Síra ve výživě sladovnického ječmene Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin Síra ve výživě sladovnického ječmene Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Ryant, Ph.D. Vypracovala: Pavla Bartáková Brno 2012

2

3

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Síra ve výživě sladovnického ječmene vypracoval(a) samostatně a použil(a) jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne podpis.

5 PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat vedoucímu své bakalářské práce doc. Ing. Pavlu Ryantovi, Ph.D. za cenné a odborné rady při jejím zpracovávání a dále všem, kteří se na této práci svojí pomocí jakkoliv podíleli.

6 ABSTRAKT Tato práce se zabývá vlivem síry na výnos zrna, obsahem N-látek a síry v předním zrnu (>2,2 mm) sladovnického ječmene. Maloparcelkový polní pokus byl založen v roce Síra byla aplikována foliárně v elementární podobě v hnojivu DOLOSUL 80 WG ve dvou termínech, na počátku sloupkování (DC 31) u jedné varianty a v průběhu metání (DC 57) u druhé varianty. Třetí variantou byla nehnojená kontrola. Do pokusu bylo zařazeno šest sladovnických odrůd. Tři pro výrobu Českého piva Aksamit, Bojos, Radegast a tři odrůdy určené pro export Jersey, Prestige a Sebastian. Vliv variant hnojení na výnos byl statisticky neprůkazný. U rostlin hnojených ve fázi DC 31 byl výnos nejnižší. Vliv odrůdy na výnos byl statisticky velmi vysoce průkazný. Nejvýnosnější v tomto pokusu byla odrůda Sebastian. Hnojení elementární sírou během vegetace mělo na obsah N-látek v zrnu vysoce průkazný vliv. Zvolení odrůdy mělo na obsah N-látek v zrnu rovněž vysoce průkazný vliv. U sírou hnojených variant v DC 31 a DC 57 obsah N-látek v zrnu klesl. Hnojení elementární sírou i použité odrůdy neměly na obsah síry v předním zrnu statisticky průkazný vliv. Klíčová slova: sladovnický ječmen, výnos, elementární síra, hnojení, N-látky

7 ABSTRACT The work deals with influence sulphur on grain yield, content of N-substances and sulphur in the grain (> 2,2 mm) of malting barley. The small plot field experiment was based in The sulphur was applied in the fertiliser DOLOSUL 80 WG in two terms. In the first variant was sulphur applied at the beginning of stem extension (DC 31), in the second variant during the heading (DC 57) and third variant is unfertilised control. In the experiment are included three varieties for Czech beer production Aksamit, Bojos, Radegast and three varieties for export Jersey, Prestige and Sebastian. Influence of variants of fertilisation on yield was statistically inconclusive. The yield was the lowest in plants fertilisated in DC 31. Influence of variety on the yield was very high significant. The highest yielding variety was Sebastian. Fertilisation of elementary sulphur during vegetation had statistically high significant influence on content of N-substances in grain. Selection of variety had statistically high significant influence on content of N-substances in grain too. Content of N-substances in grain decreased in sulphur fertilisations variants in DC 31 and DC 57. Fertilisation of elementary sulphur and the selection varieties had not statistically influence on content of sulphur in the grain (>2 mm). Key words: malting barley, grain yield, elementary sulphur, fertilisation, N-substances

8 OBSAH 1 ÚVOD LITERÁRNÍ PŘEHLED Ječmen jarní Historie a význam Pěstební plochy a výnosy Rajonizace Nároky na prostředí Pěstování Předplodiny Výživa a hnojení Síra Zdroje síry Formy síry v půdě Síra v rostlinách Sekundární metabolity síry a jejich účinky Hnojení sírou Síra a obranyschopnost rostlin Nedostatek síry Nadbytek síry Ovlivnění sladovnické kvality a výnosu zrna sírou MATERIÁL A METODIKA Cíl experimentu Charakteristika pokusného stanoviště Metodika pokusu Charakteristika použitých odrůd a hnojiv Použité analytické metody Analýza půdy Analýza zrna Použité statistické metody VÝSLEDKY A DISKUZE Výnos zrna Obsah N-látek v zrnu

9 4.3 Obsah S v předním zrnu (> 2,2 mm) ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK

10 1 ÚVOD Síra má v růstu a vývoji rostlin nezastupitelnou roli, proto ji řadíme mezi rostlinné makroelementy. Její nedostatek má vliv na zvýšení četnosti houbových onemocnění, především na padlí. Při nedostatku síry vzniká problém s nadbytkem dusíku, což dokazuje fakt, že spolu tyto prvky úzce souvisí. V rostlině dojde k omezení tvorby sirných aminokyselin, následně i vzniku proteinů a dusík se nemá kam utilizovat. Důsledkem nadbytku dusíkatých látek u sladovnického ječmene je špatná sladovnická jakost. Dalšími parametry, na které má síra vliv je výše výnosů a kvalita produkce. Donedávna se výživě sírou nevěnovala dostatečná pozornost, protože se předpokládalo, že je jí v ovzduší a tedy i v půdě dostatek. Do roku 1989 tomu tak v ČR opravdu bylo, protože se síra dostávala do ovzduší především spalováním fosilních paliv a její emise následně i do půdy. Po revoluci ale začalo celoplošné odsiřování a rapidní snižování SO 2 v ovzduší. Vliv na snižování obsahu síry v půdě měla i obměna používaných hnojiv. První deficity se začaly objevovat u nejcitlivějších plodin na hnojení sírou, u brukvovitých. Postupem času i u dalších plodin, jako je pšenice, cukrovka a v posledních letech i u sladovnického ječmene. Hnojení obecně by měla být věnována dostatečná pozornost, aby se již preventivně zamezilo deficitům nebo naopak nadbytkům, což bývá ale méně časté. Tato práce je věnována hnojení elementární sírou na list během vegetace, jejího vlivu na výši výnosu a ovlivnění obsahu N-látek a síry v předním zrnu. Sladovnický ječmen má krátkou vegetační dobu, během které musí mít optimální přísun všech živin, tedy i síry. Jeden ze způsobů, jak dodat do porostu síru v pohotovém stavu je právě její aplikace na list během vegetace

11 2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Ječmen jarní Historie a význam První zmínky o pěstování ječmene setého (Hordeum vulgare) sahají až do 7. století př. n. l. Tato kulturní plodina má svůj původ v Asii v deltách velkých řek Nilu, Eufratu a Tigridu (Zimolka a kol., 2006). Bedřich Hrozný rozluštil, že jej ve své době využívali již Sumerové k výrobě ječných krup. Nálezy zrna ječmene v hrobkách faraónů nasvědčují tomu, že byl pěstován četněji než pšenice (Šašková, Štofa, 1993). Ve středověku se začaly pěstovat obě formy ječmene, jak jednořadý, tak i víceřadý (Zimolka a kol., 2006). Ječmen dvouřadý má svůj původ v Přední Asii a víceřadý ve východní Asii (Černý a kol., 2007). V oblastech původního výskytu se pěstoval v první řadě jako potravina a krmivo pro dobytek. Víme ale, že ho tehdejší lidé využívali i pro jeho protizánětlivé účinky a vyluhovaný napomáhal posílení organismu. U nás se začal ječmen pěstovat asi 500 let př. n. l. a byl využíván jako chlebovina. V 17. století n. l. nahradil ve sladovnictví pšenici. Největší rozmach výroby sladu se ale datuje na 70. léta 19. století, kdy se také začal exportovat z českých zemí do světa. Dnes se kromě sladařského průmyslu ječmen využívá také pro krmivářské účely, proto musíme věnovat pozornost odlišným jakostním ukazatelům a technologii pěstování od pěstování sladovnického ječmene (Zimolka a kol., 2006). Ke krmným účelům se používá ozimá forma ječmene, jarní odrůdy, které se nehodí pro sladařský průmysl, popřípadě jeho odpad (Černý a kol., 2007). U krmného ječmene je žádoucí vyšší obsah bílkovin a optimální složení aminokyselin než u ječmene ke sladařským účelům (Strlegl, Žídková, 1993). Pícninářský ječmen se pěstuje jako krycí plodina víceletých pícnin (vojtěšky, jetele a jetelotrav) (Zimolka a kol., 1997). Potravinářský ječmen je vhodný z dietetického hlediska i ve výživě člověka a jeho spotřeba se v tomto ohledu stále zvyšuje. Obsahuje vlákninu, antioxidanty a β-glukan, díky kterému snižuje hladinu škodlivého cholesterolu v krvi (Zimolka a kol., 2006)

12 Dále mimo jiné prospívá trávicí soustavě, má protizánětlivé a mírně projímavé účinky a tlumí bolesti močových cest (Hemmung, 2002). Ječmen také nachází své využití ve výrobě průmyslového lihu, škrobu, v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Též se z něj vyrábí čistící prostředky. Další uplatnění najdeme například v lékařství, v genovém inženýrství GMO, při šlechtění nových odrůd obilnin a dalších oborech. Proto se dá s jistotou říci, že ječmen patří stále k velmi perspektivním plodinám (Zimolka a kol., 2006). V dnešní době je u nás ječmen třetí nejpěstovanější plodinou, po pšenici a řepce (ČSÚ, 2012) Pěstební plochy a výnosy Následující tabulka obsahuje údaje o sklizni jarního ječmene v ČR za posledních šest let. Je patrné, že se jeho plochy rok od roku snižují, zatímco hektarový výnos roste. Mimo jiné hraje každý rok důležitou roli počasí, jehož špatný vliv se projevil na sklizni ječmene v roce 2010, rok 2011 byl naopak velmi příznivý hlavně rozložením a množstvím srážek. Tab. 1 Plochy, produkce a výnosy jarního ječmene v letech (ČSÚ, 2012) Ukazatel Produkční plocha Hektarový výnos Produkce MJ ha t/ha t , , , , , ,

13 2.1.3 Rajonizace Ječmen jarní se dá pěstovat ve všech výrobních oblastech ČR. Může se snadno stát, že tam, kde má optimální teploty, chybí jeho růstu dostatek a rovnoměrnost srážek, zatímco v oblastech, které jsou výše položené a mají nižší průměrné teploty, využije naopak jejich větší množství vody (Černý a kol., 2007). Za nejplodnější oblast pro sladovnický ječmen je považována Haná, kde jsou optimální průměrné teploty a množství úhrnů srážek. Je známo, že vliv teploty a srážek je pro úspěšné pěstování velmi důležitý z mnoha úhlů pohledu, od výnosu až po výskyt chorob a škůdců (Petr, 2005). Obecně lze říci, že sladovnickému ječmeni nejlépe vyhovují podmínky kukuřičné a řepařské výrobní oblasti a za vhodné se považují i obilnářské (Zimolka a kol., 2006). Obr. 1 Vhodné oblasti pro pěstování jarního ječmene (Zimolka a kol., 2006)

14 2.1.4 Nároky na prostředí Ječmen potřebuje pozemek ve staré půdní síle (Fecenko, Ložek, 2000). Stará půdní síla je pojem, který vysvětluje fakt, že jsou v půdě poutané živiny na humusové koloidy, postupně se uvolňují do půdního roztoku a zásobují kořenovou soustavu (Richter, 2003a). Vyžaduje dobrý strukturní stav půdy, nejlépe drobtovitou strukturu a dostatečnou provzdušněnost (Fecenko, Ložek, 2000). Nejvhodnější pro pěstování této plodiny jsou černozemě a hnědozemě s dobrou kapilaritou. Na písčitých půdách nemůžeme počítat s dobrým výnosem a kvůli častému vysychání hrozí i vysoký obsah dusíkatých látek v zrnu. Optimální stav je 11 % N-látek v zrnu sladovnického ječmene (Černý a kol., 2007). Vhodná půdní reakce se pohybuje v rozmezí ph 6-7 (Fecenko, Ložek, 2000). V bramborářské výrobní oblasti ph 5,8-6,2. Neměl by být pěstován v oblastech s častým výskytem mlhy, rosy a na příliš utužené a zaplevelené půdě (Benada a kol., 2001) Pěstování Základem pro úspěšné pěstování a odpovídající výnos jsou správné technologické zásahy (Klem, 2005). Jedná se o velmi citlivou plodinu jak na ekologické podmínky, tak na pěstitelská opatření. Tato citlivost vyplývá z toho, že ječmen disponuje se slabším kořenovým systémem, má krátké vegetační období, ve kterém musí přijmout relativně velké množství živin, a slabší transpirační proud (Fecenko, Ložek, 2000). Nejdůležitější období ve vegetaci ječmene je fáze růstu listu (DC 12, 13) a počátek sloupkování (DC 30). V těchto fázích se začínají utvářet základy výnosotvorných prvků a pokud dojde k pěstitelské chybě, můžeme počítat se zásadní ztrátou na budoucím výnosu (Klem, 2005). Výnosotvorné prvky jsou počet klasů na m 2, počet zrn v klase na m 2 a hmotnost tisíce zrn (Húska, Petr, 1997). Ječmen potřebuje ke své vegetaci dostatečné množství přístupných živin již od raného růstu. Vzhledem k jeho mělkému kořenovému systému by měla tyto živiny obsahovat ornice do hloubky dvaceti centimetrů. Zejména přístupný P a K. Důležitá je i včasnost uvolňování minerálního N z posklizňových zbytků předplodiny. Posklizňové zbytky z nevhodné předplodiny se pomalu rozkládají a nejvíce N se uvolní až ve fázi sloupkování ječmene (DC 30-39), což je pro výnos i kvalitu zrna nevyhovující. Důležitý je přísun dusíku v době začátku odnožování (DC 20) (Klem, 2005)

15 Hloubka kořenění závisí zejména na hloubce setí, struktuře půdy, dostatku půdní vláhy a již zmíněných živin. V utužených, vlhkých a podzolových půdách je kořenový systém méně vyvinutý a to má za následek menší hektarový výnos (Zimolka a kol., 2006). Vzhledem k těmto faktorům je třeba omezit počet operací a pojezdů po poli (Petr, 1989). Vliv na kořenový systém má i organizace a hustota porostu (Zimolka a kol., 2006). K pěstování ječmene jarního je vhodné použít i minimalizační technologie. Tento způsob obdělávání půdy se může uplatnit například při pěstování po obilnině a cukrovce s použitím přípravku BETA LIQ. Pokud je ječmen pěstován po kukuřici na zrno, doporučuje se hlubší zapravení organických zbytků orbou (Míša, Procházková, 2005). Na nezaplevelených půdách je možné v rámci minimalizace využít strniskové meziplodiny jako mulč. Pokud je ječmen pěstován po obilnině, lze mulčovat slámou. Sláma musí být dobře rozprostřena po povrchu pozemku a je nezbytné, kvůli poměru C:N, přihnojit dusíkem (Šimon a kol., 2001) Předplodiny Na výnos a sladovnickou kvalitu zrna má předplodina ječmene obrovský vliv. Jak je již zmiňováno, jedná se o citlivou plodinu, která potřebuje v půdě velké množství přístupných živin a vyhovuje jí dobrý strukturní stav půdy z hlediska fyzikálních i mechanických vlastností. Z tohoto důvodu jsou pro ječmen nejvhodnější předplodiny hnojem hnojené okopaniny, které zanechávají půdu v dobrém strukturním i živinném stavu (Fecenko, Ložek, 2000). Omezují výskyt chorob, škůdců a také z části zamezují výskytu plevelů (Černý a kol., 2007). Olejniny, ale také luskoviny se obecně považují za vhodné předplodiny, i když po luskovinách může porost nadměrně poléhat a zrno obsahovat více N-látek (Polák a kol., 1998) Obilniny Ječmen je možné zařadit i po zhoršující plodině (obilnině), ale chceme-li uspokojivý výnos a dobrou kvalitu, měly by v osevním postupu převažovat plodiny zlepšující, právě kvůli půdní úrodnosti. Pokud se obilniny pěstují v monokulturách,

16 dochází ke změně půdní mikroflóry a ke snižování výnosů. Ječmen jarní toto pěstování snáší ze všech obilnin nejlépe, proto se často zařazuje i po ozimé pšenici. Sám ječmen je pro ostatní obilniny špatnou předplodinou kvůli přenosu chorob, ale také kvůli následnému snížení výnosu (Černý a kol., 2007). Pokud následuje ječmen po obilnině je třeba při zaorávání slámy upravit poměr mezi C:N, čímž se dá urychlit rozklad organické hmoty. Pozdní uvolňování dusíku může způsobit poléhání rostlin a snížení odolnosti proti patogenům (Zimolka a kol., 2006). Kukuřice Jako předplodina se používá kukuřice na zrno i na siláž. Je několik rizikových faktorů, které mohou po jejím pěstování nastat. Vzhledem k mělkému kořenovému systému a širokému sponu může být půda v horším fyzikálním stavu. To způsobí horší připravenost pozemku pro vzcházení a počáteční růst jarního ječmene. Komplikací je i velké množství posklizňových zbytků a šíření hub rodu Fusarium (Zimolka a kol., 2006). Je důležité, aby byly posklizňové zbytky dobře zapraveny do půdy (Kubinec a kol., 1998) Okopaniny Cukrová řepa Velmi dobrou a zlepšující předplodinou je cukrovka. Splňuje všechny podmínky předplodiny, která jarnímu ječmeni vyhovuje. Kvalita sladovnické jakosti se však může zhoršit, pokud následuje po podzimním zaoráním chrástu tuhá zima a suché jarní období. Minerální dusík se z tohoto důvodu uvolňuje později a může zvýšit vhodné množství obsahu dusíkatých látek v zrnu (Richter, 1999). V suchých oblastech hrozí nebezpečí, že bude ječmen na jaře trpět nedostatkem vody, protože ji cukrovka, jako předplodina, odčerpá (Černý a kol., 2007). Aby se tomuto zamezilo, doporučuje se mělké zapravení jejího chrástu do půdy a aplikace přípravku BETA LIQ, který podporuje rozklad organických látek v půdě (Procházková, Míša, 2005). V současné době se pěstební plochy cukrovky dramaticky snížily, vzhledem ke zrušení velké většiny cukrovarů v ČR. Proto se jako předplodina používá zřídka (Kubinec a kol., 2006)

17 Olejniny Řepka olejná V posledních letech je řepka velmi žádanou a pěstovanou plodinou, proto se s ní, jako předplodinou pro jarní ječmen, setkáváme stále častěji. Řepka je velmi náročná na přísun živin, zejména síry. Velkou část použitých živin vrací zpět do půdy prostřednictvím posklizňových zbytků a následná plodina je může využít. Z tohoto hlediska je velmi výhodnou předplodinou (Matula a kol., 2000). Mák setý V České republice se mák setý, ve srovnání s ostatními evropskými státy, pěstuje intenzivněji a na větších pěstebních plochách a jako předplodina pro jarní ječmen lze též využít. Podobně jako řepka po sobě zanechává využitelné živiny v půdě, ale v menším rozsahu (Zimolka a kol., 2006) Výživa a hnojení Jarní ječmen má horší osvojovací schopnost pro živiny, proto je důležité, aby je měl v půdě v pohotovém stavu a mohl je využívat již od samého počátku svého vývoje. Organické hnojení se k ječmeni běžně nepoužívá. Měl by být zařazen v osevním postupu za hnojem hnojenou předplodinou. Může se využít také zeleného hnojení se zaorávkou slámy. Minerální hnojení má na výživu samozřejmě taktéž velmi pozitivní vliv (Vaněk a kol., 2007). Na jednu tunu zrna ječmen odčerpá kg dusíku, 3,5 6,2 kg fosforu, 16,6 21,0 kg draslíku, 5,7 8,5 vápníku, 1,2 2,4 kg hořčíku a 4,0 4,2 síry. Nezáleží jenom na aktuálním množství živin v půdě a na odběru živin plodinou, ale také na předplodině, která byla před ječmenem pěstována. Významné je také množství posklizňových zbytků a způsob jejich využití (Zimolka a kol., 2006). Hnojení dusíkem Sladovnický ječmen se v sušších oblastech a na humóznějších půdách většinou hnojí dusíkem jednorázově před setím. A to síranem amonným, močovinou, případně hnojivem DAM 390. Hnojení v pozdějších fázích růstu, zejména po odnožování, by bylo nežádoucí pro sladovnickou kvalitu zrna a mohlo by dojít k poléhání rostlin a snadnějšímu napadení patogeny. Pokud se jedná o lehčí půdy a potřeba dusíku se zvýší, je vhodné si dávku rozložit do dvou fází, 2/3 se využijí před setím a 1/3 aplikujeme během vegetace. Pro aplikaci na list se dá použít hnojivo LAV nebo DAM 390 a

18 hnojíme ve fázi 3. a 4. listu (DC 13, 14) (Vaněk a kol., 2007). Při aplikaci by se mělo vycházet z obsahu minerálního dusíku v půdě (Fecenko, Ložek, 2000). Pokud pěstování ječmene následuje po cukrovce, je třeba dbát na to, aby byla cukrovka sklizena, a její chrást zapraven do půdy včas. Mohlo by dojít k uvolňování dusíku až na jaře a nepříznivě by ovlivnil sladovnickou jakost zrna. Obsah N-látek v předním zrnu nesmí překročit 11 %. Po cukrovce se hnojí 0 50 kg N.ha -1. Pokud je předplodinou obilnina, zvyšuje se tak poměr C:N (80 100:1) a proto je třeba při zaorávce aplikovat dusík, 0,8 1 kg N na 100 kg slámy. Touto aplikací docílíme snadnějšího a rovnoměrnějšího rozkladu slámy na orné půdě. Nejvýše hnojíme 50 kg dusíku na hektar (Benada a kol., 2001). Hnojení fosforem Fosfor přispívá k tvorbě škrobu a tím také obsahu extraktu ve sladu. Příznivě ovlivňuje rovnoměrnost dozrávání a podíl předního zrna (Fecenko, Ložek, 2000). Tvoří se mohutnější kořenový systém, rostlina lépe odnožuje a má následně více zrn v klasu. Je nutné, aby byl fosfor v půdě pro ječmen v přijatelné formě. Přijatelnost ovlivňuje i reakce půdy. Pokud je příliš kyselá nebo alkalická, tvoří se nerozpustné sloučeniny. Je tedy vhodné použít hnojiva s vodorozpustnou formou fosforu a to jsou např. AMOFOS a superfosfáty. Ječmen je plodinou staré půdní síly, proto je vhodné aplikovat fosforečná hnojiva k předplodině nebo na podzim. Množství volíme podle obsahu přístupného fosforu v půdě. Pokud byla předplodina cukrová řepa, zvýší se po zaorání chrástu poměr C:P a je potřeba dávku fosforu zvýšit. Na půdy chudé na fosfor je vhodné aplikovat hnojivo při setí na jaře, kg P 2 O 5. Pokud půda obsahuje přístupného fosforu dostatek, nehnojíme vůbec (Zimolka a kol., 2006). Hnojení draslíkem a hořčíkem Draslík pozitivně působí na syntézu sacharidů. Hnojíme buď na podzim spolu se zapravením posklizňových zbytků, aby se draslík dobře rozprostřel v půdním profilu, anebo před setím. Je dobré dát přednost hnojivům, které vedle draslíku obsahují i chlór (např. draselné soli). Chlór může zvýšit výnos, zabránit kořenovým chorobám a zlepšit celkové hospodaření rostliny s vodou. Nedostatek hořčíku v půdách je v ČR poměrně rozšířený, trpí jím 19 % ploch zemědělské půdy (Klement, Sušil, 2005). Doporučuje se hnojivo s názvem DUMAG

19 nebo například hořká sůl. Pokud se ječmen pěstuje po cukrovce, hnojit se nemusí, protože zanechává v půdě hořčíku dostatek (Zimolka a kol., 2006). Vápnění Pokud je reakce půdy příliš kyselá, je pro pěstování sladovnického ječmene potřeba její ph upravit. Tato úprava se provádí vápněním, hlavně v případě těžších půd (Vaněk a kol., 2007). Nejoptimálnější je aplikovat vápenec koncem léta nebo na podzim a to kypřením nebo hlubokou orbou, aby byl rovnoměrně rozprostřen v půdním profilu (Hlušek, 2003). 2.2 Síra Zdroje síry Síra se v přírodě nachází v oxidované formě, redukované formě nebo v čistém stavu. Nejvíce koncentrována je v litosféře a hydrosféře. Menší množství obsahuje půda a těla živých organismů. V atmosféře, do níž se v přírodě uvolňuje vulkanickou činností, rozkladem půdní organické hmoty a uvolňováním dimethylsulfidu z moří, je nejmenší množství. Vlivem průmyslové revoluce na počátku 20. století došlo lidskou činností k nárůstu emisí v ovzduší. Největší vliv na únik plynů, nejčastěji oxidu siřičitého, mělo spalování fosilních paliv, zpracování sulfidických rud, rafinérie ropy, chemické provozy i všechny druhy dopravy. Reakcí na tuto situaci byla odsiřovací opatření po celé Evropě. V ČR, ale i v ostatních vnitrozemských státech se dostávala síra do atmosféry především průmyslovou výrobou, zejména spalováním hnědého uhlí. V roce 1980 bylo na našem území více než 2,1 mil. tun SO 2. Od tohoto roku začalo docházet k postupnému snižování emisí a po roce 1989 k významnému odsiřování zařízení hlavních producentů. K největšímu poklesu došlo v letech Od roku 1999 se stále obsah síry snižuje, ale velmi mírně. Dnes je v ovzduší ročně cca t emisí (Tlustoš a kol., 2011)

20 [kg.ha -1.rok -1 ] 5 >5-10 >10-15 >15-20 >20-30 Obr. 2 Depoziční tok v ČR v roce 2010 (ČHMÚ, 2011) Formy síry v půdě Síra se v půdě nachází v podobě organické a anorganické. V organických sloučeninách její množství naprosto převažuje (98 %) a může zde být v oxidované formě (estery, lipidy, polysacharidy, glukosinoláty), která nejsnadněji podléhá mineralizaci, a proto představuje hlavní zdroj pro výživu rostlin. Tato mineralizace probíhá za přítomnosti enzymu sulfatasy. Schéma mineralizace: R C O SO H 2 O R C OH + H + + SO 4 2- Sulfatasa Dále se síra vyskytuje v redukované formě v podobě aminokyselin (methionin, cystein), kde je síra vázána přes uhlík a mineralizace není tak jednoduchá. Složitější látky se štěpí na jednodušší, to znamená až na aminokyseliny, z nichž se odštěpí sulfan (H 2 S), který oxiduje na síran. Malé množství síry je vázáno v tělech mikroorganismů. Po mineralizaci je síra v této formě, i přes svůj malý podíl, významná ve výživě rostlin. Síra vázána v anorganických sloučeninách se nachází v půdním roztoku, část i v pevné složce půdy, a to ve formě síranů (Vaněk a kol., 2007)

21 2.2.3 Síra v rostlinách Funkce síry v rostlinách Síra se v rostlině podílí na tvorbě disulfidických můstků při syntéze aminokyselin, především cysteinu a methioninu, proto má nezastupitelnou funkci při tvorbě bílkovin. Je součástí např. koenzymu A, glutathionu a některých vitamínů (biotin, thiamin) (Fecenko, Ložek, 2000). Když je v rostlině síry nedostatek, ubývají aminokyseliny obsahující síru a zastavuje se syntéza proteinů, které obsahují dusík. Dusík se najednou přestane utilizovat a je ho v rostlině nadbytek. V ječmeni se zvyšuje hladina dusíkatých frakcí a to má za následek vysoké procento dusíkatých látek v zrnu. U sladovnického ječmene je optimální koncentrace 11 % (Richter, 2003b) Příjem síry rostlinami Kořeny rostlin přijímají síru ve formě síranového aniontu SO 2-4, v této podobě se také síra transportuje uvnitř rostlinných částí. Každé rostlině vyhovuje určité ph, při kterém je příjem těchto aniontů nejvyšší. Ale ph půdy není považováno za výrazně limitující faktor pro příjem síranových aniontů rostlinou. Více závisí na obsahu aniontů 2- chloridových, fosfátových a selenátových, které jsou inhibitory pro příjem SO 4 (Richter, 2003b). Transport přes membránu kořenové buňky do její protoplazmy je uskutečňován transportními proteiny (Clarkson a kol., 2003). Síra může do rostliny proniknout také přes kutikulu na povrchu listů nebo průduchy v podobě SO 2 nebo H 2 S (Marschner, 2003) Přeměny síry v rostlinách Po příjmu do rostlinného pletiva musí proběhnout aktivace síranu adenosintrifosfátem. Reakce probíhá za účasti enzymu ATP- sulfurylázy s ATP a vzniká buď adenosin-5-fosfosulfát (APS) nebo 3-fosfoadenozin-5-fosfosulfátu (PAPS). Sulfátová skupina je následně přenesena na glutamin za přítomnosti enzymu adenosin-5-fosfosulfátsulfotransferáza. Sulfát navázaný na APS nebo PAPS se dále přenáší na SH nosičový komplex, kde dojde k náhradě vodíku za skupinu SO 3 H, která je následně redukována na SH-skupinu. Sulfidy reagují s O-acetyl-L-serinem a vzniká cystein (Nátr, 2003)

22 V podobě cysteinu vstupuje do bílkovin, glutathionu, sirných derivátů nebo poskytuje skupinu SH pro další enzymatické reakce (Richter, 2003b) Sekundární metabolity síry a jejich účinky Brukvovité (Brassicaceae) Některé rostliny tvoří sekundární metabolity síry. Jsou to například brukvovité rostliny (Brassicaceae), které tvoří glukosinoláty. Molekulu glukosinolátů tvoří cukerná složka a aglykon. Pokud nedochází k jejich štěpení, jsou indiferentní. Po rozštěpení slouží k obraným funkcím pro samotnou rostlinu před různými fytopatogeny a škůdci, jsou to antimikrobiální a insekticidní látky. Zároveň mají vyživovací funkci, zásobují samotnou rostlinu sírou a dusíkem, ale mají taktéž vliv na konzumenta této rostliny. Mohou být rozkládány hydrolyticky nebo štěpeny chemicky za různých podmínek, čímž vzniká pestrá škála různě působících látek. Mohou to být látky strumigenní, které jsou problémové pro jedince, který trpí hormonálním onemocněním štítné žlázy. Nebo hepatotoxické, působí toxicky na činnost jater, nefrotoxické, způsobující jakékoliv změny na ledvinách. U hospodářských zvířat způsobují nechutenství ke krmivu a poruchy růstu. K pozitivním vlastnostem, především produktů indolových glukosinolátů, patří hlavně účinky antikarcinogenní. Nejvýznamnější antikarcinogenní aktivitu vykazuje sulforafan (4-methyl-sulfinyl-butylisothiokyanát) obsažený především v brokolici (Pavlíková a kol., 2011). Česnekovité (Alliaceae) Dalšími rostlinami, ve kterých se hojně nacházejí sekundární metabolity síry a které velmi pozitivně ovlivňují lidské zdraví, jsou cibuloviny. Mají svoji charakteristickou vůni, kterou způsobují v první řadě právě sirné sloučeniny. Patři mezi ně thioly, sulfidy, thiopheny, trithiolany a také alliciny, které se po poranění pletiv uvolňují prostřednicvím působení enzymu aliinaza (Kopec, 2010). Allicin působí jako přirozené antibiotikum, je však velmi nestálý, proto není vhodný k výrobě léčiv. Pokud rostlina poraněna není, obsahuje pouze látku alliin, který antibiotické účinky nevykazuje (Malý, 2003). Působení allicinu se dá přirovnat k účinkům penicilínu, protože ničí většinu mikroorganismů (Oberbeil, Lentzová, 2003). Thiosulfonáty zvyšují

23 hladinu dobrého cholesterolu a napomáhají srážlivosti krve. Z dietetického hlediska jsou pro člověka vhodné také z toho důvodu, že pozitivně působí na vstřebávání vitamínu B, díky látce allithiaminu. Z dalších složek, které se v této zelenině vyskytují to jsou deriváty sirných aminokyselin cysteinsulfoxidy. Všechny tyto sirné sloučeniny dělají zmíněnou skupinu rostlin výživově velmi atraktivní. Mimo jiné zlepšují chuť k jídlu, podporují tvorbu žaludečních šťáv, zabraňují otokům, pomáhají při uzdravování dýchacích cest, snižují obsah cukru v krvi atd. (Kopec, 2010) Hnojení sírou Vzhledem k poklesu emisí, které obsahovaly síru, se setkáváme s nedostatkem tohoto prvku v půdě. Proto je doporučováno síru do půdy dodávat v hnojivech, které ji obsahují. Např. síran amonný, síran vápenatý, kapalná nebo granulovaná hnojiva na bázi elementární síry atd. (Valenta, 2011). Mimo jiné má při deficitu rostlina problém využít ostatní prvky, hlavně dusík, který hraje v jejím vývoji značnou roli (Matula, 2007). Sladovnický ječmen odebere sklizní kg.ha -1, z toho vyplývá, že je třeba hnojení sírou věnovat příslušnou pozornost. Má značný vliv na kvalitu vyráběného piva (Hřivna a kol., 2011). Běžná koncentrace síry v rostlinách je asi 0,2 0,5 %, u olejnin 1,0 1,7 % (Richter, 2003b) Síra a obranyschopnost rostlin Vzhledem ke snižování síry v ovzduší začalo docházet u rostlin ke zvýšení četnosti fytopatogenních onemocnění. Například ve Skotsku byl pozorován častější výskyt patogena Pyrenopeziza brassicae na řepce, která je na nedostatek síry ze všech polních plodin nejnáchylnější. V této severské zemi byly prováděné pokusy a aplikace síry měla na regulaci nemoci stejný vliv, jako fungicidy. Na základě tohoto výzkumu byl zaveden termín Sulphur Induced Resistance (SIR) (Haneklaus a kol., 2007). Pro zásobování sírou jsou pro rostlinu důležité sloučeniny jako cystein, glutathion a glukosinoláty. Aplikace elementární síry na list rostliny je také velmi účinné proti tvorbě houbových onemocnění. Pozitivně působí na padlí, plísně na obilninách,

24 aktinomycetovou strupovitost brambor (Streptomyces scabies) a černou skvrnitost na řepce (Alternaria brassicae). Ve svých skleníkových pokusech dokázal mimo jiné také Wang a kol., (2001), že proti patogenům působí též síra aplikovaná do půdy, v tomto případě ve formě síranu amonného. Mechanismus působení síry aplikované na list a síry v půdě působí na základě různých metabolických pochodů (Haneklaus a kol., 2009) Nedostatek síry Příznaky, které se týkají deficitu síry u jednoděložných rostlin, kam řadíme i sladovnický ječmen, nejsou tak konkrétní, jako u dvouděložných, např. brukvovitých. V počátcích svého růstu jsou rostliny zakrnělé a mají světlejší barvu, než rostliny bez příznaků. Objevují se světle zelené pruhy okolo žilnatiny, listy jsou kratší a užší. Nedochází k deformaci rostlin ani k hromadění anthokyanů. Tyto znaky lze snadno zaměnit s nedostatkem dusíku (Haneklaus a kol., 2007). Porost se vyznačuje také tenčími a kratšími stébly s menším počtem klasů a zrn. Při trvalém deficitu se chloróza rozšíří z nejmladších listů na celou rostlinu (Haneklaus a kol., 2008). Z metabolického hlediska nedostatek síry působí omezení syntézy bílkovin a je výrazně snížena aktivita enzymů, které tuto syntézu podporují, např. nitrátreduktáza. Nitráty nejsou dostatečně převáděny na amoniak, takže je omezena tvorba aminokyselin a již zmíněných bílkovin. Toto je důvod, proč jsou symptomy nedostatku síry velmi podobné s nedostatkem dusíku. Minerální dusík se kumuluje, a to je v případě ječmene pro sladovnické účely nepřípustné, protože N-látky v zrnu výrazně ovlivní sladovnickou jakost (Vaněk a kol., 2007)

25 Obr. 3 Žloutnutí listů u jarního ječmene při deficienci síry (Taylor, 2007) Obr. 4 Nedostatek dusíku se projevuje žloutnutím na nejstarších listech ječmene, (Departure of Agruculture and Food, 2007)

26 Obr. 5 Nedostatek síry je znatelný na nejmladších orgánech ječmene (Taylor, 2007) Nadbytek síry Síra v půdním roztoku, tzn. ve formě SO 2-4, většinou nepůsobí v tomto směru problémy. Její koncentrace může být až 4000 mg na 1 l půdního roztoku. Pokud by tuto hodnotu přesáhla, může být pro rostlinu depresivní. Nadbytek v této formě většinou souvisí s vysokým zasolením půd a to hlavně v aridních oblastech. Nadbytek síry ve vzduchu, ve formě SO 2 je problematičtější. Hraniční hodnota je 0,3 mg na 1 m 3, pokud tuto hodnotu síra přesáhne, působí na rostliny toxicky. V dnešní době je ale tento problém vyřešen snížením emisí ve vzduchu a téměř se nevyskytuje (Vaněk a kol., 2007) Ovlivnění sladovnické kvality a výnosu zrna sírou Od počátku 80. let minulého století, po snížení sirných depozic v ovzduší začal dokazovat Scott a kol. (1984) ve Skotsku ve svých pokusech zvyšování výnosu ječmene po hnojení sírou. Dalším výzkumem pokračoval Conry (1993), který na konci 80. let popsal 3 ze 6 pokusů, při kterých došlo po aplikaci síry k průkaznému zvýšení výnosu ozimého ječmene. Za posledních 20 let bylo zjištěno 12 z 25 pokusů ve Velké Británii a

27 Walesu, při kterých hnojení sírou pozitivně ovlivnilo výnos jarního či ozimého ječmene (Zhao a kol., 2003). Nedostatek síry má vliv na složení proteinů, které jsou obsažené v zrnu ječmene. Koncentrace B hordeinů, které jsou na síru bohaté, se snižuje a koncentrace C hordeinů, na síru chudých, naopak roste. Síra tedy může limitovat kvalitu zrna pěstovaného pro sladovnické účely, protože B hordein a D hordein jsou předními složkami gelové frakce proteinů a mohou ovlivnit přeměny endospermu během procesu sladování (Shewry a kol., 2001). Sirné látky ovlivňují chuť a vůni různých potravin a nápojů včetně piva. V pivu jsou obsaženy dimethylsulfidy (DMS) jako hlavní nositelé senzorických vlastností ležáckého piva (Annes a Bemforth, 1982). DMS jsou v pivu produkovány z prekurzorů (PDMS) S-methylmethioninu (SMM) a ve sladu z dimethylsulfoxidu (DMSO). Při sušení sladu vznikají DMS taktéž z SMM (Annes, Bamforth, 1982). Optimální koncentrace DMS i jejich prekurzorů není zcela jasná. Na jejich syntézu a stabilitu má vliv teplota, ph, doba vaření mladiny a další suroviny. Přesné koncentrace těchto senzorických látek se stanovují až ve finálním výrobku (Ryant, Hřivna 2011). Aplikace síry podle Hřivny (2010) nemá negativní vliv na zvýšení obsahu DMS ve sladu, ale významnější roli v pokusech hrála odrůda

28 3 MATERIÁL A METODIKA 3.1 Cíl experimentu Cílem bakalářské práce bylo formou maloparcelkového polního pokusu posoudit, zda má vliv hnojení elementární sírou na list během vegetace na výnosy zrna a na obsah N-látek a síry v předním zrnu sladovnického ječmene. 3.2 Charakteristika pokusného stanoviště Pokusná stanice Školního zemědělského podniku MENDELU v Žabčicích se nachází v Dyjskosvrateckém úvalu. Pozemek je na rovině, v nadmořské výšce 184 metrů nad mořem a patří svými vlastnostmi do kukuřičné výrobní oblasti. Konkrétně do podoblasti K2, která je charakterizována jako teplá, mírně suchá s mírnou zimou. Půda je zde středně těžká s půdním typem fluvizem glejová. Na tomto stanovišti se projevuje vliv podzemní vody s hladinou asi 180 cm pod povrchem v závislosti na ročním období a srážkách, což má za následek intenzivní glejový proces, který se s hloubkou umocňuje. Ornice je mocná 35 cm a obsahuje 2,44 % humusu s poměrem huminových kyselin a fulvokyselin 0,49. Sorpční komplex je nenasycený (KVK = 235 mmol chem. ekvivalent.kg -1 ) a půdní reakce je v celém profilu neutrální (ph = 6,7). Meteorologická stanice, která je součástí tohoto stanoviště, patří dle dlouhodobého normálu ( ) mezi nejteplejší v ČR. Průměrná roční teplota je 9,2 C, rozpětí teplot od 7,9 C do 10,4 C. Absolutní denní maximum teploty vzduchu za celý rok dosáhlo 28,3 C, absolutní minimum pak -7,4 C, průměrná denní teplota byla 10,2 C. Vegetační období trvá na tomto stanovišti od dubna do září a mělo v roce 2011 průměrnou denní teplotu 17,3 C. Absolutní denní maximum teploty vzduchu za sledované vegetační období dosáhlo 28,3 C, absolutní minimum pak -5,7 C. Ve vegetačním období činilo absolutní minimum 5,7 C. Roční úhrn srážek činil v roce mm. Nejbohatším měsícem na srážky byl červenec s průměrným úhrnem 80 mm, nejméně srážek spadlo v listopadu, a to 1,6 mm. Ve vegetačním období činil úhrn srážek 655 mm. Průměrné teploty vzduchu a úhrny srážek jsou znázorněné na klimadiagramu (obr. 7) a jsou na něm dobře viditelná období,

29 kdy bylo srážek opravdu nedostatek. Pokud se nedostatek srážek vyskytne na jaře a trvá delší období, porosty zemědělských plodin jsou po velkou část vegetačního období odkázány na zásobu využitelné vody v půdě a samotném kořenovém systému. Ročník 2011 byl z hlediska rozložení a početnosti srážek velmi příznivý. Obr. 6 Klimadiagram pro dlouhodobý normál ( ), Žabčice

30 Obr. 7 Klimadiagram pro rok 2011, Žabčice 3.3 Metodika pokusu Problematika byla řešena formou maloparcelkového polního pokusu s šesti odrůdami sladovnického ječmene, tři odrůdy pro výrobu Českého piva Aksamit, Bojos a Radegast a odrůdy pěstované hlavně pro export Jersey, Prestige a Sebastian. Vysety byly tři varianty ve třech opakováních kontrola, hnojeno na počátku sloupkování (DC 31) a hnojeno v průběhu metání (DC 57). Tab. 2 Agrochemické vlastnosti půdy před založením pokusu ph/cacl 2 P K Ca Mg (mg.kg -1 ) (mg.kg -1 ) (mg.kg -1 ) (mg.kg -1 ) N min S (mg.kg -1 ) (mg.kg -1 ) 7, ,94 3,67 Podle kritérií hodnocení pro středně těžkou půdu se jedná o půdu neutrální. Množství přístupného fosforu pro ornou půdu je dobré, pro přístupný draslík ve středně těžké

31 půdě dobré, pro přístupný vápník vysoké, pro přístupný hořčík velmi vysoké a pro síru nízké. Tab. 3 Schéma pokusu Varianta Datum Dávka Kontrola sírou nehnojeno nehnojeno Hnojeno sírou v DC kg.ha -1 Hnojeno sírou v DC kg.ha -1 Dne proběhlo setí maloparcelkovým secím strojem Wintersteiger s výsevkem cca 4 MKS dle odrůdy a poté byl pozemek uválen. Před setím bylo provedeno hnojení dusíkem v dávce 30 kg.ha -1 (LAV). Dne byl aplikován herbicid Lintur v dávce 150 kg.ha -1, následně herbicid Puma Extra dávkou 0,8 l.ha -1 a dne fungicid Archer Top v množství 1 l.ha -1. Na počátku sloupkování (DC 31), dne byly odebrány vzorky rostlin, jen z kontrolní varianty 5 rostlin, tzn. 30 rostlin ze tří opakování. Dne (DC 57) byly odebrány vzorky rostlin jen z kontrolní varianty, celkem 12 rostlin ze tří opakování a s aplikací síry v DC 31. Dne v plné zralosti byla provedena sklizeň maropalcelkovou sklízecí mlátičkou Sampo. Po sklizni byl stanoven výnos zrna, obsah dusíkatých látek a obsah síry v předním zrnu

32 Obr. 8 Ječmen jarní na počátku odnožování, Žabčice, Obr. 9 Ječmen jarní na počátku sloupkování, Žabčice,

33 3.3.1 Charakteristika použitých odrůd a hnojiv Odrůdy Aksamit Jedná se o polopozdní odrůdu sladovnického ječmene. Má vysoké výnosy zrna ve všech výrobních oblastech a dobrou odnožovací schopnost. Rostliny jsou středně vysoké. Vzhledem k přítomnosti genu Mlo je odrůda Aksamit odolná vůči padlí travnímu a spále ječmene (rhynchosporiové skvrnitosti) (SELGEN, 2011). Bojos Odrůda Bojos byla v České republice registrována v roce Jedná se o polopozdní odrůdu středního vzrůstu. V kukuřičné oblasti poskytuje až velmi vysoký výnos předního zrna. Tato odrůda dobře odnožuje, je středně odolná proti poléhání. Jako předchozí odrůda Aksamit také obsahuje gen Mlo, takže je odolná proti padlí travnímu, skvrnitostem a rzi ječné (OSEVA, 2012). Radegast Jedná se o polopozdní sladovnickou odrůdu s vyšší odnoživostí. Má středně vysoké výnosy ve všech výrobních oblastech. Rostliny jsou středně vysoké až vysoké, středně odolné proti poléhavosti. Tato odrůda je dobře odolná proti lámání stébla. Zrno má středně velké až velké a výtěžnost předního zrna vysokou. Obsahuje také gen Mlo, je středně odolná proti spále ječmene a méně odolná proti rzi ječné (ELITA, 2006). Jersey Jersey je polopozdní sladovnická odrůda, nízká až středně vysoká. V kukuřičné výrobní oblasti nemívá vysoký podíl předního zrna. Lepších výsledků dosahuje v obilnářské a bramborářské výrobní oblasti, kde je podíl předního zrna středně vysoký. Rostliny jsou středně vysoké až vysoké, zrno středně velké. Tato odrůda je náchylná k napadení rzí ječmene, má střední odolnost proti poléhání a napadení hnědou skvrnitostí a spále ječmene (Benada a kol., 2001)

34 Prestige Tato odrůda je polopozdní, má velmi nízký obsah betaglukanů. Je vhodná pro pěstování ve všech výrobních oblastech, nejlepší výsledky dosahuje v řepařské výrobní oblasti. Má dobrou odolnost proti poléhání a také odnoživost. Vyznačuje se dlouhým produktivním klasem a vysokým podílem předního zrna. Je velmi dobře odolná proti padlí travnímu (gen Mlo), ke rzi ječné, spále ječmene. Ale není příliš odolná proti napadení hnědou skvrnitostí (ELITA, 2006). Sebastian Jedná se o polopozdní až pozdní krátkostébelnou odrůdu. Má velmi vysokou odnožovací schopnost, proto dosahuje výborných výnosů ve všech výrobních oblastech. Je odolná proti poléhání a lámání. Odolnost proti padlí je dobrá, proti rzi ječné a proti hnědým skvrnitostem výborná (SELGEN, 2011). Hnojiva Ledek amonný s vápencem (LAV) Jedná se o granulované hnojivo, směs dusičnanu amonného a jemně mletého vápence, který obsahuje amonnou i nitrátovou formu dusíku (27 %). Je hygroskopický. Aplikuje se před setím, ale také během vegetace k přihnojování a to především v oblastech, kde je třeba zvýšit ph půdy (Hlušek, 2003). Elementární síra s bentonitem (DOLOSUL 80 WG) Jedná se o suspenzi mikronizované elementární síry s bentonitem, určenou pro aplikaci na list během vegetace. Koncentrace síry v daném hnojivu činí 80 %

35 3.4 Použité analytické metody Analýza půdy Stanovení výměnné půdní reakce (ph/cacl 2 ) Hodnota ph byla stanovena potenciometricky, ph metrem. Metoda spočívá v měření aktivity vodíkových iontů ve výluhu zeminy 0,01 mol.l -1 CaCl 2 (Zbíral, 2002). Stanovení obsahu přístupných živin v zemině dle Mehlicha III Touto metodou byl stanoven obsah přístupných živin fosforu, draslíku, vápníku a hořčíku. Zemina byla vyluhována roztokem Mehlich III. V extrahovaném roztoku byl stanoven obsah přístupného fosforu metodou UV/VIS spektrofotometrie. Obsah přístupného vápníku a hořčíku se stanovoval metodou atomové absorpční spektrometrie v plameni acetylen vzduch s deuteriovou korekcí. Pro stanovení přístupného draslíku byla použita atomová emisní spektrometrie (Zbíral, 2002). Stanovení obsahu vodorozpustné síry v zemině Ve filtrovaném vodném výluhu zeminy byl poměřen obsah vodorozpustné síry, v poměru zemina:voda 1:5, metodou ICP-OES pomocí spektrometru (Zbíral, 2002) Analýza zrna Stanovení N-látek v zrnu Obsah N-látek v zrnu byl stanoven metodou podle Kjeldahla. Nejprve se stanovilo množství N-látek v zrnu ječmene a poté bylo toto množství násobeno koeficientem 6,25 a tím přepočteno na N-látky v zrnu (Húska, Petr, 1997). Stanovení síry v zrnu Nejprve se udělal rozklad zrna v HNO 3 a H 2 O 2, aby vznikl výluh. Vlastní stanovení síry se dále provádělo metodou ICP (optická emisní spektrometrie v indukčně vázaném plazmatu) (Zbíral a kol., 2005)

36 3.4.3 Použité statistické metody Výnos zrna byl hodnocen vícefaktorovou analýzou rozptylu při využití programu STATISTICA, verze 10. Následné testování bylo provedeno Tuckeovým testem významnosti rozdílů

37 4 VÝSLEDKY A DISKUZE 4.1 Výnos zrna Vliv aplikace síry se na zvýšení výnosu zrna u jednotlivých variant statisticky neprokázal. Mezi odrůdami byl velmi vysoce průkazný (tab. 4). Tab. 4 Analýza vlivu hnojení u jednotlivých variant a odrůd Faktory Stupně SČ PČ F p volnosti Varianta 2 1,549 0,774 1,947 NS hnojení Odrůda 5 6,518 1,304 3,890 *** Chyba 36 12,064 0,335 Celkem 53 21,833 Pozn.: SČ - součet čtverců, PČ - počet čtverců, F testové kritérium, p vliv faktoru: NS neprůkazný, *** - velmi vysoce průkazný U varianty hnojené na počátku sloupkování (DC 31) byl průměrný výnos nejnižší (obr. 10). Je zřejmé, že u rostlin hnojené v této fázi se projevil stres. Průměrný výnos u sírou nehnojené kontroly a varianty hnojené v průběhu metání (DC 57) je shodný (tab. 5). Rok 2011 byl velmi příznivý z hlediska rozmístění srážek, proto dosáhla i sírou nehnojená kontrola stejného průměrného výnosu, jako rostliny hnojené sírou v průběhu metání. Mezi odrůdami Aksamit, Radegast a Jersey nebyl po aplikaci sírou statisticky významný rozdíl. Mezi odrůdami Sebastian a Bojos též ne a odrůda Prestige se statisticky velmi významně lišila svým výnosem od všech ostatních (tab. 5). Nejvyššího průměrného výnosu dosáhla odrůda Sebastian a Bojos, naopak nejnižší Prestige (obr. 11). Podle doporučených odrůd pro rok 2010 tato výnosovost v kukuřičné výrobní oblasti odpovídá (ÚKZÚZ, 2010). Celkově se výnosy zrna pohybovaly od 6,4 t.ha -1 do 9,0 t.ha

38 Tab. 5 Průměrné hodnoty výnosů a jejich průkaznost dle Tukeye Faktor Úroveň faktoru n Průměr ± Směrodatná odchylka Statistická průkaznost rozdílů Rel. % S nehnojeno 3 7,9 ± 0,8 a 100 Varianta S v DC ,5 ± 0,6 a 95 S v DC ,9 ± 0,4 a 100 Aksamit 3 7,4 ± 0,4 ab 90 Radegast 3 7,9 ± 0,4 ab 96 Odrůda Sebastian 3 8,2 ± 0,4 a 100 Bojos 3 8,1 ± 0,7 a 99 Jersey 3 7,7 ± 0,7 ab 94 Prestige 3 7,3 ± 0,5 b 89 Pozn.: n počet pozorování; Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je u nich uvedeno shodné písmenko

39 výnos (t/ha) 8,3 8,2 8,1 8,0 7,9 7,8 7,7 7,6 7,5 7,4 7,3 7,2 7,1 S nehnojeno S v DC 31 S v DC 57 varianta hnojení Obr. 10 Výše výnosu jednotlivých variant hnojení 8,8 8,6 8,4 8,2 8,0 výnos (t/ha) 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0 6,8 6,6 Aksamit Radegast Sebastian Bojos Jersey Prestige odrůda Obr. 11 Výše výnosu jednotlivých odrůd Experimenty na zvyšování výnosů zrna u sladovnického ječmene jsou popisovány již od 80. let minulého století ve Skotsku, kde byly již v té době depozice síry podstatně nižší, než u nás (Scott a kol., 1984). Výnosová reakce po aplikaci síry není u jednotlivých experimentů zcela jednoznačná. Conry (1993) popisuje zvýšení

40 výnosů u ozimého ječmene ve 3 z 6 pokusů v letech V posledních dvaceti letech bylo v Anglii a Walesu zaznamenáno 12 průkazných pokusů s jarním nebo ozimým ječmenem z celkových 25. V Německu byl též zjištěn signifikantní přírůstek výnosu po hnojení sírou, ale pouze u 2 pokusů z 9 (Zhao a kol., 2003). 4.2 Obsah N-látek v zrnu Hnojení elementární sírou během vegetace má na obsah N-látek v zrnu statisticky vysoce průkazný vliv (tab. 6). Tab. 6 Analýza vlivu hnojení elementární na obsah N-látek v zrnu Faktory Stupně SČ PČ F p volnosti Varianta 2 4,614 2,307 5,008 ** hnojení Odrůda 5 7,291 1,458 5,20 ** Chyba 36 10,104 0,281 Celkem 53 28,103 Pozn.: SČ - součet čtverců, PČ - počet čtverců, F testové kritérium, p vliv faktoru: NS neprůkazný, ** - vysoce průkazný

41 Tab. 7 Průměrné obsahy N-látek v zrnu a průkaznost jejich rozdílů dle Tukeye Faktor Úroveň faktoru n Průměr ± Směrodatná odchylka Statistická průkaznost rozdílů Rel. % S nehnojeno 3 9,4 ± 0,71 a 100 Varianta S v DC ,8 ± 0,71 b 94 S v DC ,8 ± 0,61 b 94 Aksamit 3 9,0 ± 0,83 ab 96 Radegast 3 9,4 ± 0,74 a 100 Odrůda Sebastian 3 8,4 ± 0,46 b 89 Bojos 3 9,2 ± 0,75 a 98 Jersey 3 8,7 ± 0,32 ab 93 Prestige 3 9,3 ± 0,70 a 99 Pozn.: n počet pozorování; Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je u nich uvedeno shodné písmenko. 10,0 9,8 9,6 9,4 N-látky (%) 9,2 9,0 8,8 8,6 8,4 8,2 S nehnojeno S v DC 31 S v DC 57 varianta hnojení Obr. 12 Obsah N-látek v zrnu v jednotlivých variantách hnojení

42 Kontrolní varianta (S-nehnojena) se obsahem N-látek v zrnu statisticky významně liší od varianty hnojené na počátku sloupkování (DC 31) a během metání (DC 57). U variant, kde byla aplikována elementární síra došlo k poklesu N-látek v zrnu. Z obr. 12 je zřetelné, že u sírou hnojených variant dochází k úbytku dusíkatých látek v zrnu. Nejvýraznější pokles je zaznamenán u varianty hnojené ve fázi DC ,0 9,8 9,6 9,4 9,2 N-látky (%) 9,0 8,8 8,6 8,4 8,2 8,0 7,8 Aksamit Bojos Jersey Prestige Radegast Sebastian odrůda Obr. 13 Průměrný obsah N-látek v zrnu jednotlivých odrůd Odrůdy Aksamit a Jersey se statisticky významně liší od odrůd Radegast, Bojos, Prestige a Sebastian (obr. 13). Sebastian a Jersey měli obsah N-látek v zrnu nejnižší, Radegast a Bojos naopak nejvyšší (tab. 8). Hodnoty N-látek se pohybovaly od 7,7 % do 11,0 %. Z hlediska sladovnické jakosti by jejich obsahem nejlépe odpovídaly varianty Radegast, kde obsah N-látek v zrnu činil od 8,4 % do 11,0 % a u Bojosu od 8,4 % do 10,2 %. U odrůd Jersey a Sebastian naopak obsah N-látek v zrnu nepřekročil 9,9 %. Nejvýnosnější a nejvzrůstnější odrůda Sebastian měla nejnižší obsah N-látek v zrnu (obr. 13). Je to dáno tím, že dusík byl použit na tvorbu sirných aminokyselin (methionin, cystein) a později tvorbu bílkovin a celkové biomasy rostliny

43 Tento pokus byl zakládán s předpokladem sucha, které bývá na stanovišti pěstování obvyklé, proto se hnojilo pouze 30 kg dusíku na hektar v hnojivu LAV před setím. Pokud by sucho nastalo, mohlo by dojít k hromadění dusíkatých látek v zrnu. Optimální množství je 10,2 11,0 % (Zimolka a kol., 2006). Pokud je v zrnu dusíkatých látek výrazně méně (pod 10 % případně 9 %) je negativně ovlivněna jeho sladovnická kvalita. Vysoký obsah bílkovin je též nežádoucí, zhoršuje kvalitativní ukazatele sladu (Kosař a kol., 1997). Rok 2011 byl ale z hlediska rozložení srážek velmi příznivý a nárůst dusíkatých látek během vegetace nenastal, proto se pohybují průměrné hodnoty od 8,8 % do 9,4 % a to je z hlediska jakosti pro výrobu sladu neodpovídající. Jejich hladina je tedy nižší i u sírou nehnojené kontroly. U hnojených variant je procentická hodnota N-látek ještě nižší. V tomto experimentu byly vlivem dodání mikronizované síry během vegetace sníženy N-látky v zrnu. Aplikace síry snižuje obsah N-látek v zrnu, nikoli však díky tzv. zřeďovacímu efektu, jako důsledku zvýšení výnosu zrna, jak uvádí (Zhao a kol. 2006). V oblastech, kde se intenzivněji hnojí dusíkem a hrozí nadbytek N-látek v zrnu by byla pro jejich snížení aplikace elementární síry na list během vegetace pro sladovnickou jakost přínosná