hlubšího horizontu. Tím nedocházelo ke stmelování hodnotných půdních agregátů ve vrchní vrstvě půdy a půdní struktura se zlepšila. Celkově byla struktura půdy v roce 2013 lepší než v roce předcházejícím. K zlepšení půdní struktury patrně také přispělo i zapravení slámy předplodiny v roce Tab. 3: Koeficient strukturnosti - Budišov 2012, 2013 Varianta Orba Minimalizace Hloubka (m) jaro podzim jaro podzim 0-0,15 1,87 1,97 3,42 3,05 0,15-0,30 1,90 2,49 2,62 3,87 průměr 1,88 2,21 2,98 3,42 0-0,15 2,01 1,87 1,08 2,08 0,15-0,30 1,82 1,88 1,14 2,96 průměr 1,91 1,88 1,11 2,46 Tabulka 4 představuje vypočítaný poměr C:N u obou variant zpracování půdy. Vyrovnaný poměr uhlíku a dusíku je důležitý z hlediska rozkladu organické hmoty a mimo jiné úzce souvisí s objemovou hmotností redukovanou. Protože je známo, že rychlost rozkladu organické hmoty je závislá na poměru uhlíku a dusíku (C:N) a organické hmoty s poměrem C:N užším než 10:1 se rozkládají velmi rychle a jsou mikrobiologicky dobře využitelné, tak naopak organické hmoty se širokým poměrem C:N nad 50:1 se rozkládají pomalu (Váňa, 1994), tak z daných poměrů je patrné, že se organická hmota rozkládala téměř stejně rychle u obou variant zpracování půdy. O něco vyšší poměr C:N byl zjištěn u varianty minimalizační v hlubší vrstvě půdy v roce Vlastnosti digestátu jsou dané jejich vstupními surovinami. Digestát je tekuté hnojivo se sušinou od 2 do 8 % s poměrem do C:N 10. Znamená to, že obsahuje malý podíl organických látek vůči obsahu dusíku. Při fermentačním procesu je spotřebováván uhlík z organických látek ke tvorbě metanu, naopak obsah N zůstává stejný nebo dokonce stoupá. Poměr C:N proto v digestátu klesá velmi často až k hodnotě 4. Množství dalších prvků se liší podle vstupních surovin (Dostál, Richter, 2008). Tab 4: Poměr C:N při různém zpracování půdy a zapravení digestátu Budišov 2012, 2013 Varianty Hloubka (m) jaro podzim jaro podzim orba minimalizace 0-0, ,15-0, průměr , ,15-0, průměr V tabulce 5 jsou uvedené zjištěné hodnoty během sledovaného období. Reakce půdy je závislá na řadě faktorů (Pokorný a kol. 1998). Je důležité přiblížit se hodnotou výměnné reakce mírně pod neutrální hranici (ph 6,6 6,8). Při hodnocení výsledků u dvou variant zpracování půdy byly zjištěné hodnoty ph/kcl slabě kyselé. Hodnoty v roce 2013 se snížily 254

255 zvláště u varianty orané. Dá se to vysvětlit probíhající mikrobiální činností, která byla intenzivnější u této kypřejší varianty s tím, že digestát podporoval mikrobiální aktivitu. Pokud kyselost klesne pod míru únosnou pro život mikrobů, mikrobní společenstvo začne odumírat a kyselost se sníží. To vše souvisí s rozkladem organických látek na minerální sloučeniny, které jsou pak lépe využívány rostlinami. Tab. 5: Výměnná půdní reakce - Budišov 2012, 2013 Hloubka Varianty (m) orba minimalizace ,15 6,0 5,6 0,15-0,30 6,0 5,7 průměr 6,0 5,7 0-0,15 6,5 6,3 0,15-0,30 6,6 6,4 průměr 6,5 6,3 Závěr Z dvouletého sledování fyzikálních a vybraných chemických vlastností půdy u různých variant zpracování půdy a aplikace digestátu bylo zjištěno, že základní fyzikální vlastnosti včetně struktury půdy byly ovlivněny zpracováním půdy. Pouze nižší hodnoty u minimální vzdušné kapacity mohly sehrát negativní roli vlivu digestátu u varianty orané. U varianty minimalizační došlo v druhém roce sledování ke zvýšení poměru C a N, což znamená vyšší množství C organických látek. Dále bylo zjištěno snížení půdní reakce u varianty orané v roce 2013 oproti roku předcházejícímu, pravděpodobně díky intenzivnější mikrobiální činnosti u této kypřejší varianty s tím, že digestát mohl mikrobiální aktivitu podporovat. Dedikace Výsledky byly získány za (částečné) institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace a za podpory MZE při řešení výzkumného projektu NAZV QH Použitá literatura Dostál, J., Richter R. (2008): Porovnání kvality kejd s digestátem z bioplynových stanic a jejich využití ke hnojení zemědělských plodin. In: Sborník ze semináře Kukuřice v praxi 2008, MZLU Brno Lošák T. (2010): Výhody a nevýhody digestátu při hnojení plodin, Farmář 2/2010, s Marada P., Večeřová V., Kamarád L., Dundálková P., Mareček J. (2008): Příručka pro nakládání s digestátem a fugátem. MZLU Brno, 2008, 30 s. Pokorný, E., Denešová O. (1998): Bilancování živin v zemědělských podnicích. In: Agroekologická ročenka , s Pokorný E., Střalková R., Podešvová J., Denešová O. (1998): Systém hospodaření na půdě ve vztahu k procesům v půdě a nové diagnostické metody. Agroekologická ročenka , s Váňa J.: Výroba a využití kompostů v zemědělství. Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství ČR v Praze, Příručka, 1994, 40 s. Kontaktní adresa: Ing. Barbora Badalíková Zemědělský výzkum spol. s r.o. Zahradní 1, Troubsko, 255

256 MIKROBIÁLNÍ AKTIVITA V PŮDĚ A VÝSKYT PATOGENŮ PO ZAPRAVENÍ ŠTĚPKY Z VINNÉ RÉVY Microbial activity in the soil after incorporation of chips from the vine Badalíková B. 1, Šafránková I. 2 1 Zemědělský výzkum, spol. s r.o., Troubsko 2 Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Zapravení podrceného réví se po čtyřech letech sledování projevilo jako prospěšné. Na obou lokalitách byla pozitivně ovlivněna mikrobiální činnost v půdě zapravením štěpky z réví. Projevil se také významný vztah mezi organickou hmotou v půdě a schopností lépe odolávat nepříznivým vlivům. U varianty s podpovrchově zapravenou štěpkou z réví byla biologická aktivita mikroorganizmů v půdě stabilnější. Klíčová slova: réví, biologické vlastnosti půdy, organická hmota Abstract Incorporation of crushed shoot after four years of monitoring proved to be beneficial. At both lovalities was affected positively microbial soil activity after vine shoot incorporating. That approved a significant relationship between organic matter in soil and their ability better to withstand adverse conditions also. The variant with subsurface incorporation of woodchips from vine was the biological activity of microorganisms in the soil steadier. Key words: vine woodchips, biological soil properties, organic matter Úvod Vinice a sady jsou poměrně stabilním zdrojem odpadního dřeva po řezu. Na daném stanovišti je po několik desetiletí k dispozici rovnoměrné množství dřevního odpadu, které se ve vinicích se po řezu pohybuje v rozmezí 1,8 2,8 t.ha -1. Žufánek, Zemánek (1998) uvádějí 2,5 t.ha -1 jako prakticky dosahovaný průměr v nevysušeném stavu. Zapravování všech druhů organické hmoty do půdy je předpokladem zachování nejen drobtovité struktury půdy s množstvím agronomicky cenných agregátů, ale současně zlepšen í i retenční schopnosti vlivem vzniku pórů a mikropórů (Duvigneaud, 1998; Burg, Zemánek, 2009). Také Horn et al. (2006) a Lhotský (2000) uvádějí, že dostatek organické hmoty v půdě v podmínkách, kdy je půda vystavována stlačování mechanizačními prostředky působí příznivě. V tomto příspěvku je hodnocena mikrobiální aktivita v půdě ve vztahu k založeným variantám. Materiál a metody Na pozemcích s vinnou révou Školního zemědělského podniku Žabičce a na vinicích ve Velkých Bílovicích byly sledovány v letech možnosti zpracování půdy v meziřadí vinic s využitím zapravení podrcené štěpky z vinné révy do půdy. Byly hodnoceny tři různé varianty, kde byl posuzován vliv réví na různé vlastnosti půdy, zde konkrétně na biologické vlastnosti půdy. Založené varianty s různým využitím réví: Varianta 1 kontrola, bez zapravování révového dřeva, bez mulče Varianta 2 podrcení a zapravení réví do hloubky 0,10 m Varianta 3 podrcení réví + tráva ponechání na povrchu půdy jako mulč 256

257 g suš /g suš. Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Zapravení révového dřeva bylo provedeno brzy na jaře po zimním řezu. Délka varianty je min. 100 m, šířka varianty rozteč řádku mezi révovými keři. Z biologických vlastností půdy bylo zjišťováno množství aktinomycet metodou škrobového agaru a množství mikromycet metodou Jensenova agaru. Měření bylo provedeno laboratorní metodou AOPK ČR část D, č. 6. Výsledky byly přepočteny na zjištěné % sušiny. Výskyt patogenů byl sledován v pravidelných měsíčních intervalech. Výskyt plísně révy (Plasmopara viticola) byl sledován u 20 rostlin v řádku, hodnoceno bylo 10 listů/rostlina. K hodnocení byla použita 4bodová stupnice. Listy byly odebírány rovnoměrně z horního, středního a spodního patra. Výskyt padlí (Uncinula necator) byl hodnocen přítomnost na vrcholových částech výhonů a během vegetace na listech a hroznech. Výskyt Botrytis cinerea byl hodnocen na počátku vegetace na štěpcích réví. V červnu byl sledován výskyt Phomopsis viticola na dvou letorostech na čtyřech bazálních internodiích nad prvním dobře vyvinutým očkem. Výskyt patogenů na štěpcích byl hodnocen na vzorcích odebraných na jaře (30 ks štěpků). Suché štěpky byly hodnoceny vizuálně a mikroskopicky při 50násobném zvětšení. Výsledky a diskuze Vyhodnocení průměrného počtu aktinomycet a mikromycet mezi jednotlivými variantami a lokalitami po dobu sledování čtyř let je zobrazeno v grafu 1 a 2. Z grafu 1 vyplývá, že počet aktinomycet několikanásobně vzrostl v roce 2012 na lokalitě Žabčice oproti ostatním rokům zvláště u variant 1 a 2, což mohlo být způsobeno zvýšenou mikrobiální aktivitou díky průběhu počasí a dostatečnému množství organického uhlíku. Na lokalitě Velké Bílovice byly vyšší hodnoty aktinomycet v roce 2011 u variant 2 a 3. Množství aktinomycet se lišilo během let, ale průkazné rozdíly mezi variantami nebyly statisticky významné. Přesto v průměru vyšší aktivita aktinomycet byla zaznamenána u variant 2 a 3 s využitím réví. Graf 2 znázorňuje obsah mikromycet na obou stanovištích během sledovaných let. Počet mikromycet také kolísal během let stejně jako u počtu aktinomycet. Na lokalitě Žabčice byl zaznamenán zvýšený počet mikromycet u varianty 1 v roce 2009 a varianty 3 v roce V ostatních letech nebyly zaznamenány významné rozdíly mezi variantami. U varianty 3 byly zaznamenány počty mikromycet v průměru všech let nejvyšší na obou lokalitách. Na lokalitě Velké Bílovice byl zjištěn nejvyšší počet mikromycet u varianty 3 v roce 2009 a U varianty 2 probíhala mikrobiální činnost během všech let v průměru na stejné úrovni bez větších výkyvů. Biologická aktivita půd se významně podílí na tvorbě humusu a má svou úlohu i v udržení půdní struktury. Stav mikrobiální složky půdy podmiňuje celkový stav půdy, například z hlediska její kvality. Graf 1: Počet aktinomycet u jednotlivých Graf 2: Počet mikromycet u jednotlivých variant Velké Bílovice, Žabčice variant Velké Bílovice, Žabčice aktinomycety mikromycety 100,0 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0, ,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0, Velké Bílovice Žabčice Velké Bílovice Žabčice 257

258 počet oospor Úroda 12/2013, vědecká příloha časopisu Patogeny révy Vzhledem k důslednému uplatňování fungicidní ochrany ve vinicích byly ve sledovaných letech na obou lokalitách (Velké Bílovice, Žabčice) přirozené infekce patogeny révy, tj. Plasmopara viticola, Botrytis cinerea (teleom.: Botryotinia fuckeliana), Oidium tuckeri (teleom.: Uncinula necator) a Phomopsis viticola velmi slabé. Při použití čtyřbodové stupnice pro hodnocení intenzity napadení révy plísní a padlím (P. viticola, U. necator) zjištěné hodnoty dosahoval max. 0,5 % a nebylo možné statisticky vyhodnotit případné rozdíly mezi jednotlivými variantami úpravy meziřadí. Původce šedé hniloby hroznů révy (Botrytis cinerea), vyskytující se primárně na odumřelém pletivu ve formě mycelia či sklerocií, přezimuje také na borce réví. Vzhledem k aplikaci antibotrytidových fungicidů v době zaměkání hroznů byl výskyt B. cinerea na réví výrazně potlačen. Ojedinělá sklerocia B. cinerea byla identifikována pouze na velkých kusech štěpků po ovlhčení. Za teplého vlhkého počasí by mohly štěpky na povrchu půdy poskytnout substrát pro B. cinerea, která je schopna na nich klíčit a sporulovat. Z tohoto důvodu se jeví vhodnější než ponechání réví na povrchu jeho částečné zapravení do půdy. Pro původce černé skvrnitosti, houbu Phomopsis viticola, která přezimuje myceliem v réví a víceletém dřevě, by mohly být infikované štěpky významným zdrojem inokula. Houba se však v České republice vyskytuje jen ojediněle a na obou lokalitách ve sledovaných vzorcích nebyla nalezena. Původce plísně révy (Plasmopara viticola) přezimuje trvalými sporami (oospory), které se tvoří během vegetace v listech. I když je ve sledovaných produkčních vinicích dlouhodobě uplatňována důsledná fungicidní ochrana a případná tvorba oospor je výrazně omezena, byly z půdních vzorků z jednotlivých variant úpravy meziřadí oospory P. viticola izolovány. Malý počet oospor korespondoval s velmi slabým výskytem plísně v porostech v roce Při sledování vlivu úprav meziřadí štěpky réví na počet oospor v půdě bylo nalezeno nejvíce oospor při ponechání štěpků na povrchu půdy, zatímco při úpravě meziřadí bez štěpků (varianta 1), tj. podmítkou, oospory v půdě nebyly nalezeny. Dosažené výsledky (graf 3) prokazují, že pravidelná kultivace meziřadí (varianta 1) i mělká jednorázová kultivace mohou omezit výskyt oospor v půdě a následně i primární infekce. Ozelenění meziřadí s ponechanými drcenými zbytky réví (varianta 3) nesníží počet přezimujících oospor, ale může omezit následný přenos zoospor na vnímavé části révy. Jako nejvhodnější varianta z hlediska využití réví a omezení výskytu zdroje primární infekce, tj. oospor v půdě, se jeví částečné zapravení štěpky z réví (varianta 2). Graf 3 : Průměrný počet oospor Plasmopara viticola v 1 g půdy květen červen květen červen varianta 1 varianta 2 varianta 3 Žabčice Velké Bílovice 258

259 Závěr Zapravení podrceného réví se po čtyřech letech sledování projevilo jako prospěšné. Z výsledků vyplývá, že varianty se zapraveným révím nebo ponecháním na povrchu půdy jako mulče umožnily lepší podmínky pro zadržení většího množství půdní vody a tedy pro lepší rozvoj aktinomycet a mikromycet. Organická hmota v podobě štěpky a trávy působila pozitivně na biologickou aktivitu v půdě. U varianty s podpovrchově zapravenou štěpkou z réví byla biologická aktivita mikroorganizmů v půdě stabilnější. Ohledně fytopatogenů se jako nejvhodnější využití štěpky z réví projevila také varianta zapravení štěpkovaného réví do hloubky 0,10 m, z hlediska možných zdrojů infekce révy. Dedikace Tyto výsledky jsou součástí řešení výzkumného projektu NAZV při MZe ČR QH82242 Technické prostředky pro sklizeň a zpracování odpadního dřeva z vinic. Použitá literatura Burg P., Zemánek P., 2009: The influence of compost on optimalization of hydrophysical characteristics of soils. In CD Proceedings: International scientific conference New trends in Design and Utilisation of Machines in Agriculture, Landscape Maintenance and Environment Protection, Praha, s ISBN Duvigneaud P., 1998: Ekologická syntéza. 2. vyd. Academia Praha Horn R., Fleige H., Peth S., 2006: Soil management for sustainability. Reiskirchen. Catena Verlag GMBH, 497 s. ISBN Lhotský J., 2000: Zhutňování půd a opatření proti němu. Praha, ÚZPI, 61 s. Žufánek J, Zemánek P., 1998: Bilance biologických odpadů z vinohradnictví. Ekologické aspekty výzkumu, vývoje a provozu zahradnické techniky. Sborník z mezinárodní konference. Lednice Kontaktní adresa: Ing. Barbora Badalíková Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Zahradní 1, Troubsko 259

260 VLIV VODNÍ EROZE NA PH ORNIC ČERNOZEMÍ HUSTOPEČSKA Effects of water erosion on ph of Chernozem topsoils on the example Hustopečsko Brtnický M., Hladký J., Řeháčková K., Kučerová J., Hammerová A., Kynický J. Mendelova univerzita v Brně Abstrakt Předkládaný článek se věnuje působení vodní eroze na ph ornic černozemí na příkladu lokality Hustopečska. Cílem autorů bylo zjistit vliv vodní eroze na variabilitu ph v rámci jednoho pozemku. Byla provedena srovnání hodnot ph v horní části pozemku, v jeho středu a ve spodní části, kde dochází k akumulaci smyté půdy. Půdní vzorky byly odebrány z 5 pozemků: Horní Bojanovice, Hustopeče, Krumvíř 1, Krumvíř 2 a Němčičky. Sledováno bylo ph/h 2 O i ph/kcl. Na základě provedené jednofaktorové analýzy rozptylu, můžeme konstatovat, že vodní eroze nemá vliv na variabilitu půdní reakce aktivní ani výměnné. Klíčová slova: černozem, eroze, ph, Hustopeče Abstract This paper deals with the effects of water erosion on ph of Chernozem topsoils on the example Hustopečsko. The aim of the authors was to determine the effect of water erosion on ph variability within a plot. Comparisons were made between ph values in the upper part of the land in the middle and at the bottom, where there is an accumulation of soil washed. Soil samples were collected from five plots: Horní Bojanovice, Hustopeče, Krumvíř 1, Krumvíř 2 a Němčičky. Monitoring was ph/h2o and ph / KCl. On the basis of single-factor analysis of variance, we can conclude that water erosion does not affect the variability of soil reaction active or exchange. Key words: chernozem, erosion, ph, Hustopeče Úvod Půdní reakce je hlavní faktor ovlivňující řadu dalších půdních vlastností. Například strukturu půdy, mikrobiální aktivitu, dostupnost chemických prvků a mnohé další (Bååth and Anderson, 2003; Blagodatskaya, E.V., Anderson, T.-H., 1993; Kemmitt, S.J, 2006; Curtin, D, 1998). Půdní reakce tedy může mít závažný dopad na kvalitu a zdraví půd. Především mikrobiální komunita je velmi citlivá ke změnám ph (Wicherek, 1993). Změna mikrobiální komunity samozřejmě následně ovlivňuje i rostlinnou komunitu. Může tak dojít k výraznému poškození polních plodin a ke snížení výnosů. V dnešní době jsme svědky zejména okyselování půdy, tedy acidifikace. Acidifikace je závažným problémem dnešní doby a jedním z hlavních faktorů způsobující degradaci půdy v České republice. Jedná se však o přirozený proces, který je vlivem člověka urychlen. K acidifikaci dochází v důsledku tvorby kyselin v půdě, případně jejich přísunem do půdy z okolního prostředí. Rovněž současně s okyselováním půdy dochází ke ztrátě bazických kationtů a uvolňování hliníku železa (Brtnický a kol, 2012) Mezi hlavní příčiny acidifikace patří zejména (Wild, 2003) : Kyselé depozice z atmosféry, používání dusíkatých hnojiv s obsahem amoniaku, amonných solí a močoviny, odstranění bazických kationtů se sklizenou biomasou a vyplavováním, vyšší příjem bazických kationtů rostlinami, než kyselých, biologická fixace dusíku, výpar amoniaku z amonných sloučenin, zvýšení půdní organické hmoty, oxidace redukovaných sloučenin síry. 260

261 Materiál a Metody Vzorky byly odebrány v září roku 2012 v zájmové oblasti mikroregion Hustopečsko v povrchovém minerálním horizontu, na stanovení aktuální a potenciální půdní reakce. Do vyhodnocení spadá 5 pozemků ve svažitém terénu, kde na každém svahu byla zvolena 3 odběrná místa a to na vrchní části, středu a spodní části svahu. Celkem bylo tedy řešeno 15 míst. Zkoumané lokality: Horní Bojanovice, Hustopeče, Krumvíř 1, Krumvíř 2, Němčičky. K vyhodnocení statistických rozdílů byla použita jednofaktorová analýza rozptylu. Výsledky a diskuze Z výsledků uvedených v tabulce 1 a 2 je patrné, že aktivní půdní reakce je v případě všech pěti pozemků slabě alkalická. Přičemž průměr je 7,26. Největší hodnota byla naměřena ve svrchní části pozemku číslo 5 a nejmenší hodnota byla naměřena ve svrchní části pozemku číslo 1. Výměnná půdní reakce byla u všech pěti pozemků označena jako alkalická. Největší hodnoty dosahovala výměnná půdní reakce ve střední části pozemku číslo 2 a nejmenší hodnoty dosahovalas vrchní části pozemku číslo 1. Průměrná hodnota výměnné půdní reakce byla 7,89. Na základě provedené jednofaktorové analýzy rozptylu můžeme konstatovat, že eroze nemá statisticky průkazný vliv na variabilitu aktivní a výměnné půdní reakce. Ke stejnému závěru Santis et. Al. (2010). Autoři rovněž zjistili, že vodní eroze nemá vliv na variabilitu ph. Tab. 1 ph KCl vrchní část 7,03 7,22 7,31 7,24 7,50 střední část 7,16 7,41 7,28 7,27 7,38 akumulace 7,21 7,07 7,30 7,17 7,32 Tab. 2 ph H 2 O vrchní část 7,80 7,97 7,96 7,85 7,92 střední část 7,94 8,03 8,00 7,87 7,92 akumulace 7,98 7,97 7,92 7,86 7,88 Tab. 3 ph H 2 O - místa na svahu Faktor Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl vrchní část 5 36,3 7,26 0, střední část 5 36, , , akumulace 5 36, , , ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit Mezi výběry 0, , , , , Všechny výběry 0, , Celkem 0,

262 Tab. 4 ph KCl- místa na svahu Faktor Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl vrchní část 5 39, , , střední část 5 39, , , akumulace 5 39,614 7,9228 0, ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit Mezi výběry 0, , , , , Všechny výběry 0, , Celkem 0, Tab. 5 ph KCl- pozemky Faktor Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl , , , ,7 7, , ,89 7, , , , , , , , ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit Mezi výběry 0, , , , , Všechny výběry 0, , Celkem 0, Tab. 6 ph H 2 O- pozemky Faktor Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl , , , ,973 7,991 0, , , , , , , , , , ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit Mezi výběry 0, , , , , Všechny výběry 0, , Celkem 0, Závěr Na základě jednofaktorové analýzy rozptylu je vliv vodní eroze na změnu ph/kcl a ph/h 2 O v rámci jednotlivých pozemků statisticky neprůkazný. Neprůkazný je také statistický rozdíl mezi jednotlivými pozemky. 262

263 Dedikace: Tento příspěvek vznikl s podporou projektů NAZV QI91C054, QJ a projektu IGA AF MENDELU TP6/2013. Použitá literatura Anderson, T.-H., Domsch, K.H., 1993: The metabolic quotient for CO2 (qco2) as a specific parameter to assess the effects of environmental conditions, such as ph, on the microbial biomass of forest soils. Soil Biology and Biochemistry 25, Bååth and Anderson, 2003: Comparison of soil fungal/bacterial ratios in a ph gradient using physiological and PLFA-based techniques, Soil Biology and Biochemistry, Volume 35, Issue 7, Pages Blagodatskaya, E.V., Anderson, T.-H., Interactive effects of ph and substrate quality on the fungal-to-bacterial ratio and QCO2 of microbial communities in forest soils. Soil Biology and Biochemistry 30, Brtnický, M., a kol. Degradace půdy v České republice. 1.vyd. Brno: Mendelova univerzita v Brně, vydal Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy v.v.i s. ISBN Curtin, D., Campbell, C.A., Jalil, A., Effects of acidity on mineralization: phdependence of organic matter mineralization in weakly acidic soils. Soil Biology & Biochemistry 30, Kemmitt, S.J., Wright, D., Goulding, K.W.T., Jones, D.L., ph regulation of carbon and nitrogen dynamics in two agricultural soils. Soil Biology & Biochemistry 38, F. De Santis, M.L. Giannossi, L. Medici, V. Summa, F. Tateo, 2010: Impact of physicochemical soil properties on erosion features in the Aliano area(southern Italy). CATENA 81 (2), UPOL [online] [cit ]. Dostupné z: Wild, A., Soils, Land and Food: Managing the land during the twenty first century. 1 vyd. Cambridge: Cambridge University press, s. ISBN S. Wicherek, G. Chene, M. Mekharchi, 1993: Impact of agriculture on soil degradation: modelisation at the watershed scale for a spatial management and development. Farm Land Erosion, Kontaktní adresa : Ing. Martin Brtnický Mendelova univerzita v Brně Zemědělská 1 Brno

264 ROKETA A RUKOLA SROVNÁNÍ METOD PĚSTOVÁNÍ A VÝNOSOVÝCH PARAMETRŮ Rocket and wild rocket comparison of cultivation methods and yield parameters Doležalová I. 1, Jelínková M. 1, Duchoslav M. 2 1 Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Olomouc-Holice 2 Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci Abstrakt Roketa (Eruca sativa (L.) Mill.) a rukola (Diplotaxis tenuifolia (L.) DC.) z čeledi Brassicaceae, které jsou typické zvláště pro mediteránní kuchyni, u nás stále více získávají na popularitě. V práci jsou prezentovány výsledky týkající se výnosových parametrů a obsahu vitaminu C u pěti odrůd (položek) rokety a jedné odrůdy rukoly pěstovaných jako listové zeleniny v polních podmínkách a ve skleníku. Klíčová slova: roketa, rukola, listová růžice, metoda pěstování, vitamin C Abstract Rocket (Eruca sativa (L.) Mill.) and wild rocket (Diplotaxis tenuifolia (L.) DC.) from Brassicaceae family, favourite in the Mediterranean cuisine, have increasingly become popular in Central Europe. Results on variation in yield parameters and vitamin C content in five rocket varieties (accessions) and one wild rocket variety cultivated as leafy vegetables under field and glasshouse conditions are presented. Key words: rocket salad, wild rocket, leaf rosette, cultivation technique, vitamin C Úvod Roketa i rukola listové zeleniny z čeledi Brassicaceae typické pro mediteránní kuchyni u nás získávají na oblibě pro svou nahořklou a příjemně štiplavou chuť a vůni mladých listů. Přestože chutí a použitím jsou si obě podobné, existují mezi nimi značné rozdíly taxonomické i morfologické. První z nich je v Květeně ČR uváděna jako roketa setá (Eruca sativa (L.) Mill.) (Zelený, 1992), ale podle nejnovějších taxonomických studií (Pignone a Gómez- Campo, 2011) je klasifikována jako poddruh E. vesicaria subsp. sativa (Miller) Thell. Jde o jednu z nejstarších kulturních rostlin známou již z doby Římanů, pocházející z Mediteránu a západní Asie, kde roste planě. Roketa je jednoletá bohatě větvená bylina, dosahující výšky cm. Listy přízemní růžice i lodyžní listy jsou lyrovitě peřenoklané. Mají 4-10 menších laterálních a jeden větší terminální úkrojek se zubatým až laločnatým okrajem. Roketa je nesprávně zaměňována s rukolou, u nás známou pod botanickým jménem křez tenkolistý (Diplotaxis tenuifolia (L.) DC.), s níž se můžeme setkat pod názvem wild rocket (Goméz- Campo, 1995) nebo pod synonymem Rucola sylvatica. Je původní v jižní a střední Evropě a jihozápadní Asii. Rukola je vytrvalá bylina s přímou větvenou lodyhou cm vysokou. Listy jsou řapíkaté, většinou peřenosečné, tmavě až modravě zelené, úkrojky listů alespoň 3krát delší než široké, koncový úkrojek není výrazně větší než postranní. O pěstování rokety a rukoly v České republice je v literatuře velmi málo údajů, které se ale týkají pouze pěstování rokety, a to jako olejniny (Hermuth et al., 2001; Moudrý a Strašil, 1999). Cílem pokusu bylo vyhodnotit nejvhodnější metodu pěstování z hlediska výnosových parametrů a obsahu vitaminu C a doporučit nejvhodnější genotyp k pěstování v našich podmínkách. Materiál a metody Rostlinný materiál a jeho kultivace Studovaný soubor zahrnoval celkem pět genotypů rokety a jeden genotyp rukoly. V případě rukoly a tří genotypů rokety se jednalo o běžně prodávané odrůdy, další dvě položky rokety 264

265 pocházely z genofondových kolekcí zelenin VÚRV, v.v.i. (Tab. 1). Pasportní údaje položek jsou uvedeny v databázi EVIGEZ (http://genbank.vurv.cz/genetic/resources/ 2012). Experiment proběhl během vegetační sezóny 2010, kdy byly realizovány dva letní termíny výsevu ( a ; sklizeň provedena pro první a pro druhý termín výsevu) a testovány tři techniky pěstování. První metodou bylo pěstování rostlin ve skleníku v plastových kontejnerech se zahradním substrátem (univerzální typ B) zavlažovaných kapkovou závlahou. V polních pokusech byl proveden výsev přímo do řádků 70 cm dlouhých a 20 cm vzdálených, při délce parcelky 140 cm. Po třech týdnech byly semenáčky vyjednoceny na 8 rostlin v jednom řádku. Další alternativou byla výsadba rostlin předpěstovaných ve skleníku na pole do sponu 10 x 15 cm při celkové velikosti parcelky 70 x 105 cm. Pokusy byly založeny v náhodném uspořádání, přičemž od každé odrůdy (položky) bylo hodnoceno 38 až 102 rostlin, u nichž byl měřen poloměr listové růžice a hmotnost konzumovatelné části listů ve vývojovém stadiu osmi až deseti pravých listů. Tab. 1. Přehled odrůd a položek rokety a rukoly použitých v experimentech Odrůda/ Taxon EVIGEZ Původ položka A Eruca sativa Semo a.s., Smržice B Diplotaxis tenuifolia wild rocket Semo a.s., Smržice C Eruca vesicaria subsp. sativa Seva-Flora s.r.o., Valtice D Eruca vesicaria subsp. sativa Seva-Flora s.r.o., Valtice E Eruca sativa Mill. 15 O Jugoslávie F Eruca sativa Mill. 15 O Anglie Stanovení vitamínu C Přibližně 10 g rokety bylo zhomogenizováno s přídavkem 0,5 g šťavelové kyseliny (šťavelová kyselina dihydrát; p.a.) a 60 ml základního elektrolytu (0,1M NaCl, ph=3,0±0,2; p.a.) a kvantitativně převedeno do 100 ml odměrné baňky. Vzorek byl přefiltrován přes PES stříkačkový mikrofiltr (0,45 μm) a filtrát (1 ml) byl převeden do 10 ml odměrné baňky a použit pro analýzu na elektrochemickém analyzátoru EcaFlow 120 GLP. Kvantitativní vyhodnocení bylo provedeno metodou kalibrační křivky (10, 20 a 50 mg/l roztok askorbové kyseliny). Průměrné hodnoty vitaminu C vyjádřené jako mg/100g čerstvého rostlinného materiálu byly kalkulovány ze dvou opakování. Statistická analýza Data byla statisticky analyzována obecným lineárním modelem, hmotnost listů byla před analýzou zlogaritmována a poloměr růžice odmocněn. Termín výsevu, technika kultivace a genotyp reprezentují nezávislé faktory s pevným efektem. Roketa a rukola byly analyzovány zvlášť. Tukeyho test mnohonásobného porovnání byl použit v případě signifikantního vlivu faktoru. Analýza byla provedena v programu NCSS (Hintze, 2007). Výsledky a diskuse Průměrný výnos konzumních částí listů rokety byl porovnatelný v obou termínech výsevu (F = 1,77, P = 0,191) a byl ovlivněn technikou pěstování (F = 235,4, P < 0,001), interakcí technika pěstování termín výsevu (F = 19,5, P < 0,001) a genotypem (F = 2,66, P = 0,047). Vliv ostatních interakcí nebyl významný (P > 0,190). Rostliny pěstované technikou přímého výsevu (V) vykázaly nejvyšší a podobný průměrný výnos (47,7±3,2 g na jedince, průměr±střední chyba průměru) v obou termínech výsevu. Nejvyšší výnos rokety v obou termínech výsevu byl u odrůdy A, nejnižší u odrůdy D. Výnosy ostatních odrůd (položek) se statisticky vzájemně nelišily a byly prostřední mezi genotypy A a D (Tab. 2). Rostliny z předpěstované sadby (S) vykazovaly prostřední (12,1±1,3 g na jedince) a rostliny pěstované ve skleníku (SKL) nejnižší výnos (4,8±0,6 g na jedince). Poloměr růžice rokety byl mírně 265

266 vyšší u rostlin z dřívějšího výsevu (F = 4,49, P = 0,041) a lišil se mezi technikami pěstování (F = 110,6, P < 0,001) a genotypy (F = 6,85, P < 0,001) a byl ovlivněn interakcí technika pěstování termín výsevu (F = 17,3, P < 0,001). Vliv ostatních interakcí nebyl významný (P > 0,072). U rostlin z přímého výsevu byl zjištěn největší poloměr růžice (28,7±0,8 cm) v obou termínech výsevu, u rostlin z předpěstované sadby prostřední (19,8±1,0 cm) (větší u dřívějšího termínu výsevu) a u rostlin pěstovaných ve skleníku nejmenší (15,0±1,1 cm) (větší u pozdějšího termínu výsevu). U položky E byl zaznamenán konzistentně v obou termínech výsevu největší poloměr růžice, ostatní genotypy se od sebe nelišily (Tab. 2). Naše experimenty prokázaly vyšší výnosy konzumních částí listů u rostlin z přímých výsevů pěstovaných v polních podmínkách, než uvádějí Pimpini a Enzo (1997) pro oblast Veneto (Itálie). Naopak u rostlin pěstovaných ve skleníku byl dosažen mnohem menší výnos ve srovnání s výsledky Nurzyńska-Wierdak (2006, 2009), která zmiňuje 8-12 g na jedince. Výnos konzumních částí listů rukoly u genotypu B (3,6±1,1 g na jedince) byl asi 6-8x nižší než u rokety, a to u všech technik (nejnižší u techniky SKL (F = 12,6, P = 0,007)) i termínů výsevu, což je výnos výrazně nižší, než pro tuto plodinu uvádějí Bianco a Boari (1997). U dřívějšího termínu výsevu byl zjištěn vyšší výnos konzumních částí listů rukoly (F = 6,4, P = 0,046) (Tab. 2). Poloměr růžice rukoly (11,3±0,6 cm) byl asi 1,5-2x nižší než u rokety, a to u všech technik i termínů výsevu. Vliv termínu výsevu na poloměr růžice rukoly nebyl signifikantní (F = 3,0, P = 0,089). Největší růžice byly zjištěny u rostlin z přímých výsevů, nejmenší u rostlin pěstovaných ve skleníku (F = 74,3, P < 0,001). Pokud se zohlednil termín výsevu, pak největší a podobné velikosti růžic v obou termínech výsevu měly rostliny z přímých výsevů (technika pěstování termín výsevu, F = 11,6, P < 0,001). Obsah vitaminu C u rokety byl vyšší ve srovnání s rukolou a pohyboval se v rozmezí 87,9 206,7 mg/100 g čerstvé hmoty (č. hm.) v prvním a 46,4 103,9 mg/100 g č. hm. v druhém termínu sklizně, přičemž vyšší hodnoty vitaminu C byly zjištěny u rostlin pěstovaných ve skleníku (F = 11,2, P < 0,001) v obou termínech (technika pěstování termín výsevu, F = 2,88, P = 0,072). Genotypy A a E vykazovaly konzistentně vyšší obsah vitaminu C v porovnání s ostatními (F = 11,7, P < 0,001; ostatní interakce P > 0,07). U rukoly nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl v obsahu vitaminu C mezi technikami pěstování (F = 1,3, P = 0,333). Rostliny vyseté dříve měly vyšší obsah vitamínu C u všech technik pěstování, ale u přímého výsevu byl rozdíl v obsahu vitaminu C mezi termíny malý v porovnání s ostatními technikami pěstování (termín výsevu, F = 15,4, P = 0,008, interakce technika pěstování termín výsevu, F = 2,2, P = 0,190) (Tab.2). Srovnání obsahu vitaminu C u rokety s daty v literatuře ukázalo, že rostliny pěstované v našich podmínkách dosahují v tomto nutričním parametru standardních výsledků (Martínez-Sánchez et al., 2008). Tab. 2. Výnosové a nutriční parametry odrůd (položek) rokety (A, C-F) a rukoly (B) v roce Tučně jsou označené dvě nejvyšší hodnoty v rámci daného data výsevu/sklizně Hmotnost konzum. částí listů na jedince (g) (p