Česká zemědělská univerzita v Praze AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS OSIVO A SADBA. XII. odborný a vědecký seminář.

Transkript

1 Česká zemědělská univerzita v Praze AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS OSIVO A SADBA XII. odborný a vědecký seminář Sborník referátů 5. února 2015

2 Česká zemědělská univerzita v Praze AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS OSIVO A SADBA XII. odborný a vědecký seminář pořádaný ČZU v Praze, ve spolupráci s Českomoravskou šlechtitelskou a semenářskou asociací a Českou zemědělskou společností na ČZU Sborník referátů 5. února 2015

3

4 Czech University of Life Sciences Prague AGRICULTURA - SCIENTIA - PROSPERITAS SEED AND SEEDLINGS XII. Scientific and technical seminar Organized by CULS Prague, with cooperation of Czech Seed Trade Association (ČMŠSA) and Czech Agriculture Company at CULS Proceedings 5 th February 2015

5 Česká zemědělská univerzita v Praze Katedra rostlinné výroby Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů Praha 6 - Suchdol ISBN

6 OBSAH SEMENÁŘSKÁ A ŠLECHTITELSKÁ LEGISLATIVA 9 PŘÍNOSY A ÚSKALÍ PĚSTOVÁNÍ GM ROSTLIN V ČR 10 Zuzana Stratilová SEMENÁŘKÝ A ŠLECHTITELSKÝ SEKTOR V TURECKU SOUČASNÝ STAV A BUDOUCÍ VÝVOJ 15 Cengiz Toker, Ersin Polat, Cengiz Ikten, Katerina Pazderu KVALITA OSIV A SADBY 21 AGROKLIMATICKÉ PODMÍNKY ČESKÉ REPUBLIKY, JEJICH VÝVOJ A VLIV NA ROSTLINNOU PRODUKCI 22 Hana Středová, Tomáš Středa BIOLOGICKÉ OŠETŘENÍ OSIVA OBILNIN 28 Evženie Prokinová, Eliška Ondráčková, Michal Ondřej ODEZVA SEMENÁČKŮ ŘEPKY NA OŠETŘENÍ SEMEN CHLADNÝM PLAZMATEM 35 Renata Ryplová, Božena Šerá, Laura Bicanová, Tereza Landová, Kamila Petrášková, Tamara Rákosníková STUDIE RŮSTU OBILEK PŠENICE OVLIVNĚNÝCH RŮZNÝMI EXTRAKTY Z ROSTLIN 41 Božena Šerá, Lubomír Věchet, Iveta Gajdová SPOLEČNÉ A SPECIFICKÉ VLASTNOSTI SEMEN JEDNOTLIVÝCH PLODIN A JEJICH VÝZNAM 45 Ladislav Bláha SEMENÁŘSKÝ VÝZKUM A PRODUKCE OSIV V ČR A VE SVĚTĚ 51 Kateřina Pazderů ŠLECHTITELSKÝ A SEMENÁŘSKÝ VÝZKUM PRO PRAXI 56 KLÍČENÍ OSIVA CIBULE KUCHYŇSKÉ PO APLIKACI ATONIKU PŘI OPTIMÁLNÍ A PŘI SNÍŽENÉ VLHKOSTI 57 Jitka Doležalová, Martin Koudela, Josef Sus, Vojtěch Ptáček OŠETŘENÍ OSIVA MRKVE TĚKAVÝMI LÁTKAMI Z ROSTLIN 64 Simona Ličková, Jaroslav Tomášek, Jakub Šmíd, Pavel Klouček, Anežka Janatová VITALITA SEMEN A VELIKOST KOŘENOVÉHO SYSTÉMU JAKO NÁSTROJ PRO ÚNIK A TOLERANCI SUCHU 71 Jana Klimešová, Eva Vintrlíková, Tomáš Středa VLIV STŘÍDAVÝCH TEPLOT NA PARAMETRY KLÍČIVOSTI SEMEN PÍCNÍCH ČIROKŮ 77 Pavel Fuksa, Zuzana Hrevušová, Jaromír Šantrůček, Václav Brant VLIV PŘEDSEŤOVÉ ÚPRAVY OSIVA LASEROVÝM ZÁŘENÍM A MAGNETICKÝM POLEM NA VÝNOS A TECHNOLOGICKOU KVALITU ŘEPY CUKROVKY 83 Urszula Prośba-Białczyk, Hanna Szajsner, Bronisław Szubzda,Małgorzata Wilkosz, Piotr Regiec PŘEDSEŤOVÁ STIMULACE OSIVA ŘEPY CUKROVÉ 88 Hanna Szajsner, Urszula Prośba Białczyk, Elżbieta Sacała, Anna Demczuk, Edward Grzyś, Bronisław Szubzda, Małgorzata Wilkosz PĚSTOVANÉ ODRŮDY A PRODUKČNÍ POTENCIÁL CUKROVÉ ŘEPY V ČR 94 Josef Pulkrábek, Jaroslav Urban, Jan Křováček, Michaela Jedličková

7 PŘESKLADNĚNÍ OSIVA MŮŽE NEGATIVNĚ OVLIVNIT KLÍČIVOST A POLNÍ VZCHÁZIVOST JARNÍHO JEČMENE 100 Hana Honsová VLIV PODMÍNEK PĚSTOVÁNÍ NA KVALITU OSIVA VYBRANÝCH ODRŮD JARNÍHO JEČMENE 105 Jindřiška Kučerová 1, Vratislav Psota 2, Viera Šottníková 1 VLIV METODY OBALOVANÍ OSIVA HNOJIVEM NA KLÍČENÍ A POČÁTEČNÍ VÝVOJ VYBRANÝCH DRUHŮ TRAV 109 Michal Kvasnovský, Iva Klusoňová, Pavel Knot, Jiří Skládanka VLIV MOŘENÍ OSIVA BIOLOGICKY AKTIVNÍMI LÁTKAMI PŘI ZAKLÁDÁNÍ SEMENÁŘSKÝCH POROSTŮ NA VITALITU VYPRODUKOVANÝCH SEMEN 114 Pavel Procházka, Přemysl Štranc, Jaroslav Štranc, Jan Kříž MOŽNOSTI IDENTIFIKACE A CHARAKTERIZACE ODRŮD VOJTĚŠKY SETÉ (Medicago sativa L.) S VYUŽITÍM MIKROSATELITNÍCH MARKERŮ 120 Tereza Sabolová VLIV DOBY SKLADOVÁNÍ OSIVA VOJTĚŠKY NA JEHO KLÍČIVOST V ZÁVISLOSTI NA TVRDOSLUPEČNOSTI OSIVA 126 Josef Hakl, Jana Konečná, Jaromír Šantrůček VLIV PŘEDSEŤOVÉ APLIKACE RŮSTOVÝCH STIMULÁTORŮ NA RŮST A VÝVOJ TŘÍ ODRŮD BRAMBOR 131 Maria Pytlarz-Kozicka, Lesław Zimny, Sylwia Lewandowska VLIV NAMÁČENÍ HLIZ V RŮSTOVÝCH STIMULÁTORECH NA VÝNOS VYBRANÝCH ODRŮD BRAMBOR 139 Maria Pytlarz-Kozicka, Lesław Zimny, Sylwia Lewandowska VLIV SKLADOVÁNÍ SADBOVÝCH BRAMBOR NA RYCHLOST POČÁTEČNÉHO RŮSTŮ NATĚ 145 Šottníková V., Hřivna L., Kučerová J., Burešová I. VLIV PŮVODU OSIVA NA VÝNOSY JARNÍ PŠENICE 149 Radovan Chaloupský, Hana Honsová, Ivana Capouchová, Dagmar Janovská, Petr Konvalina PRODUKCE OSIV VE VOJVODSTVÍ DOLNOSLEZKÉM -POLSKO 154 Sylwia Lewandowska, Anna Młynarczyk KLÍČENÍ METLICE TRSNATÉ A LIPNICE LUČNÍ V RŮZNÝCH TEPLOTNÍCH A VLÁHOVÝCH PODMÍNKÁCH 159 Svobodová Miluše, Martinek Jaroslav, Králíčková Tereza VLIV OBALENÍ OSIVA HNOJIVEM NA KLÍČIVOST A RYCHLOST POČÁTEČNÍHO VÝVOJE TŘÍ TRÁVNÍKOVÝCH DRUHŮ 164 Pavel Knot, Michal Kvasnovský, Iva Klusoňová, Lucie Hodulíková VPLYV STÚPAJÚCEJ KONCENTRÁCIE CO2 NA KLÍČENIE ZŔN VYBRANÝCH DRUHOV KŔMNYCH TRÁV 170 Ľuboš Vozár, Peter Kovár, Ján Jančovič, Peter Hric, Petra Verešová VYUŽITIE PODPORNÝCH PRÍPRAVKOV PRE ZLEPŠENIE KLÍČENIA ZŔN VYBRANÝCH DRUHOV KŔMNYCH TRÁV 175 Peter Kovár, Ľuboš Vozár, Ján Jančovič, Peter Hric PĚSTOVÁNÍ LNIČKY SETÉ (CAMELINA SATIVA L.) NA SEMENO V PODMÍNKÁCH EKOLOGICKÉHO ZEMĚDĚLSTVÍ 181 Daniela Knotová, Jan Pelikán VLIV MEZIŘÁDKOVÉ VZDÁLENOSTI NA VÝNOS OSIVA ODRŮD AGROSTIS GIGANTEA 185 Agnieszka Katańska-Kaczmarek, Małgorzata Szczepanek,

8 REAKCE SEMENÁŘSKÉHO POROSTU KOSTŘAVY RÁKOSOVITÉ NA ÚROVEŇ DUSÍKATÉHO HNOJENÍ 190 Małgorzata Szczepanek VLIV VÝSEVKU NA STRUKTURU POROSTU ŽITA TRSNATÉHO (SECALE CEREALE, VAR. MULTICAULE) 195 Jaromír Procházka, Karel Vejražka, Jaroslav Lang VLIV ÚPRAVY OSIVA HUMINOVÝMI LÁTKAMI A LISTOVÉ VÝŽIVY DRASLÍKEM NA VÝNOS PŠENICE OZIMÉ 199 Edward Wilczewski, Małgorzata Szczepanek VLIV RŮZNÝCH METOD HYDRATACE NA KLÍČIVOST OSIVA LESNÍCH DŘEVIN VE STRESOVÝCH PODMÍNKÁCH 205 Pavel Procházka, Přemysl Štranc, Jaroslav Štranc, Ivo Kupka STIMULAČNÍ VLIV PŘÍPRAVKŮ TRISOL NA KLÍČIVOST A VZCHÁZIVOST MÁKU SETÉHO (PAPAVER SOMNIFERUM L.) 211 Božena Šerá, Miroslava Hájková KLÍČIVOST VYBRANÝCH TRAVNÍCH DRUHŮ V PODMÍNKÁCH VODNÍHO STRESU 216 Marek Kopecký, Jaroslav Bernas, Jan Moudrý jr., Milan Kobes PRAKTICKÉ APLIKÁCIE MOLEKULÁRNEJ BIOLÓGIE V ŠĽACHTENÍ PŠENICE 222 Edita Gregová, Darina Muchová, Roman Hašana, Svetlana Šliková VYUŽITÍ METODY DIHAPLOIDŮ VE ŠLECHTĚNÍ OZIMÉ ŘEPKY 227 Miroslav Klíma, Vratislav Kučera, Miroslava Vyvadilová, Alois Hilgert, Milan Urban, Lenka Endlová, Viktor Vrbovský, Ivana Macháčková, Kateřina Bělská, Miroslav Řičica, Prokop Šmirous, Lenka Havlíčková, Eva Jozová, Vladislav Čurn VERIFIKÁCIA REGISTROVANÝCH GENOTYPOV OVSA ELEKTROFORETICKÝMI METÓDAMI 234 Svetlana Šliková, Edita Gregová, Zdenka Gálová, Tímea Kuťka-Hlozáková, Peter Hozlár VYUŽITÍ POKROČILÝCH SEPARAČNÍCH TECHNIK K IDENTIFIKACI ODRŮD TRITIKALE NA ZÁKLADĚ POLYMORFISMU ZÁSOBNÍCH PROTEINŮ 239 Jana Bradová, Lenka Štočková KVALITA OSIVA OVSA Z EKOLOGICKÉHO SYSTÉMU HOSPODAŘENÍ 245 Petr Konvalina, Martina Stoličková, Ivana Capouchová, Hana Honsová, Evženie Prokinová, Dagmar Janovská VLIV ZPŮSOBU VÝŽIVY POROSTŮ NA PRODUKCI OSIV TRAV V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ 245 Radek Macháč

9

10

11 Semenářská a šlechtitelská legislativa Osivo a sadba,

12 PŘÍNOSY A ÚSKALÍ PĚSTOVÁNÍ GM ROSTLIN V ČR Benefits and Difficulties of Production of GM Plants in the Czech Republic Zuzana Stratilová Odbor bezpečnosti potravin, MZe ČR Abstract The growing of GM plants is permitted for maize genotype MON 810 in the ČR. Valid rules of coexistence of GM crops represent additional costs for producers of this maize type, which leads to decrease of GM maize growing area in the ČR. Seed trade applies zero tolerance to GM impurities. Under rules of coexistence possibility of free choice for farmers between growing of Bt-maize and conventional maize varieties will continue in the future. Keywords: Bt-maize, coexistence, GM impurities, seed Souhrn Pěstování GM rostlin v ČR je povoleno pro genotyp kukuřice MON 810. Platná pravidla koexistence pěstování GM plodin znamenají pro pěstitele GM plodin dodatečné náklady, které vedou ke snižování pěstitelské plochy. V obchodu s osivy se uplatňuje platná nulová tolerance pro příměsi GMO. V rámci pravidel koexistence bude v České republice i nadále existovat možnost výběru mezi pěstováním Bt kukuřice a konvenčním či ekologickým pěstováním této plodiny. Klíčová slova: Bt-kukuřice, koexistence, GM příměsi, osivo Problematika geneticky modifikovaných organismů (GMO) a jejich aplikace, zejména v zemědělství a potravinářství, je v EU stále kontroverzním tématem. Pohledy jednotlivých členských států jsou značně polarizované. Na jedné straně stojí státy, které podporují využívání nových biotechnologií včetně GMO a na druhé ty, které je z různých důvodů zavrhují. Tyto státy povyšují veřejné mínění a politické zájmy nad vědeckou platformu v této oblasti. Česká republika se řadí spíše k liberálním státům, které při nakládání s GMO respektují vědecké poznatky a drží se principu předběžné opatrnosti. Z tohoto důvodu byla v České republice obecně závaznými právními předpisy stanovena pravidla koexistence pro pěstování geneticky modifikovaných (GM) rostlin tak, aby bezpečně mohly vedle sebe fungovat technologie využívající GM rostliny a konvenční způsoby pěstování plodin a rovněž ekologické zemědělství. Pěstování GM kukuřice MON 810 v ČR Česká republika má dlouholetou praxi s pěstováním GM kukuřice MON810, nazývané též Bt kukuřice. Název Bt kukuřice je odvozen od bakterie Bacillus thuringiensis, jejíž gen byl vložen do dědičného materiálu kukuřice za účelem rezistence vůči hmyzu. Tento gen kóduje v rostlině produkci proteinu s toxickým účinkem, který působí v zažívacím ústrojí určitých druhů hmyzu. Bt kukuřice MON810 je zacílena na hmyzí škůdce řádu motýlů (Lepidoptera). V podmínkách ČR se jedná především o zavíječe kukuřičného (Ostrinia nubilalis). Zavíječ kukuřičný se u nás nejhojněji vyskytuje v nejteplejších oblastech, tedy na jižní Moravě a ve středních Čechách. Výhody Bt kukuřice spočívají zejména v samotné technologii pěstování Bt hybridů od jednoduchosti a spolehlivosti ochrany proti zavíječi, přes snížení vstupu do porostů až po výsledný efekt při sklizni (nepolámané, nepolehnuté rostliny). Při pěstování Bt kukuřice dosahují pěstitelé v ČR vyšší 10 Osivo a sadba,

13 výnosy než při pěstování tradičních hybridů a sklizený produkt je kvalitnější vzhledem k nižšímu zaplísnění houbami rodu Fusarium. Velkou roli přitom hraje míra lokálního výskytu zavíječe kukuřičného a alternativní přístupy v ochraně konvenční kukuřice (chemická/biologická ochrana či zcela bez postřiku). Na druhé straně pěstování Bt kukuřice s sebou přináší určité nevýhody. Nespokojenost pěstitelů vychází především z legislativně-administrativní náročnosti, která k pěstování a obecně k jakémukoli užívání GM organismů v EU, neodmyslitelně patří. Požadavky vyplývající z pravidel koexistence, která jsou v ČR povinná, je náročné naplnit. Například rozvržení polí dle pravidel koexistence nelze vždy provést nebo je nutné zásadním způsobem přizpůsobit plán osevu. Z ekonomického pohledu pěstitelé identifikují vyšší náklady na vstupech produkce (dražší osiva Bt hybridů), ale i problémy na výstupu. Stále přetrvává obava a neochota odběratelů zkrmovat GM kukuřičným zrnem, neboť vznikají problémy s odbytem např. mléka ze zkrmovaných zvířat GM krmivy. Odběratelé vyžadují, aby bylo doloženo, že je produkce GMO free. Toto označení má pouze marketingový význam. Nezávislé studie potvrdily, že do svalů, mléka, vajec a jiných živočišných produktů se vnesená DNA nedostává. Polymery jsou rozštěpeny v zažívacím traktu. Navíc produkty nepochází z GM zvířat, tedy není nutné tyto produkty označovat jako GMO. Konečné produkty živočišného původu ze zvířat krmených GM krmivy a krmenými konvečními krmivy jsou totožné. Bylo by tedy i problematické tuto produkci kontrolovat. Výměra pěstebních ploch Bt kukuřice MON 810 v ČR V České republice se Bt kukuřice MON 810 pěstuje od roku Dosud největší výměra ploch byla zaznamenána v roce 2008, kdy bylo oseto 8380 ha (cca 3 % z celkové pěstební plochy konvenční kukuřice v ČR). Od roku 2009 měly plochy Bt kukuřice klesající tendenci až do roku 2011, kdy byl naopak zaznamenán meziroční nárůst ploch Bt kukuřice o 8 %. Od tohoto roku následoval rapidní úbytek ploch GM kukuřice na území ČR. S úbytkem ploch se snížil také počet pěstitelů, kteří se věnují kultivaci GM kukuřice. Kromě výše zmíněných důvodů jsou důvodem poklesu ploch také přísná pravidla vyplývající z legislativy EU, např. povinnost oddělovat produkci Bt kukuřice od produkce konvenční kukuřice, produkci označovat jako GMO, atd. Navíc například v České republice jsou zavedena tzv. pravidla koexistence, která vychází z doporučení EK z roku 2003 (č. 556/2003). Cílem pravidel koexistence je stanovit opatření k minimalizaci potenciálních ekonomických ztrát, které mohou vzniknout přimícháním produktů GMO do konvenčních či Bio produktů. Tato pravidla mají preventivní charakter a přispívají k tomu, aby žádný ze systémů zemědělské produkce (konvenční, ekologický či s využitím GM rostlin) nebyl v ČR vyloučen, a aby tak zůstala zachována zemědělci a následně i spotřebiteli možnost volby kteréhokoli z uvedených systémů. Zemědělcům pěstujícím Bt kukuřici tak vznikají další dodatečné náklady. Vývoj ploch Bt kukuřice v ČR v letech ha 1290 ha 5000 ha 8380 ha 6480 ha 4680 ha 5090 ha 3050 ha 2650 ha 1754 ha ,05 % 0,47 % 1,83 % 2,91 % 2,39 % 1,66 % 1,66 % 0,94 % 0,77 % 0,50 % Výměra plochy v ha Počet pěstitelů Podíl GM kukuřice na celkové výměře kukuřice pěstované v ČR Zdroj: Statistika Ministerstva zemědělství Uvedení GM rostlin (popř. potravin a krmiv na trh EU) Aby bylo možné uvést GM rostliny na trh EU nebo pěstovat, musí žádost projít poměrně komplikovaným schvalovacím procesem, který trvá i několik let. V případě platné autorizace v EU jsou Osivo a sadba,

14 dané GM rostliny (příp. GM potraviny a krmiva) povoleny pro dovoz nebo pěstování v České republice. Závisí na charakteru žádosti. Žádost o pěstování trvá podstatně déle nežli žádost o uvedení na trh (tedy pro dovoz). V EU je možné pěstovat z GM rostlin pouze Bt kukuřici MON 810 odolnou vůči zavíječi kukuřičnému (od r. 1998). Důvodem povolení pouze jedné GM rostliny v EU je velmi problematický proces schvalování, jedna z nejpřísnějších legislativ na světě a především blokační menšina členských států EU, která dané žádosti svými negativními stanovisky drží v procesu schvalování co nejdéle. Například GM brambor Amflora pro průmyslové využití byl schválen k pěstování až po 14 letech a po 3 letech bylo povolení anulováno z důvodu administrativní chyby při schvalování. Mezi členské státy EU, které pěstují Bt kukuřici MON 810, v současné době patří Španělsko, Portugalsko, Česká republika, Rumunsko a Slovensko. Ačkoliv dosavadní výše ploch Bt kukuřice v EU byla velmi proměnlivá, od roku 2011 se každoročně výměra ploch Bt kukuřice zvyšuje. V roce 2014 plocha činila cca 140 tis. ha. Na zvýšení výměry má klíčový podíl především Španělsko, které posílilo pěstování GM rostlin, a jejich pěstební plochy tak tvoří 90 % z celkové výměry ploch Bt kukuřice v EU. Dovoz GM rostlinných komodit do EU Dovoz GM rostlin je oproti jejich pěstování v EU běžnější. K uvedení na evropský trh je povoleno 50 druhů genetických modifikací rostlin a GM bakterie a kvasinka (ke dni 16. ledna 2015: 29x kukuřice, 8x bavlník, 7x sója, 3x řepka olejka, 1x cukrová řepa a 1x kvasinka a bakterie). Seznam povolených GM rostlin (a obecně všech GM potravin a krmiv) vede a pravidelně aktualizuje Evropská komise a je dohledatelný na internetových stránkách: Většina importovaných GM rostlin do EU se zpracovává v krmivářském průmyslu. Geneticky modifikované rostliny tak hrají v Evropské unii důležitou roli. Do unie se dováží především kukuřice, kukuřičný gluten, sójové boby, sójový šrot, pšenice, řepka a řepkový šrot. Spolu s Čínou představuje EU více než polovinu světové poptávky po dovozu krmiv. Jelikož dovozy těchto komodit pochází především ze zemí, které patří mezi hlavní pěstitele GM rostlin (USA, Brazílie, Argentiny a Kanady), většina dovozů rostlinných komodit (především sóji a kukuřice) je geneticky modifikovaná. Označování GM produktů v EU GM rostliny lze dovážet ze třetích zemí a dále zpracovávat jako krmivo nebo potravinu, příp. pro průmyslové využití pouze v souladu s Nařízením Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1829/2003 o geneticky modifikovaných potravinách a krmivech a s Nařízením Evropského parlamentu a Rady č. 1830/2003 o sledovatelnosti a označování geneticky modifikovaných organismů a sledovatelnosti potravin a krmiv vyrobených z geneticky modifikovaných organismů. V případě dovozů GM rostlinných komodit ze třetích zemí jsou tyto země povinny dodržovat platnou legislativu EU pro oblast GMO, což znamená tyto dodávky potravin či krmiv před uvedením na trh označit. Označování GM potravin a krmiv na obalu dle Nařízení EP a R č. 1829/2003: geneticky modifikovaný organismus, obsahuje geneticky modifikovaný organismus, vyrobený z geneticky modifikované sóji (uvedení konkrétní rostliny), u nebalených GM potravin a krmiv nebo u balených v malých obalech o nižší ploše než 10 cm 2, musí být označení na boxu s vystaveným produktem či bezprostředně vedle produktu. Označování GM potravin a krmiv je zásadním ukazatelem postojů v EU k problematice GMO. Cílem je, aby takové produkty byly v případě pozdějšího rizika dohledatelné. Nařízení EP a Rady č. 1829/2003 o geneticky modifikovaných potravinách a krmivech stanovuje mez tolerance pro náhodné 12 Osivo a sadba,

15 nebo technicky nevyhnutelné příměsi GMO v konvenčních produktech, která je ve výši 0,9 %. Nařízení EP a R č. 1830/2003 stanovuje a popisuje systém sledovatelnosti GMO ve výrobním řetězci. Hlavními opatřeními tohoto systému je povinné označování, vedení a uchování průvodní dokumentace při prodeji či předání produktu vyrobeného z GMO dalšímu subjektu. V České republice se spotřebitel nejčastěji setká v obchodech se zpracovanými GM rostlinami ve formě rostlinných olejů (např. sójový olej), kukuřičnou moukou a škrobem nebo popcornem. Produkty jsou na obalech řádně označeny jako GMO. Jedná se pouze o výrobky rostlinného původu. V současné době nejsou GM zvířata nebo produkty z nich vyrobené na trhu EU povoleny. Označování GM produktů ve světě Obdobná pravidla pro označování GM produktů má kromě EU také Japonsko, Malajsie a Austrálie. Dle platné legislativy těchto států by měli spotřebitelé být informováni o skutečnosti, že daná potravina či krmivo obsahuje GMO. Naproti tomu v USA a v Kanadě se produkty z GMO označovat nemusí. Přístup ke GM rostlinám je odlišný. Pokud GM rostlina neohrožuje lidské zdraví, zdraví zvířat a nezpůsobuje škody na životním prostředí, pak je na základě těchto vlastností považována za běžnou potravinu či krmivo, které se nijak neoznačuje, proto ani GM potraviny a krmiva se neoznačují. Perspektivy dovozů a pěstování GM rostlin v EU S ohledem na nesoběstačnost EU v produkci krmiv se očekává, že vysoké dovozy krmiv ze třetích zemí se budou zvyšovat i v následujících letech. V souvislosti s tímto trendem musí EU začít řešit překážky dovozů či zvýšit vlastní produkci. Pro dovozce je stále obtížnější zajistit stoprocentně čistou konvenční dodávku rostlinných komodit bez stopových příměsí GMO nebo naopak stoprocentní GM krmivo bez příměsi nepovoleného GMO v EU. Dovozy komplikuje tzv. asynchronní schvalování nových GMO v EU. To znamená, že velmi přísný schvalovací systém v EU neumožňuje udělovat povolení pro nové GMO současně s dalšími světovými producenty a vývozci GM rostlin. Například V EU trvá schválení nového GMO pro dovoz v průměru 48 měsíců. Naproti tomu je v USA nový GMO uveden na trh po cca 13 až 18 měsících schvalovací procedury. V současné době je GMO v EU natolik politicky citlivé téma, že za minulý rok (2014) nebyla schválena žádná žádost o povolení nového GMO na evropský trh, ačkoliv 12 žádostí čeká na konečné rozhodnutí. Zástupci zpracovatelských podniků varují, že nečinnost Komise v tomto směru může vést k nedostatku krmiv v Evropě. Tento celosvětově nekoordinovaný, asynchronní způsob schvalování s sebou přináší problém nejen pro dovozce, ale také pro vývozce GM rostlin do EU. Dosavadní platná legislativa nestanovuje žádnou minimální úroveň příměsi nepovoleného GM materiálu v dodávce. I v případě nálezu sotva detekovatelného množství nepovolených GMO hrozí vysoké riziko odmítnutí dodávky kontrolními úřady členských států EU. K příměsi může dojít během pěstování, sklizně, dopravy či zpracování. V běžném provozu nelze prakticky zajistit stoprocentní čistotu, ať už konvenčního či GM materiálu. V roce 2011 učinila Evropská komise dva zásadní kroky, kterými zmírnila napjatou situaci na trhu s krmivy. Nařízení Komise č. 619/2011, které vstoupilo v platnost v červenci 2011, harmonizuje metodiky odběru vzorků spolu se stanovením pravidel pro interpretaci výsledků analytických zkoušek a řeší problém s tzv. nulovou tolerancí příměsí GM materiálu v krmivech. Předpis stanovuje hranici 0,1 % podílu GM příměsi, pod kterou nelze výsledek interpretovat jako porušení předpisů. Nařízení se vztahuje na kontrolu krmiv a na příměsi GMO, pro které byla podána žádost o uvádění do oběhu v EU. Toto nařízení však posílilo právní jistoty dodavatelů krmiv ze třetích zemí pouze částečně. V současné době některé členské státy EU usilují o upravení nulové hranice pro potraviny a osiva. Především fungování obchodu s osivy a následné pěstitelské praxe je zásadně ovlivněno současnou nulovou tolerancí pro příměs GMO. Osivo a sadba,

16 Další politicky ostře sledovanou oblastí je pěstování GM rostlin. Od roku 1998, kdy byla schválena pro pěstování GM kukuřice MON810, bylo po 14 letech schvalovacího procesu povoleno v EU pěstovat také GM brambor Amflora (v závěru roku 2013 byla žádost anulována). Jelikož členské státy nemohou v této oblasti nalézt konsensus, byl Evropskou komisí předložen návrh, který by členským státům umožnil na svém území omezit nebo zcela zakázat pěstování plodin obsahujících geneticky modifikované organismy z jiného nežli vědecky podloženého důvodu. Po několikaletém jednání byl tento návrh nařízení dne Evropským parlamentem schválen. Nové nařízení zásadně nemění proces schvalování GMO na úrovni EU. Tento systém je stále platný pro celou EU pouze s tím rozdílem, že členské státy mohou navrhnout, aby se žádost o pěstování nevztahovala na území či region daného členského státu. ČR podpořila nařízení týkající se flexibility členských států omezit či zakázat na svém území pěstování GM rostlin. Dle současné rámcové pozice ale nepředpokládá, že by ho aplikovala v praxi. ČR dává pěstitelům možnost, aby si sami zvolili technologii šlechtění, dokud nebudou předloženy nové vědecké poznatky poukazující na negativní dopady GMO na zdraví lidí, zvířat a na životní prostředí. Závěr Na základě dosavadních poznatků a s ohledem na stávající situaci v oblasti GMO v EU lze očekávat, že zájem českých pěstitelů o technologii, založenou na GM plodinách se bude vyvíjet úměrně s mírou tolerance GMO evropských spotřebitelů, a s ní spojeným vývojem legislativy v EU. V České republice bude ovšem i nadále existovat možnost výběru mezi pěstováním Bt kukuřice a konvenčním či ekologickým pěstováním této plodiny. Contact address: Ing. Bc. Zuzana Stratilová, referent pro GM potraviny a krmiva, Odbor bezpečnosti potravin, Ministerstvo zemědělství, Těšnov 65/17, Praha 1, , zuzana.stratilova@mze.cz 14 Osivo a sadba,

17 SEMENÁŘKÝ A ŠLECHTITELSKÝ SEKTOR V TURECKU SOUČASNÝ STAV A BUDOUCÍ VÝVOJ Seed and Breeding Sectors in Turkey - Present Status and Future Progress Cengiz Toker 1, Ersin Polat 2, Cengiz Ikten 3, Katerina Pazderu 4 1 Department of Field Crops, 2 Department of Horticulture, 3 Center of Research on Seeds and Agricultural Biotechnology, Akdeniz University, Antalya, TURKEY 4 KRV ČZU v Praze Abstract There are enormous concerns about growth of human population in the world due to insufficient food supply based on the decline in agricultural areas and climate change. Quality seed with high yield potential plays an important role for the sufficient food supply in the world. The paper was therefore attempted to review the present status and recent advancement of seed market in Turkey and the world as well and to suggest future progress for seed and breeding sectors in Turkey. Seed and breeding sectors in Turkey have steadily been expanded since 1980 and Turkey has been risen the eleventh rank in the world with seed capacity of 750 million USD. Thanks to high quality seeds and seedlings, yields have considerably been increased in all kinds of agricultural crop plants in Turkey. Rate of hybrid seeds of maize, sunflower, sugar cane, canola and all kind of vegetables was approximately 100%. Seed production of maize, sunflower and cotton is mostly higher than that of domestic demand in Turkey. Scenario of export and import quantity of seeds for field and vegetable crops and flowers shows that Turkey is still foreign-dependent country. Seed and breeding sectors in Turkey show some promise with the recent advancement. Up to 2023, Turkey will be one of the important seed exporter countries with the recent financial supports. Keywords: seed, seedling, seed market, breeding sector, variety registration Souhrn V současném světě roste znepokojení ze stále rostoucí populace lidí v souvislosti s nedostatečnou produkcí potravin, úbytkem zemědělské půdy a změnami klimatu. Kvalitní osivo s vysokým výnosovým potenciálem má pro zabezpečení dodávek potravin důležitou roli. Příspěvek se pokouší shrnout současnou situaci a nedávný pokrok semenářského a šlechtitelského sektoru v Turecku ve světovém kontextu a ukázat budoucí vývoj v tomto odvětví. Semenářský a šlechtitelský sektor roste trvale od roku 1980 a v současnosti se stal jedenáctým největším na světě s domácím trhem osiv 750 milionů dolarů. Díky kvalitním osivům se zvýšila produkce všech zemědělských plodin. Podíl hybridních osiv kukuřice, slunečnice, cukrové třtiny, řepky a všech druhů zelenin dosahuje 100 %. Turecká produkce osiv bavlníku, slunečnice a kukuřice je vyšší než jejich domácí potřeba. Statistiky exportu a importu osiv polních a zahradních plodin ukazují, že Turecko je dosud na zahraničí závislá země. Současný progres ale představuje příslib do budoucna. Díky finanční podpoře chce být Turecko do roku 2023 významným exportérem osiv. Klíčová slova: osivo, sadba, trh s osivy, šlechtění, odrůdy Osivo a sadba,

18 Introduction Despite of enormous concern about the consequences of human population growth for environment and for social and economic development (Lutz et al., 2001), global human population has grown from 1 billion in 1800 to 7.28 billion in 2015 with increase about 75 million or 1.1% per year (Anonymous, 2015). Population growth is expected to increase and it will reach between 9.6 and 12.3 billion by 2100 (Gerland et al., 2014). Consequently, food supply will probably be the most important concern in conjunction with a decline in agricultural areas and changing climate (Wheeler and von Braun, 2013). Increasing food demand can be satisfied with sustainable agricultural techniques with less impact on natural systems and resources. Sustainable agriculture provides high yield with (i) crop rotation, (ii) cover crops, (iii) soil enrichment; (iv) weed control, (v) integrated pest and disease control, (vi) suitable machines and new methods for sowing and harvest, (vii) modern irrigation systems, (viii) reclamation of problematic agricultural areas and (ix) high quality seed and seedlings. A high quality seed is a key factor for agricultural production and plays a central role for productivity. The yield of major cereals with high quality seeds of high yield varieties and additional inputs have risen more than double in the world from 1961 to 2013 (FAOSTAT, 2015). In Turkey, wheat yield was risen from 909 to kg per ha between 1961 and Similarly, in the same period, the yields have considerably increased from to and to kg per ha for maize and rice, respectively. Perhaps, the most striking examples of seed impact on yield was recorded on vegetables, especially in tomato. Tomato yield increased from kg to kg per ha in the same period (FAOSTAT, 2015). With seed and seedlings of new varieties, considerable yield increase has been made in all kinds of agricultural crop plants in Turkey. Even though all the other factors are the same for crop production, the use of quality seed of high yielding varieties resulted in increase of crop yields by % (Sahin and Kendirli, 2012; Toker et al., 2013; Yasar et al., 2014; Canci and Toker, 2014). In this paper, we attempted to review the present status and recent advancement of Turkish seed market in comparison to the world and suggest future thrust for seed and breeding sectors in Turkey. Global Scenario of Seed Production and Trade According to International Seed Federation (ISF, 2012), the commercial seed market was assessed at about 45 billion USD globally (Fig. 1). Fig. 1: Estimated value of the domestic seed market in the top 20 countries in the world 16 Osivo a sadba,

19 As seen in Fig. 1, values of the domestic seed market in USA, China, EU countries, Brazil, Canada, India, Japan and Turkey have been estimated as 27%, 22%, 21%, 6%, 5%, 4%, 3% and 1.7%, respectively, while these values have assessed as 9% in the other countries. Since the end of 1970s, estimated values of the domestic seed market have risen more than four times (ISF, 2012). Fig. 2 shows the quantity of exported seeds for field crops, vegetable crops and flowers in the world (ISF, 2012). For field crops, major exporting countries in the world ranked as France, the USA and Canada. Export quantity of field crops in France, the USA and Canada were t, t and t, respectively. For vegetable crops, export quantity of the USA, the Netherlands and Italy were recorded as t, t and t, respectively. The Netherlands (1 931 t) was the top exporter based on the quantity of flower seeds exported, by Chile (1 809 t), Germany (1 271 t) and the USA (726 t). Fig. 2: Export quantity of seed for sowing in the top 20 countries in the world Fig. 3 reflects export values (million USD) of seeds of field crops, vegetable crops and flowers. France, the Netherlands and the USA were the top three countries for export values in total, and export values were 1437, 1583 and 1531 million USD, respectively (ISF, 2012). Fig. 3: Export value of seed for sowing in the top 20 countries in the world Osivo a sadba,

20 Present Status of Seed Production and Trade in Turkey According to available literature, the first study in plant breeding has long history at 'Halkali Yuksek Ziraat Okulu' in 1891 during Ottoman period. As modern sense, seed production and study on plant breeding was started by academicians of Faculty of Agriculture, Ankara University at Ankara in 1933 (BISAB, 2015). In Turkey, seeds were generally produced by governmental research or production institutes such as 'TAGEM' and 'TIGEM' of Ministry of Food, Agriculture and Livestock before Turkish farmers mainly preferred to use landraces or their own varieties for crop production before 1980 due to the fact that they were useful and contiguously available. Hence, farmers were deprived of hybrid seed and seedlings with high yield potential and quality standard despite their availability. After 1980, hybrid seeds and seedlings have commonly been used by farmers. Therefore, seed production was commercially started by private breeding companies in 1980s (TTSM, 2015). Exports and import quantities and values of seeds of field crops, vegetable crops and flowers in Turkey were given in Table 1 and Table 2, respectively. Turkey with commercial seed capacity of 750 million USD is the eleventh ranked country in the world (Fig. 1). On the basis of exports value of seed in total, Turkey with 55 million USD ranked the 27th in the world in 2012 (Tab. 1). Tab. 1: Export of seeds of field crops, vegetable crops and flowers in Turkey Seed Quantity (t) Export Value (million USD) Country Field Vegetables Flowers Total Field Vegetables Flowers Total Crops Crops Turkey According to import value of seeds of field and vegetable crops and flowers in total, Turkey was the fifth ranked country on the basis of export quantity in 2012, while USA (1 312 million USD), Germany (700 million USD) and France (687 million USD) were the most seed importer countries (ISF, 2012). Tab. 2: Import of seeds of field crops, vegetable crops and flowers in Turkey Seed Quantity (t) Import Value (million USD) Country Field Vegetables Flowers Total Field Vegetables Flowers Total Crops Crops Turkey Seed export of main crops as wheat, maize, cotton and sunflower exceeded imported amount of these crops. Export/import rate increased from 31 % in 2002 to 61 % in 2012 (Bektaş et al., 2014) in Table Osivo a sadba,

21 Tab. 3: Seed Import and export of some field crops in Turkey from 2002 to2012 Crop Wheat Import (t) Export (t) Barley Import (t) Export (t) Maize Import (t) Export (t) Cotton Import (t) Export (t) Sunflower Import (t) Export (t) Potato Import (t) Export (t) Grasses Import (t) Export (t) Vegetables Import (t) Export (t) According to Seed Registered and Certification Institute (TTSM, 2015), varieties have been registered as new varieties, whereas 603 varieties have been registered as permitted varieties in field crops since For vegetables, varieties have been registered, whereas standard varieties have been registered in Turkey so far (TTSM, 2015). In Turkey, 46 governmental seed sectors were recorded as plant breeding institutes, while 202 private seed companies have been founded in Turkey up to date (TTSM, 2015). Conclusion The recent advancement shows that seed and breeding sector in Turkey have steadily been expanded since 1980s. Scenario of export and import quantity of seeds for field and vegetable crops and flowers explains that Turkey has yet to be self-sufficient countries (Table 1 and 2). Seeds of vegetable crops registered by domestic seed sector in Turkey rose from 10 % to 50 % in the last decade (Ozalp et al., 2014), whereas rate of seeds of field crops have considerably been increased (Celik and Ozalp, 2014). With the recent financial supports, Turkey will be one of the important seed exporter countries up to 2023, which is 100th anniversary of the Turkish republic. Acknowledgements The first author is thankful to the financial support of 'the Center of Research on Seeds and Agricultural Biotechnology' of Akdeniz University. Literature ANONYMOUS, (2015), (Accessed in 12th January 2015). BEKTAŞ I., BÖLEK Y., BARDAK A., TEKEREK H., KORHAN H., (2014). Seed Production in the world and in Turkey. Tohumculugun dynoda ve Turkiyedeki genel durumunun degerlenirilmesi. Turkey 5th Seed Congress with International Participation and Sectoral Business Forum Proceedings Book. Diyarbakir, Turkey, pp: BISAB, (2015). (Accessed in 12th January 2015). CANCI H., TOKER C., (2014). Yield components in mung bean [Vigna radiata (L.) Wilczek]. Turkish Journal of Field Crops 19: Osivo a sadba,

22 CELIK I., OZALP R., (2014). Situation of the field crop seed sector in Turkey. Turkey 5th Seed Congress with International Participation and Sectoral Business Forum Proceedings Book. Diyarbakir, Turkey, pp: GERLAND P., RAFTERY A.E., SEVCIKOVA H., LI N., GU D., SPOORENBERG T., ALKEMA L., FOSDICK B.K., CHUNN J., BAY G., BUETTNER T., HEILIG G.K., WILMOTH J., (2014). World population stabilization unlikely this century. Science 346: FAOSTAT, (2015). (Accessed in 12th January 2015). ISF, (2012). (Accessed in 12th January 2015). LUTZ W., SANDERSON W., SCHERBOV S., (2001). The end of world population growth. Nature 412: OZALP R, CELIK I, EREN A (2014) The advances of vegetable seed sector in Turkey. Turkey 5th Seed Congress with International Participation and Sectoral Business Forum Proceedings Book. Diyarbakir, Turkey, pp: SAHIN G, KENDIRLI B (2012) Protected fruit cultivation in Turkey. Akdeniz University Journal of the Faculty of Agriculture 25: TOKER C., IKTEN C., CEYLAN F.O., BOLUCEK E., UZUN B., (2013). Genetic relationship between transgressive segregations and genetic distance based on SSR markers in Cicer species. Current Opinion in Biotechnology 24: TTSM, (2015). (Accessed in 12th January 2015) WHEELER T., VON BRAUN J., (2013). Climate change impacts on global food security. Science 341: YASAR M., CEYLAN F.O., IKTEN C., TOKER C., (2014). Comparison of expressivity and penetrance of the double podding trait and yield components based on reciprocal crosses of kabuli and desi chickpea (Cicer arietinum L.). Euphytica 196: Contact address: Prof. Cengiz Toker, Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Akdeniz University, TR Antalya, Turkey, toker@akdeniz.edu.tr 20 Osivo a sadba,

23 Kvalita osiv a sadby Osivo a sadba,

24 AGROKLIMATICKÉ PODMÍNKY ČESKÉ REPUBLIKY, JEJICH VÝVOJ A VLIV NA ROSTLINNOU PRODUKCI Agroclimatic Conditions of the Czech Republic Development and Influence on Agricultural Production Hana Středová 1, Tomáš Středa 2 1 ÚAKE, Mendelova univerzita v Brně 2 ÚPŠRR, Mendelova univerzita v Brně Abstract The article assesses changes in agroclimatic characteristics used to define climatic regions within the estimated pedological ecological units. Evaluated are the average values of fifty two periods and Two 50year averages of temperature sum above 10 C, annual air temperature, moisture certainty in the growing season and probability of dry vegetation period were compared and spatially mapped. All 50year averages of investigated parameters had been changed in compared to the mean of probably due to climate change and use of advanced methods for measuring meteorological elements as well as due to transition to automatic system of measurement. The results suggest an increase of potential evapotranspiration and thus higher susceptibility of agricultural intense areas of southern and central Moravia and Central Bohemia to drought. Keywords: agroclimatology, climate change, estimated pedological ecological unit Souhrn Článek hodnotí změny agroklimatických charakteristik použitých pro vymezení klimatických regionů v rámci systému bonitovaných půdně ekologických jednotek. Plošně srovnány jsou jednotlivé kategorie sumy průměrných denních teplot vzduchu rovných nebo vyšších 10 C, průměrné roční teploty vzduchu, vláhové jistoty ve vegetačním období a pravděpodobnosti výskytu suchých vegetačních období. Hodnoceny jsou průměrné hodnoty za dvě padesátiletá období a Příčiny změn tkví ve vývoji klimatických charakteristik v důsledku změny klimatu i v používání pokročilých metod měření meteorologických prvků a přechodem na automatický způsob monitoringu. Výsledky naznačují nárůst potenciální evapotranspirace, a tím i větší náchylnost zemědělsky intenzivně využívaných oblastí jižní a střední Moravy a středních Čech k suchu. Klíčová slova: agroklimatologie, změna klimatu, bonitovaná půdně ekologická jednotka Úvod Klima v dlouhodobém horizontu, respektive počasí v krátkodobém horizontu, mají přímý vliv na vývoj rostliny, výnos a jeho kvalitu. Ovlivňují také výskyt plevelů, chorob a škůdců, když mikroklima v okolí rostliny může poskytnout, případně eliminovat kontaktní zónu pro rozvoj patogenu. Krupobití, období sucha, přívalové deště a další extrémy počasí mají za následek ztráty na výnosu nebo jeho kvalitě. I malé, relativně omezené výkyvy klimatu mohou odstartovat proces větší proměnlivosti výnosů. Také semenářské porosty jsou v průběhu vegetace ovlivněny množstvím abiotických a biotických faktorů, z nichž pouze část je korigovatelná agrotechnikou. Jak uvádí Čapek a Horčička (2011), většina 22 Osivo a sadba,

25 prací se shoduje, že jakost osiva obilnin je ovlivněna zejména průběhem počasí dnů před plnou zralostí. Například kvalitu osiva pšenice nepříznivě ovlivňuje kombinace nižších teplot s vysokými srážkami v tomto období. Výrazně ovlivňovány jsou průběhem počasí v době dozrávání zejména klíčivost a vitalita zrna. V oblastech s vyšší nadmořskou výškou nebo v humidnějších oblastech při množení osiv obilnin vzrůstá riziko nedostatečného vyzrání, porůstání, prodloužení dormance nebo výskytu klasových chorob. Abnormálně vysoké teploty vzduchu spolu s nerovnoměrnou distribucí srážek v letních obdobích mohou způsobit zasychání semen v době plnění zrna s negativní vazbou na klíčivost. Deštivý průběh počasí nebo nízké teploty komplikují u hmyzosnubných plodin řádné opylení a tím produkci semen atd. Podrobnou analýzu vlivu průběhu počasí v konkrétním roce na kvantitativní a kvalitativní parametry osiva žita lesního provedli Hofbauer et al. (2011). Zjistili například průkazně negativní vztah mezi teplotou vzduchu v první dekádě července a klíčivostí semen. Statisticky průkazná závislost byla zjištěna mezi úhrnem srážek a napadením houbami rodu Fusarium ssp. v poslední dekádě června a ve druhé dekádě července. Klasické klimatologické přístupy, které vycházejí z hodnocení např. průměrných ročních teplot, srážkových úhrnů, ročních minim a maxim teplot apod., nejsou však pro účely hodnocení vazby s vývojem a výnosem zemědělských plodin vhodné. Je nutné vycházet ze znalostí nejen z průměrných hodnot klimatických prvků, ale také geneze a dynamiky podnebí na našem území a pracovat s tzv. agroklimatickými a agrometeorologickými veličinami a prvky. Rajonizace území ČR pro agronomické účely za období 1931 až 1960 vychází z vlivu klimatických prvků na biologii zemědělských plodin a byla zpracována v publikaci Agroklimatické podmienky ČSSR (Kurpelová et al., 1975). Takto zpracovaná agroklimatická rajonizace vymezuje agroklimatické makrooblasti, oblasti, podoblasti a okrsky podle tří základních agroklimatologických ukazatelů, a to teplotní sumy nad 10 C (TS10), vláhových podmínek vegetačního období (VO) a podmínek přezimování. Dlouhodobé agroklimatické poměry zohledňuje i klimatická rajonizace zpracovaná pro potřeby bonitace půdy, která přihlíží především k faktorům, projevujícím se v průběhu vegetačního období zemědělských plodin a k faktorům výrazně ovlivňujícím úroveň a kvalitu produkce. Vymezení bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPEJ), v jehož rámci bylo na základě analýzy dat z období vyčleněno 10 klimatických regionů označených číslem 0-9 bylo provedeno v letech 1973 až 1980 na základě Komplexního průzkumu půd ČR (Mašát et al., 1974). Cílem bylo vymezit oblasti se shodnými klimatickými podmínkami pro růst a vývoj zemědělských plodin, k čemuž byly s ohledem na tehdejší stupeň poznání a grafické i statistické možnosti interpretace výsledků zvoleny následující ukazatele: TS10; průměrné roční teploty vzduchu a průměrné teploty vzduchu ve VO; průměrný roční úhrn srážek; výpočet vláhové jistoty ve VO (obecně je vláhová jistota dána rozdílem mezi roční hranicí sucha s r = 3 (t + 7) a průměrnými ročními srážkami daného místa, dělený průměrnou roční teplotou; pro vegetační období byla tato charakteristika v metodice Mašát et al. (1974) odvozena na základě předpokladu, že poměr normálního ročního úhrnu srážek a roční hranice sucha platí i pro VO); pravděpodobnost výskytu suchých VO v % (tj. procento výskytu let, kdy srážky ve VO nedosáhly nebo právě dosáhly vypočtené hranice sucha). Meteorologická měření jsou závislá na poznatcích fyziky a pokrocích na poli měření fyzikálních veličin, tedy meteorologických prvků. Zásadní změnu v meteorologickém monitoringu přineslo od roku 1997 zavádění automatických měření, kdy jsou naměřené údaje dány přepočtem elektrických veličin. Došlo nejen ke zvýšení četnosti měření, ale i jejich přesnosti. Původní termínová měření byla nahrazena kontinuálním monitoringem s intervalem záznamu 15, respektive 10 min. Automatická měření umožňují záznam, zpracování, kontrolu a hodnocení dat v reálném čase a v případě poruchy čidla bezodkladnou opravu. Rozvoj výpočetní techniky a výrazný posun na poli modelování klimatických charakteristik umožnil vznik tzv. technické řady klimatických dat, která je pro období 1961 až současnost vytvářena na Českém hydrometeorologickém ústavu, a která spočívá ve vytvoření databáze denních charakteristik klimatu pro síť 787 bodů pokrývající celé území ČR v gridové síti 10 km. Pro simulaci vývoje klimatu na základě předpokladu emisního scénáře A1B byla tato řada prodloužena až do roku V rostlinné Osivo a sadba,

26 produkci nachází plošné vyjádření aktuálních, případně budoucích klimatických podmínek s využitím nástrojů GIS široké uplatnění v růstových a výnosových modelech, v predikci výskytu škodlivých činitelů, včetně nově introdukovaných (v ČR např. pro bázlivce kukuřičného Středa et al., 2013), při cílené rajonizaci plodin či jejich odrůd (Ebrahimi et al., 2014), vymezení nových šlechtitelských cílů (v ČR např. větší kořenový systém u obilnin Svačina et al., 2014), přípravě adaptačních opatření typu budování a lokalizace závlahových zařízení nebo v protierozní ochraně (Středová et al., 2011). Metodika Na základě metodiky pro vymezování BPEJ (Mašát et al., 1974 tab. 1) byly stanoveny následující kategorie stěžejních agroklimatických prvků: Pět kategorií pro TS10: 1. nad 3100; ; ; ; 5. pod Čtyři kategorie pro průměrnou roční teplotu vzduchu: 1. nad 9 C; C; C, 4. pod 5 C. Tři kategorie pro vláhovou jistotu: ; ; 3. pod 10. Dvě kategorie pro pravděpodobnost výskytu suchých vegetačních období: ; Tab. 1: Charakteristika jednotlivých KR dle Metodiky pro vymezování klimatických regionů (Mašát et al., 1974) Kód regionu Symbol regionu Charakteristika regionu Suma teplot nad 10 C Průměrná roční teplota C Průměrný roční úhrn srážek v mm Pravděpodobnost suchých vegetačních období Vláhová jistota 0 VT velmi teplý, suchý T 1 teplý, suchý < T 2 teplý, mírně suchý T 3 teplý, mírně vlhký (7) (700) MT 1 mírně teplý, suchý , MT 2 mírně teplý, mírně vlhký (700) MT 3 mírně teplý (až teplý), vlhký ,5-8, > 10 7 MT 4 mírně teplý, vlhký > 10 8 MCH mírně chladný, vlhký > 10 9 CH chladný, vlhký < 2000 < 5 > > 10 Následným vyjádřením těchto kategorií pro gridové body technické řady (popsané v úvodu) pro dvě padesátiletá období a je možno demonstrovat prostorové změny charakteristik definujících KR. Tyto kategorie byly následně mapově a tabelárně vyjádřeny a srovnány. Výsledky a diskuse Mapy na obr. 1 až 8 prezentují srovnání ploch jednotlivých v metodice Mašát et al. (1974) vymezených kategorií dílčích charakteristik KR pro dvě padesátiletí. Nárůst plochy charakterizované TS až 3100 C odpovídá zemědělsky intenzivně využívaným oblastem jižní a střední Moravy a středních Čech. Obdobná situace je patrná i z map na obr. 3 a 4, které se týkají průměrné roční teploty. Tyto výsledky naznačují nárůst potenciální evapotranspirace, a tím i větší náchylnost těchto regionů k výskytu suchých období. Tento jev je částečně dokumentován i mapou na obr. 6, kdy v období do kategorie < 4 spadá i dříve vlhčí část střední Moravy. Identifikovaný růst teplot vzduchu a změny v distribuci srážek ve výhledu až do konce 21. století pro území České republiky popisují také Mužíková et al. (2011). Lze tak očekávat prohlubování rizik výskytu vln veder a sucha ve většině regionů ČR s přímými negativními dopady na rostlinnou produkci. Tab. 2 až 5 udávají srovnání procentuálního podílu území ČR spadajícího do příslušné kategorie. Z výsledků a z obdobně zaměřených prací Vopravil et al. (2011) a Středová et al. (2011) vyplývá, že v současné době, tj. cca po 60 letech od skončení referenčního období použitého pro vymezení 24 Osivo a sadba,

27 jednotlivých klimatických regionů, vyvstává potřeba aktualizace stávající regionalizace agroklimatických podmínek. Obr. 1: Mapa TS (vlevo) Obr. 2: Mapa TS (vpravo) Tab. 2: Procentuální podíl jednotlivých kategorií TS10 na území ČR ve dvou hodnocených padesátiletích <2000 C C C C >3100 C ,20 11,51 80,71 4,58 0, ,28 8,32 69,21 18,09 0,09 Obr. 3: Mapa průměrné roční teploty vzduchu (vlevo) Obr. 4: Mapa průměrné roční teploty vzduchu (vpravo) Tab. 3: Procentuální podíl jednotlivých kategorií průměrné roční teploty na území ČR ve dvou hodnocených padesátiletích <5 C 5 6 C 6 9 C >9 C ,20 11,51 80,71 4, ,22 1,91 87,66 10,21 Osivo a sadba,

28 Obr. 5: Mapa vláhové jistoty ve VO (vlevo) Obr. 6: Mapa vláhové jistoty ve VO (vpravo) Tab. 4: Procentuální podíl jednotlivých kategorií vláhové jistoty ve VO na území ČR ve dvou hodnocených padesátiletích < > ,09 34,42 44, ,57 41,96 37,47 Obr. 7: Mapa pravděpodobnosti výskytu suchých VO (vlevo) Obr. 8: Mapa pravděpodobnosti výskytu suchých VO (vpravo) Tab. 5: Procentuální podíl jednotlivých kategorií pravděpodobnosti výskytu VO na území ČR ve dvou hodnocených padesátiletích 0 30 > ,07 14, ,66 15,34 Závěr Analýza vývoje vybraných agroklimatických charakteristik prokázala výraznou diferenci mezi dvěma hodnocenými padesátiletými obdobími ( a ). Mapové vyjádření zjištěných rozdílů ukazuje průkazný téměř celoplošný nárůst průměrné roční teploty vzduchu a TS10. Zvýšení pravděpodobnosti výskytu suchých vegetačních období postihlo oblasti Polabí a jižní Moravy. 26 Osivo a sadba,

29 Vláhová jistota ve většině případů klesá (tedy množství srážek zmenšené o hranici sucha připadající na jeden stupeň průměrné vegetační teploty klesá) a roste riziko sucha. Zjištěné výsledky dokazují nutnost potřeby aktualizace metodického postupu stanovení KR v rámci BPEJ. Poděkování Práce vznikla za finanční podpory výzkumného projektu NAZV QJ Literatura ČAPEK J., HORČIČKA P., (2011). Agrotechnika množitelského porostu ve vztahu ke kvalitě osiva obilovin. Šlechtitelské listy. EBRAHIMI E., BODNER G., KAUL H.P., DABBAQH A., (2014). Effects of water supply on roots traits and biological yield of Durum (Triticum durum Desf.) and Khorasan (Triticum turanicum Jakubz) wheat. Plant Biosystems, 148, 5, HOFBAUER J., VEJRAŽKA K., STŘEDA T., (2011). Effect of Year on Seed Qualitative Parameters of Tufty Rye (Secale cereale, var. multicaule). 10 th Scientific and Technical Seminar on Seed and Seedlings. CULS Prague, KURPELOVÁ M., COUFAL L., ČULÍK J., (1975). Agroklimatické podmienky ČSSR, 1. vyd. Bratislava: Príroda, 270 s. MAŠÁT K. a kol. (1974). Metodika vymezování a mapování bonitovaných půdně ekologických jednotek, 2. vydání, ČAZ Ústav pro zemědělský průzkum půd Praha. 113 s. MUŽÍKOVÁ B., VLČEK V., STŘEDA T., (2011). Tendencies of climatic extremes occurrence in different Moravian regions and landscape types. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 59, 5, STŘEDA T., VAHALA O., STŘEDOVÁ H., (2013). Prediction of adult western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) emergence. Plant Protection Science, 49, 2, STŘEDOVÁ H., STŘEDA T., CHUCHMA F., (2011). Climatic factors of soil estimated system. In Bioclimate: Source and Limit of Social Development. Nitra: SPU v Nitre, SVAČINA P., STŘEDA T., CHLOUPEK O., (2014). Uncommon selection by root system size increases barley yield. Agronomy for Sustainable Development, 34, 2, VOPRAVIL J., ROŽNOVSKÝ J., NOVOTNÝ I., KHEL T., PAPAJ V., STŘEDA T., (2011). Systém bonitovaných půdně ekologických jednotek současnost a jejich budoucnost [CD-ROM]. In Půda v 21. století: hodnocení a oceňování zemědělského půdního fondu v podmínkách užití a ochrany přírodních zdrojů, Contact address: Hana Středová, Ph.D. Ústav aplikované a krajinné ekologie, Mendelova univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Zemědělská 1, Brno, hana.stredova@mendelu.cz Osivo a sadba,

30 BIOLOGICKÉ OŠETŘENÍ OSIVA OBILNIN Biological Treatment of Cereal Seed Evženie Prokinová 1, Eliška Ondráčková 2, Michal Ondřej 2 1 KOR ČZU v Praze 2 AGRITEC s. r. o., Šumperk Abstract The effect of seed treatment of winter wheat and spring barley with Clonostachys rosea was tested in field trials (conventional field) in in order to verify the possibility of using this mean of biological control under field conditions. Variants of the experiment included the untreated control, seed treated with Clonostachys rosea (a mixture of four strains of C. rosea, a biopesticide in wettable powder form, wet application) and, for comparison, seed treated with chemical compound. The emergence, weight of dry mass, health condition of plants and yield were evaluated. Differences were found between years (winter wheat) and also between crops. Both, wheat and barley, showed better health condition in treated variants. The effect of C. rosea on plants was positive and fully comparable to the effect of chemical seed treatment for winter wheat. Reaction of barely was negative with respect to the yield. Keywords: seed treatment, wheat, barley, Clonostachys Souhrn Na základě výsledků získaných v laboratorních a skleníkových pokusech byly v letech realizovány provozní polní pokusy, jejichž cílem bylo ověřit vliv ošetření osiva přípravkem na bázi půdní houby Clonostachys rosea na růst, zdravotní stav a výnos ozimé pšenice a jarního ječmene. Jako standard bylo použito chemické ošetření osiva. Rozdíly byly zjištěny jak mezi plodinami, tak (u ozimé pšenice) mezi ročníky. U ozimé pšenice má ošetření jednoznačně pozitivní vliv, u ječmene spíše naopak. Porovnání variant neošetřená kontrola, chemické ošetření osiva a Clonostachys ukazuje, že podle očekávání hmotnost kořenů, resp. rostlin v jarním období, koresponduje s výnosem. U obou plodin bylo ve variantách s ošetřeným osivem jak chemickým, tak biologickým zjištěno zlepšení zdravotního stavu oproti kontrole. V případě ozimé pšenice mělo biologické ošetření osiva stimulační vliv na konečný výnos, u jarního ječmene vedlo naopak ke snížení výnosu. Klíčová slova: ošetření osiva, pšenice, ječmen, Clonostachys Úvod Moření osiva obilnin proti patogenům je v současné době u nás v podmínkách konvenčního zemědělství prakticky nutností. Dominuje chemické ošetření osiva. Možné jsou ale i biologické či fyzikální způsoby ošetření, které mohou být dostatečně účinné i na konvenčních plochách a jsou jediné možné v ekologických systémech hospodaření. Celosvětově je studována řada organismů s cílem jejich využití pro ochranu rostlin proti chorobám. Známá je i schopnost hub rodu Clonostachys snižovat výskyt houbových fytopatogenů (Ondřej et al., 2012). Clonostachys rosea je půdní houba, která parazituje především na houbách, které tvoří sklerocia - Sclerotinia (Rodríguez et al., 2011), Rhizoctonia (Innocenti et al., 2003), Claviceps (Ondřej et al., 2010). Má ale i schopnost omezovat růst některých dalších fytopatogenů, např. Bipolaris sorokiniana (Ondráčková et al., 2013). Hokkanen 28 Osivo a sadba,

31 (1995) uvádí příklady ochrany proti patogenům přenosným osivem, jedním z příkladů je úspěšná redukce patogenu Fusarium culmorum v polních pokusech namořením infikovaného osiva pšenice Gliocladium spp. (syn. Clonostachys spp.). Tento efekt potvrzuje i Jensen et al. (2000). Naše polní pokusy navazovaly na laboratorní a skleníkové experimenty. Jejich cílem bylo ověřit v provozních podmínkách vliv ošetření osiva ozimé pšenice a jarního ječmene přípravkem na bázi Clonostachys rosea na růst rostlin, jejich zdravotní stav a výnos. Metodika Pšenice ozimá V letech 2012 a 2013 byly založeny provozní polní pokusy ke zjištění účinku ošetření osiva ozimé pšenice přípravkem na bázi hub rodu Clonostachys. Pokus probíhal na pozemku v mírně teplé, vlhké klimatické oblasti, v nadmořské výšce 240 m, v řepařské výrobní oblasti s hlinitopísčitou půdou. Varianty pokusu: neošetřená kontrola (kontrola), ošetření přípravkem Celest Extra účinné látky fludioxonil a difenoconazole, označení Celest Extra, v dávce doporučené výrobcem a ošetření přípravkem obsahujícím směs čtyř kmenů rodu Clonostachys rosea (Clonostachys) v dávce 3 kg na 1 t osiva. Vyseta byla odrůda Potenzial, výsevek 200 kg/ha. Herbicidní ochrana a hnojení byly provedeny společně s ostatní plochou osetou ozimou pšenicí v podniku, fungicidní ochrana provedena nebyla. Ječmen jarní Cílem polního provozního pokusu založeného na jaře roku 2014 bylo ověřit vliv a) ošetření osiva a b) vliv aplikace vybraných pomocných přípravků stimulátorů růstu - na vzcházivost a výnos jarního ječmene. Stimulátory byly aplikovány ve fázi sloupkování postřikem na list. Byly použity přípravky Atonik (2-methoxy-5-nitrofenol Na + 2-nitrofenol Na + 4-nitrofenol Na) a Lignohumát Max (huminové látky + fulvokyseliny). Vyseta byla odrůda Malz, výsevek 220 kg/ha. Pokus probíhal v řepařské výrobní oblasti, nadmořská výška 285 m, půdní typ: černozem modální, půdní typ: hlinitá. Mořidlo Kinto Duo (triticonazole a prochloraz) a stimulátory růstu byly aplikovány v dávkách doporučených výrobci. Přípravek na bázi Clonostachys byl aplikován v dávce 3 kg na 1 t osiva. Vzhledem k tomu, že se jednalo o provozní pokus, byly všechny varianty hnojeny a byly aplikovány pesticidy a regulátory růstu stejně jako na ostatní ploše jarního ječmene v podniku. Z fungicidů byly aplikovány Atlas ( ) a Apel ( ) v dávkách doporučených výrobci. V pokusu byly zařazeny varianty: Kontrola bez ošetření Bez ošetření osiva, Atonik Bez ošetření osiva, Lignohumát Max Clonostachys Clonostachys + Atonik Clonostachys + Lignohumát Max Kinto Duo Kinto Duo + Atonik Kinto Duo + Lignohumát Přípravek Clonostachys : směs čtyř patentovaných kmenů, autoři přípravku: Michal Ondřej, Eliška Ondráčková, výrobce Fytovita, s. r. o. Přípravek byl dodán výrobcem. Jak u pšenice, tak u ječmene byla metodika podřízena faktu, že šlo o provozní pokusy. Osivo a sadba,

32 Výsledky a diskuse Pšenice ozimá Ošetření osiva C. rosea prakticky nemělo vliv na vzcházivost, došlo stejně jako u chemického mořidla ke statisticky neprůkaznému, neparnému, snížení počtu přezimovaných rostlin (tab. 1, graf 1). Tab. 1: Vzcházivost a přezimování rostlin Počet rostlin /m2 Kontrola Celest Extra Clonostachys Průměr Průměr Graf 1: Vzcházivost a přezimování, pšenice ozimá vzcházivost počet rostlin/m2, dvouletý průměr přezimování kontrola Celest Extra Clonostachys Graf 2: Délka kořenů, pšenice ozimá délka kořenů (mm) XII III XI II IV kontrola Celest Extra Clonostachys 30 Osivo a sadba,

33 Chemické i biologické ošetření osiva mělo v obou letech stimulační vliv na délku kořenů rostlin. Biologické ošetření mělo v tomto případě účinek plně srovnatelný s ošetřením chemickým (graf 2). Účinek ošetření osiva na hmotnost kořenů se jak u chemického, tak biologického ošetření v jednotlivých letech lišil. Ve variantě Clonostachys byly v roce 2013 zjištěny nejvyšší hodnoty, v roce 2014 naopak nejnižší (grafy 3, 4). Graf 3: Čerstvá hmotnost kořenů čerstvá hmotnost kořenů (g/1 rostlinu) III IV kontrola Celest Extra Clonostachys Graf 4: Suchá hmotnost kořenů suchá hmotnost kořenů (g/1 rostlinu) III IV kontrola Celest Extra Clonostachys Zdravotní stav rostlin byl posuzován podrobněji v červnu, bylo zjišťováno procento napadených rostlin. V případě chorob kořenů a stéblolamu nebyly ani v jedné variantě v roce 2013 zjištěny žádné napadené rostliny, v tomto roce nebyl zjištěn žádný vliv ošetření osiva na zdravotní stav rostlin. V roce 2014 bylo při hodnocení napadení bází stébel nejvíce napadených rostlin v kontrolní variantě. Ošetření osiva významně snížilo výskyt chorob pat stébel. Přitom chemické ošetření se ukázalo účinnější než biologické (graf 5). Osivo a sadba,

34 Graf 5: Procento rostlin s příznaky napadení chorobami pat stébel, 2014 (2013 bez výskytu chorob) choroby pat stébel, procento napadených rostlin kontrola Celest Extra Clonostachys Po sklizni byl hodnocen výnos. V roce 2013 byl výnos ve variantě Clonostachys nepatrně vyšší oproti chemickému ošetření, v roce 2014 byl výnos vyšší ve variantě s chemickým ošetřením osiva. V obou ošetřených variantách ale došlo v obou pokusných letech ke zvýšení výnosu oproti kontrole (graf 6). Graf 6: Výnos pšenice ozimá výnos (t/ha), dvouletý průměr, pšenice ozimá 7,3 7,2 7,1 7,0 6,9 6,8 6,7 6,6 6,5 kontrola Celest Extra Clonostachys Ječmen jarní Po plném vzejití byl zjišťován počet rostlin na 1 m 2. V obou ošetřených variantách vzešlo méně rostlin než v kontrole, ve variantě Clonostachys byl stav lepší než ve variantě s chemickým mořidlem (graf 7). Graf 7: Vzcházivost - počet rostlin/m 2 počet rostlin na m 2 ječmen kontrola Kinto Duo Clonostachys 32 Osivo a sadba,

35 Hmotnost sušiny rostlin byla zjišťována v dubnu. Nejvyšší suchou hmotnost měly rostliny ve variantě chemické ošetření osiva, nejnižší hmotnost měly rostliny ve variantě Clonostachys (graf 8). Graf 8: Hmotnost sušiny (duben 2014), g/1 rostlinu hmotnost sušiny (g/1 rostlinu, jarní ječmen) 0,30 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 kontrola Kinto Duo Clonostachys V květnu byl hodnocen zdravotní stav, hodnoceno bylo 5 x 20 odnoží, na každé bylo hodnoceno napadení praporcového listu. Byl konstatován slabý výskyt padlí (Blumeria graminis) a spály ječmene (Rhynchosporium secalis), středně silné bylo napadení síťovanou hnědou skvrnitostí ječmene (Pyrenophora teres). Nebyly zjištěny žádné rozdíly v napadení P. teres. Oproti kontrole však bylo mírně nižší napadení R. secalis a B. graminis v ošetřených variantách (tab. 2). Napadení chorobami pat stébel nebylo zjištěno. Tab. 2: Procento napadených praporcových listů Pyrenophora teres Blumeria graminis Rhynchosporium secalis Kontrola 2,6 2,4 1 Clonostachys 2,9 0 0,2 Kinto Duo 2,7 0,4 0,2 Z výsledku hodnocení výnosu je zřejmé, že v našem pokusu reagoval jarní ječmen na ošetření osiva Clonostachys snížením výnosu oproti kontrole, tedy opačně než pšenice ozimá. Velmi zajímavá je ale kombinace s testovanými stimulátory. Aplikace samotných stimulátorů měla za následek podstatné zvýšení výnosu, ale v kombinaci s ošetřením osiva Clonostachys byl výnos ještě vyšší, především v případě přípravku Atonik. Nejvyššího výnosu bylo dosaženo ve variantě kombinace chemické ošetření osiva a aplikace Lignohumátu Max (graf 9). Tento výsledek bude využitelný především v ekologickém způsobu hospodaření. Protože u ječmene jde pouze o jednoletý pokus, bude potřeba získané výsledky ještě ověřit. Získané výsledky potvrzují naše předchozí zkušenosti, tj. ozimá pšenice reaguje na biologické ošetření zcela jinak než jarní ječmen. U ozimé pšenice má ošetření jednoznačně pozitivní vliv, u ječmene spíše naopak. Porovnání variant neošetřená kontrola, chemické ošetření osiva a Clonostachys ukazuje, že podle očekávání hmotnost kořenů, resp. rostlin v jarním období koresponduje s výnosem. U obou plodin bylo ve variantách s ošetřeným osivem jak chemickým, tak biologickým zjištěno zlepšení zdravotního stavu oproti kontrole. Osivo a sadba,

36 Graf 9: Výnos jarního ječmene, provozní polní pokus výnos (t/ha), jarní ječmen 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Závěr Použití Clonostachys doporučujeme k ošetření osiva ozimé pšenice. V případě jarního ječmene je nutno poznatky ještě doplnit, doporučit lze pouze ošetření osiva s podmínkou aplikace stimulátorů růstu Atonik nebo Lignohumát Max. Poděkování Výsledky byly získány díky finanční podpoře NAZV, projekt QI 111C039 Literatura HOKKANEN, H. M. T., (1995). Biological control: benefits and risks. Cambridge University Press, Cambridge. 304 pp. INNOCENTI G., ROBERTI R., MONTANARI M., ZAKRISSON E., (2003). Efficacy of microorganisms antagonistic to Rhizoctonia cerealis and their cell wall degrading enzymatic activities. Mycological Research107, (4): JENSEN B., KNUDSEN I. M. B., JENSEN D. F., (2000). Biological Seed Treatment of Cereals with Fresh and Long-term Stored Formulations of Clonostachys rosea: Biocontrol Efficacy Against Fusarium culmorum. European Journal of Plant Pathology 106,(3): ONDŘEJ M., CAGAŠ B., ONDRÁČKOVÁ E., (2010). Effect of the Mycoflora of Ergot (Claviceps purpurea) Sclerotia on their Viability. Plant Protection Science, 46, (2): ONDŘEJ M., ONDRÁČKOVÁ E., NESRSTA M., (2012). Využití hub rodu Clonostachys proti půdním patogenům. Úroda, 3: ONDRÁČKOVÁ E., ONDŘEJ M., PROKINOVÁ E., NESRSTA M., (2013). Mycoparasitic fungi reducing incidence and virulence of Bipolaris sorokiniana. Czech Mycology, 65,(1): RODRÍGUEZ M. A., CABRERA G., GOZZO F. C., EBERLIN M. N., GODEAS A., (2011). Clonostachys rosea BAFC3874 as a Sclerotinia sclerotiorum antagonist: mechanisms involved and potential as a biocontrol agent Journal of Applied Microbiology, 110, (5): Contact address: Evženie Prokinová, Katedra ochrany rostlin, ČZU v Praze, Kamýcká 129, Praha 6 Suchdol, prokinova@af.czu.cz 34 Osivo a sadba,

37 ODEZVA SEMENÁČKŮ ŘEPKY NA OŠETŘENÍ SEMEN CHLADNÝM PLAZMATEM The Response of Rape Seedlings to Cold Plasma Treatment of Seeds Renata Ryplová, Božena Šerá, Laura Bicanová, Tereza Landová, Kamila Petrášková, Tamara Rákosníková Katedra biologie PF JU v Českých Budějovicích Abstract This study investigated the effect of cold plasma treatment of rape seeds (Brassica napus L. var. napus) on germination, initial growth and basic physiological characteristics of first leaf (net photosynthesis - PN, and total chlorophyll content). The effects of different duration (0 min, 3 min, 5 min, and 10 min) of cold plasma treatment of rape seeds were studied. Although no significant influence of cold plasma treatment on seed germination was detected, initial growth of rape seedlings was affected. The cold plasma treatment of 5 min improved initial growth, but, on the other hand, negative impact of the 3 min cold plasma treatment on initial growth was found. Net photosynthesis and total chlorophyll content of the first leaf of rape seedlings were affected by cold plasma treatment as well. The effect varied according to the duration of cold plasma treatment and also according to the first leaf ontogeny. Higher PN values were reached by 20 days old plants of 3 min variant. At the age of 27 days significantly higher net photosynthesis values were reached by the plants of 3 min and 10 min treated variants. On the other hand, in senescent leaves, at the age of 34 days, lower PN values were detected in 10 min variant. Higher total chlorophyll content was measured in first leaf of 21 days old plants of 3 min as well as 10 min variant, but no significant changes were detected in older plants. Key words: rape seed, cold plasma, chlorophyll, net photosynthesis Souhrn Ošetření semen chladným plazmatem je moderní high tech metoda s potenciálem využití v zemědělství ke zvýšení klíčivosti a produktivity hospodářských plodin. Detailní znalosti vlivu ošetření semen chladným plazmatem na fyziologické charakteristiky rostlin však doposud chybějí. Z tohoto důvodu byl proveden experiment, v jehož průběhu byl sledován vliv ošetření semen brukve řepky olejky (Brassica napus L. var. napus) na klíčivost, počáteční růst a fyziologické charakteristiky prvního listu (čistou fotosyntézu PN a množství chlorofylu). Semena byla ošetřena chladným plazmatem po dobu 0 min, 3 min, 5 min a 10 min Ošetření chladným plazmatem ani v jedné z pokusných variant neovlivnilo klíčivost, avšak počáteční růst ovlivněn byl. Pozitivní vliv bylo možno pozorovat u varianty 5 min, naopak u varianty 3 min se projevil efekt negativní. U rostlin kultivovaných následně ze semen v plně kontrolovaných podmínkách byl zjištěn také vliv ošetření semen na základní fyziologické charakteristiky prvního listu. Efekt ovlivnění se lišil v závislosti na délce oplazmování semen. 20. den kultivace byl zjištěn pozitivní vliv oplazmování na čistou fotosyntézu PN u varianty 3 min, 27. den byly zjištěny vyšší hodnoty čisté fotosyntézy u varianty 3 min i 10 min. Naopak 34. den kultivace vykazovaly rostliny varianty 10 min snížené hodnoty čisté fotosyntézy. U varianty 3 min i 10 min byl také zjištěn v 21. dnu kultivace vyšší celkový obsah chlorofylu a+b, během dalšího průběhu pokusu však již odchylky v obsahu chlorofylu a+b mezi variantami oplazmovanými a variantou kontrolní zjištěny nebyly. Vliv ošetření chladným plazmatem na čistou fotosyntézu i obsah chlorofylu vykazoval variabilitu v průběhu ontogeneze prvního listu. Klíčová slova: semena řepky, chladné plazma, chlorofyl, fotosyntéza Osivo a sadba,

38 Úvod Brukev řepka olejka je rostlina světového hospodářského významu a mnohostranného využití. Proto je důležité hledat moderní metody vedoucí ke zvýšení klíčivosti semen i zvýšení produkce biomasy této hospodářské plodiny. V této souvislosti je v posledních letech zkoumán vliv ošetření semen plazmatem. Plazma je ionizovaný plyn složený z iontů, elektronů a dalších částic, který vzniká odtržením elektronů z elektronového obalu atomů plynu nebo ionizací molekul. Plazma se může používat ke sterilizaci povrchů (např. Mráz et al., 2013), ale může mít uplatnění i v pěstování rostlin. Předcházející studie prokázaly pozitivní vliv na klíčivost semen a počáteční růst různých druhů rostlin (Kuchtová et al., 2013a; 2013b; Šerá et al. 2009; 2012a; 2012b; 2013). U některých rostlin byl pozorován také pozitivní vliv ošetření semen plazmatem na následnou produktivitu rostlin (Jiang et al., 2014). Doposud však chybí hlubší studie popisující detailní odpověď fotosyntetického aparátu semenáčků na ošetření semen chladným plazmatem. Z těchto důvodů jsme provedli experiment, během něhož byl sledován vliv ošetření semen chladným plazmatem na klíčivost, rychlost fotosyntézy a obsah chlorofylu u semenáčků brukve řepky olejky. Metodika Semena brukve řepky olejky (Brassica napus L. var. napus), dále jen řepky, byla ošetřena chladným plazmatem. K modifikaci semen bylo použito atmosférické plazma generované mezi hliníkovými elektrodami, použitým plynem byl vzduch. Detailní popis aparatury je v práci Gavril et al., (2011). Semena byla ošetřena při různých časových expozicích (0 min, 3 min, 5 min, 10 min) v počtu 150 kusů na jednu variantu. V průběhu experimentu byla zjišťována klíčivost a rychlost počátečního růstu rostlin jednotlivých variant a základní fyziologické charakteristiky prvního listu, konkrétně rychlost fotosyntézy a obsah fotosyntetických pigmentů. Klíčivost a rychlost počátečního růstu Pro testy klíčivosti byly použity plastové Petriho misky o průměru 9 cm. Na jednu Petriho misku byly umístěny 4 filtrační papíry KA0/80, 6 ml destilované vody a rozmístěno 30 semen. Na jedno ošetření bylo založeno 5 Petriho misek. Misky byly uloženy do tmy při teplotě cca 20 C. Experiment klíčení byl založen a trval 19 dnů. Během pokusu byl sledován počet klíčících semen a jejich přírůstky. Poslední den byly vyrostlé rostliny sklizeny, usušeny a byla určena jejich hmotnost. Fyziologické charakteristiky prvního listu Kultivace rostlinného materiálu Ze semen ošetřených chladným plazmatem byly vypěstovány rostliny v plně kontrolovaných laboratorních podmínkách. Vzhledem k omezení prostorovými možnostmi kultivačního boxu byly pro sledování fyziologických charakteristik prvního listu vybrány pouze varianty 3 min, 10 min a varianta kontrolní (0 min). Semena řepky byla vyseta do komerčně připravované zeminy (Garden Forestina, Střelské Hoštice) do plastových květináčů o rozměrech 11 x 11 x 12 cm. Kyselost půdy byla ph 4,5-6,5. Do každého květináče bylo vyseto 5 semen v pravidelných vzdálenostech od sebe. Květináče byly umístěny po pěti na plata, tak, aby na každém platě byly květináče s rostlinami téže pokusné varianty. Takto bylo připraveno vždy 10 květináčů (2 plata) od každé pokusné varianty. Rostliny byly pravidelně zavlažovány do plat odstátou vodou z vodovodu, 0,5 l na každé plato denně, v posledním týdnu kultivace bylo zavlažováno 1 l vody denně. Rostliny byly umístěny do plně automatického kultivačního boxu Fytoscope (PSI, Brno, Česká republika) a pěstovány pod režimem uvedeným v tab. 1: 36 Osivo a sadba,

39 Tab. 1: Podmínky kultivace rostlinného materiálu Fáze Teplota ( o C) Relativní vlhkost (%) Ozářenost ( mol m -2 s -1 ) Rozednívání 2 hod Den 10 hod Stmívání 2 hod Noc 10 hod Měření fotosyntetické výměny plynů Počínaje 20. dnem kultivace byla v pravidelných týdenních intervalech měřena čistá fotosyntéza (P N ) prvního vyvinutého listu pomocí přístroje LI XT (LICOR Inc., Lincoln, NE, USA). Měření probíhalo přímo v kultivačním boxu, při denním režimu nastaveného programu (ozářenost 286 mol m -2 s -1 ). List řepky byl uzavřen do měřící kyvety přístroje, v níž byly upraveny podmínky měření tímto způsobem: CO ppm, rel. vlhkost %, teplota listu 23 C. Před měřením byl list ponechán v kyvetě cca min, do ustálení hodnot měřených parametrů. Tímto způsobem bylo provedeno vždy 10 měření náhodně vybraných rostlin od každé pokusné varianty. Měření probíhalo 20., 27. a 34. den kultivace. Další měření již nebylo možné na prvním listu provádět z důvodu jeho senescence. Stanovení fotosyntetických pigmentů Následující den po měření fotosyntetické výměny plynů (tj. 21., 28. a 35. den kultivace) byla prováděna analýza fotosyntetických pigmentů. Z prvního listu byly pomocí korkovrtu vyťaty terčíky o známém obsahu, z nichž byly pigmenty extrahovány 80 % acetonem. Množství chlorofylu pak bylo zjišťováno spektrofotometricky podle Lichtenthalera a Wellburna (1983), pomocí spektrofotometru UV VIS 250 (Shimadzu, Japonsko). Statistická analýza Získaná data byla zpracována v programech EXCEL a STATISTICA. Data byla normalizována logaritmickou transformací a následně statisticky vyhodnocena jedno faktorovou analýzou variance (one-way ANOVA) a poté HSD Tukey testem, vše na hladině významnosti 0,05. Výsledky a diskuse Klíčivost a rychlost počátečního růstu Klíčivost semen řepky nebyla použitým ošetřením ovlivněna. Naopak v růstových parametrech semenáčků byly nalezeny signifikantní rozdíly vzhledem ke kontrolnímu vzorku (tab. 2). Tab. 2: Charakteristiky klíčení a počátečního růstu oplazmovaných semen řepky olejky z posledního dne pokusu. (Označení R znamená podzemní část rostliny a S nadzemní část rostliny. Různá písmena ve sloupci HSD uvádí významné rozdíly zjištěné v testu Tukey (P < 0.05) při porovnávání každý s každým. Tučně jsou vyznačené významné rozdíly u ošetřených semen vzhledem k příslušné kontrole) Klíčení Délka R Délka S Čerstvá Čerstvá biomasa biomasa Sušina Sušina hmotnost R hmotnost S hmotnost R hmotnost S (%) HSD (%) HSD (%) HSD (%) HSD (%) HSD (%) HSD (%) HSD Kontrola 100 a 100 a 100 a 100 a 100 a 100 a 100 a 3 min 94 a 74 b 86 b 74 a 57 b 72 b 92 a 5 min 97 a 108 a 106 a 328 b 128 a 91 ab 104 a 10 min 102 a 97 ab 96 ab 148 a 119 a 96 a 93 a Osivo a sadba,

40 Podle porovnání všech měřených charakteristik lze konstatovat, že nejlépe rostly rostliny ze semen ozářených chladným plazmatem po dobu 5 min. U této varianty byl zjištěn pozitivní trend v délkách nadzemních a podzemních orgánů a v množství biomasy. Pozitivní vliv byl zaznamenán především u hmotnosti čerstvých podzemních částí semenáčků po ošetření plazmatem po dobu 5 min v porovnání s kontrolním vzorkem. Naopak nejhůře rostly rostliny řepky ze semen plazmovaných po dobu 3 min. U těchto rostlin byly hodnoty všech sledovaných charakteristik pod hodnotami kontrolního vzorku. Fotosyntetická asimilace CO 2 čistá fotosyntéza P N Jednotlivé varianty vykazovaly statisticky významné rozdíly v čisté fotosyntéze prvního listu během celé doby jeho vývoje (graf 1). V prvním týdnu měření, tj. 20. den kultivace, byla nejvyšší čistá fotosyntéza prvního listu u semenáčků vyrostlých ze semen ošetřených chladným plazmatem po dobu 3 min, než u rostlin kontrolních (o cca 40 %). Semenáčky řepky ze semen ošetřených chladným plazmatem po dobu 10 min se v čisté fotosyntéze od ostatních dvou variant významně neodlišovaly. Ve druhém týdnu měření (27. den kultivace) došlo u všech variant pokusných rostlin k mírnému poklesu čisté fotosyntézy prvního listu, zřejmě v souvislosti s jeho probíhající senescencí. I tentokrát byla čistá fotosyntéza semenáčků varianty 3 min výrazně vyšší než u varianty kontrolní (cca 59 %). Ve 27. dnu kultivace byla zjištěna výrazně vyšší čistá fotosyntéza také u varianty 10 min (nárůst oproti kontrolní variantě cca 50%), přičemž nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl mezi hodnotami čisté fotosyntézy prvního listu obou ovlivněných variant navzájem. Poslední měření (34. den kultivace) nízké hodnoty čisté fotosyntézy všech zkoumaných variant naznačují značný stupeň senescence. V tomto měření byl zjištěn nejvyšší pokles čisté fotosyntézy u rostlin varianty 10 min, kdy průměrná hodnota čisté fotosyntézy dosahovala pouhých cca 39 % hodnoty varianty kontrolní PN mol CO 2 m 2 s 1 ) k 3 min 10 min a b ab a b b a a b 20.den 27.den 34.den Graf 1: Vývoj průměrné rychlosti čisté fotosyntézy (PN) prvního listu v průběhu experimentu, 20., den kultivace (Chybové úsečky značí směrodatné odchylky. Různá písmena u jednotlivých sloupců v grafu značí významné rozdíly dle testu Tukey (P < 0.05) při porovnávání každý s každým) Obsah chlorofylu a+b U obou oplazmovaných variant pokusných rostlin došlo k významnému zvýšení (cca o 20 %) obsahu celkového chlorofylu prvního listu v prvním týdnu měření, tj. 21. den kultivace, (graf 2). Ve 28. a 35. dnu kultivace již nebyly shledány žádné statisticky významné změny v obsahu celkového chlorofylu v prvním listu mezi jednotlivými zkoumanými variantami. Během vývoje v průběhu experimentu došlo u všech variant v druhém týdnu měření k mírnému nárůstu a ve třetím týdnu měření k mírnému poklesu obsahu celkového chlorofylu v prvním listu, zřejmě v souvislosti s ontogenetickými 38 Osivo a sadba,

41 změnami listu. Pozitivní vliv ošetření semen chladným plazmatem na obsah chlorofylu byl již v minulosti potvrzen u rostlin pšenice (Jiang et al., 2014) chlorofyl (a+b) (mg.m 2 ) k 3 min 10 min 0 a b b a a a a a a 21.den 28.den 35.den Graf 2: Změny v obsahu chlorofylu (a+b) na m2 listové plochy během vývoje prvního listu, 21., 28. a 35. den kultivace (Chybové úsečky značí směrodatné odchylky. Různá písmena u jednotlivých sloupců v grafu značí významné rozdíly dle testu Tukey (P < 0.05) při porovnávání každý s každým) Oplazmování semen po dobu 3 min mělo zřejmě inhibiční vliv na některé parametry počátečního růstu klíčních rostlin do 19. dne, avšak již 20. den byly zjištěny u této varianty vyšší hodnoty čisté fotosyntézy i obsahu celkového chlorofylu. Oplazmování semen po dobu 10 minut neovlivnilo klíčivost ani počáteční růst, v 21. dnu kultivace se však projevilo nárůstem obsahu celkového chlorofylu. Pozitivní vliv oplazmování semen po dobu 10 minut na rychlost fotosyntézy bylo možno pozorovat až 27. den kultivace, avšak u senescenčních listů v 34. dnu kultivace byla čistá fotosyntéza rostlin této varianty naopak nejnižší. Celkově lze tedy konstatovat, že byl zaznamenán vliv plazmování semen řepky na fyziologické a růstové parametry semenáčků. Efekt ovlivnění se lišil v závislosti na délce trvání ošetření semen chladným plazmatem a vykazoval výrazné změny v průběhu ontogeneze prvního listu. K vysvětlení této variability je potřeba dalšího výzkumu na úrovni fyziologických i biochemických charakteristik semenáčků. Závěr Ošetření semen chladným plazmatem ovlivnilo růstové a fyziologické charakteristiky v prvních fázích růstu rostlin brukve řepky olejky. Ovlivněny byly charakteristiky počátečního růstu mladých semenáčků (délky nadzemních a podzemních částí semenáčků, hmotnost jejich čerstvé biomasy a hmotnost sušiny kořenů), rychlost fotosyntézy i obsah chlorofylu v prvním listu starších semenáčků. Vliv ošetření semen chladným plazmatem se lišil u jednotlivých pokusných variant v závislosti na délce expozice semen vůči chladnému plazmatu. Osivo a sadba,

42 Literatura GAVRIL B., HNATIUC E., SERA B., HRUSKOVA I., PADUREANU S., HĂISAN C., (2011). Possibilities of performing treatments on seeds using cold plasma discharges. In: XVIXth Symposium on Physics of Switching Arc, pp , Brno, University of Technology. HENSELOVA M., SLOVAKOVA L., MARTINKA M. & ZAHORANOVA A., (2012). Growth, anatomy and enzyme activity changes in maize roots induced by treatment of seeds with low-temperature plasma. Biologia 67/3: JIANG J., HE X., LI L., LI J, SHAO H., XU Q., YE R., DONG Y., (2014). Effect of Cold Plasma Treatment on Seed Germination and Growth of Wheat. Plasma Science and Technology, 16 (1), KUCHTOVA P., SERA B., GAVRIL B., SERY M., HNAUTIC E., (2013a). Gliding arc plasma modified number of capsules in poppy seed. In: European Biotechnology Congress, Comenius Univ, Bratislava, Slovakia, May 16-18, 2013, Current Opinion in Biotechnology, 24(1). S133-S133. DOI: /j.copbio KUCHTOVA P., SERA B., HAJKOVA M., KAZDA J., DVORAK P., GAVRIL B., SERY M., MICA L., HNATIUC E., SPATENKA P., (2013b). Response of Poppy Seed on Non-thermal Plasma Treatment. In: 11th Scientific and Technical Seminar on Seed and Seedlings, Czech Univ Life Sci Prague (CULS), Prague, Czech Republic, Feb 07, 2013, Seed and Seedlings, LICHTENTHALER H. K., WELLBURN A. R., (1983). Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemical Society Transactions, 11, MRAZ I., BERAN P., SERA B., GAVRIL B., HNATIUC E., (2014). Effect of low-temperature plasma treatment on the growth and reproduction rate of some plant pathogenic bacteria. Journal of Plant Pathology, 96 (1) SERA B., GAJDOVA I., SERY M., SPATENKA P., (2013). New physicochemical treatment method of Poppy seeds for agriculture and food industries. Plasma Science and Technology, 15(9): DOI: / /15/9/19. SERA B., GAJDOVA I., GAVRIL B., HNATIUC E., SERY M., SPATENKA P., (2012a). Hemp (Cannabis sativa L.) seeds after plasma treatment. Proceedings of the International Conference on Optimalisation of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM, art.no , SERA B., GAJDOVA I., CERNAK M., GAVRIL B., HNATIUC E., KOVACIK D., KRIHA V., SLAMA J., SERY M., SPATENKA P., (2012b). How various plasma sources may affect seed germination and growth. Proceedings of the International Conference on Optimalisation of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM, art.no , SERA B., SERY M., STRANAK V., SPATENKA P., TICHY M., (2009). Does cold plasma change the seed dormancy? Study on seeds of Lambs Quarters (Chenopodium album agg.). - Plasma Science and Technology, 11(6) Contact address: RNDr. Renata Ryplová, Ph.D. Katedra biologie, PF JU v Českých Budějovicích, Jeronýmova 10, České Budějovice, ryplova@pf.jcu.cz 40 Osivo a sadba,

43 STUDIE RŮSTU OBILEK PŠENICE OVLIVNĚNÝCH RŮZNÝMI EXTRAKTY Z ROSTLIN Study of Wheat Grain Growth after Various Plant Extract Treatments Božena Šerá, Lubomír Věchet, Iveta Gajdová Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Abstract The study summarizes preliminary results of an experiment focused on the impact of various plant extracts on germination and early growth of wheat grains (Triticum aestivum). The extracts were prepared from these plant species: english oak (Quercus robur, bark), caraway (Carum carvi, fruits), himalayan balsam (Impatiens glandulifera, leaves), long turmeric (Curcuma longa, spices), ginger (Zingiber officinale, spices), giant knotweed (Reynoutria sachalinensis, leaves), japanese knotweed (R. japonica, leaves), bohemian knotweed (R. x bohemica, leaves), japanese pagoda tree (Sophora japonica, leaves) and stinging nettle (Urtica dioica, leaves). Following characteristics were observed: germination, root and above-ground lengths, biomass dry matter weight of aboveground and underground parts and root/shoot (R/S) ratio. The values of all observed characteristics showed positive effects stained grains on their initial growth. Seed germination was not different from control. Wheat grains treated with extracts from knotweed (all three species) and caraway grew the best of all. The worst grew grains treated with extract from ginger. The positive effect of treatments was observed in the ratio of R/S. So this way of treatment of grains could have had an impact on overcoming drought stress. Keywords: germination, seed, growth stimulation, plant extracts Souhrn Studie shrnuje předběžné výsledky z pokusu sledujícího vliv různých rostlinných extraktů na klíčivost a počáteční růst obilek pšenice seté (Triticum aestivum). Na přípravu extraktů byly použity tyto rostlinné druhy a jejich části: dub letní (Quercus robur, kůra), kmín kořenný (Carum carvi, plody), netýkavka žlaznatá (Impatiens glandulifera, listy), kurkuma dlouhá (Curcuma longa, koření), zázvor pravý (Zingiber officinale, koření), křídlatka sachalinská (Reynoutria sachalinensis, listy), k. japonská (R. japonica, listy), k. česká (R. x bohemica, listy), jerlín japonský (Sophora japonica, listy) a kopřiva dvoudomá (Urtica dioica, listy). Sledovány byly tyto charakteristiky: klíčivost, délka kořenů a nadzemních částí, hmotnost biomasy sušiny nadzemních a podzemních částí a poměr podzemní/nadzemní biomasa v sušině (R/S). Hodnoty všech sledovaných charakteristik ukázaly pozitivní vliv namoření obilek na jejich počáteční růst. Klíčivost semen se v zásadě nelišila od kontroly. Nejlépe rostla pšenice setá z obilek ošetřených extrakty z křídlatek (sachalinská, japonská, česká) a z kmínu kořenného. Naopak nejhůře rostly obilky ošetřené extraktem ze zázvoru pravého. Pozitivní vliv ošetření obilek rostlinnými extrakty na poměr R/S by mohl mít vliv na překonání stresu suchem. Klíčová slova: klíčení, semeno, stimulace růstu, rostlinné extrakty Osivo a sadba,

44 Úvod Využívání rostlin v ekologickém zemědělství je jedním z výzkumných směrů, který má historické kořeny již v dávné minulosti. Různé druhy rostlin se vyznačují specifickým obsahem sekundárních metabolitů, které mohou být využity jako základ postřiků proti živočišným či rostlinným patogenům. Stejně tak mohou být použity ke stimulaci růstu rostlin. V následujícím textu se budeme zabývat předběžnými výsledky klíčení a počátečního růstu po namoření osiva různými extrakty z rostlin. Jako modelová rostlina byla použita pšenice setá (Triticum aestivum L.), protože patří mezi naše nejrozšířenější pěstované obilniny. Rostliny, z kterých byly vyrobeny testované extrakty, byly vybrány na základě literární rešerše a podle výsledků předchozích pokusů. Metodika Pro příípravu rostlinných extraktů byly použity tyto rostlinné druhy a jejich části: dub letní (Quercus robur L., kůra), kmín kořenný (Carum carvi L., plody), netýkavka žlaznatá (Impatiens glandulifera Royle, listy), kurkuma dlouhá (Curcuma longa L., koření), zázvor pravý (Zingiber officinale Roscoe, koření), křídlatka sachalinská (Reynoutria sachalinensis (F. Schmidt) Nakai, listy), křídlatka japonská (R. japonica Houtt, listy), křídlatka česká (R. x bohemica Chrtek at Chrtková, listy), jerlín japonský (Sophora japonica L., listy) a kopřiva dvoudomá (Urtica dioica L., listy). Rostlinné extrakty byly vyrobeny ze 100 g sušiny a 850 ml 20% etanolu za intenzivního 5 h třepání a následném odfiltrování sedliny. Připravených deset rostlinných extraktů bylo skladováno při teplotě 6 C. Obilky pšenice seté (min. 150 g semen) byly zality 500 ml daného extraktu a jemně protřepávány rotační třepačkou při pokojové teplotě (20 C) po dobu 24 h. Poté byla tekutina odfiltrována, obilky byly usušeny a dva týdny skladovány (vše při pokojové teplotě). Po tomto ošetření byly prováděny testy klíčivosti. Pro testy klíčivosti byly použity Petriho misky o průměru 9 cm. Na jednu Petriho misku byly umístěny 3 filtrační papíry KA0/80, 6 ml destilované vody a stejnoměrně rozmístěno 30 obilek. Na jedno ošetření bylo založeno 5 Petriho misek. Misky byly uloženy do tmy při teplotě cca 20 C. Během klíčení byl sledován počet klíčících obilek, přičemž za klíčící obilku byla považována ta, která měla alespoň 1 mm dlouhý klíček. Experiment klíčení proběhl v lednu 2011 a trval 5 dnů. Během pokusu byl sledován počet klíčících semen a jejich přírůstky. Poslední den byly vyrostlé rostliny sklizeny, usušeny a byla určena jejich hmotnost. Získaná parametrická data byla normalizována logaritmickou transformací a následně statisticky vyhodnocena t-testem na hladině významnosti 0,05. Botanické názvy rostlin jsou sjednoceny dle Kubát et al., Výsledky a diskuse Klíčivost semen nebyla použitým ošetřením zásadně ovlivněna. Všechny obilky měly finální klíčivost srovnatelnou s kontrolní sadou. Pouze obilky ošetřené extraktem ze zázvoru pravého měly klíčivost výrazně nižší, než byla kontrola (tab. 1). Naopak v růstových parametrech byly nalezeny významné rozdíly vzhledem ke kontrolnímu vzorku (tab. 1). Rostliny významně investovaly do růstu kořenů, jak do jejich prodlužování, tak do celkové biomasy. Obilky ošetřené všemi typy extraktů měly signifikantně delší kořeny než kontrolní set rostlin. Délky kořenů byly větší o 42 % (zázvor pravý) až po 99 % (křídlatka japonská). Obilky ošetřené extrakty z kmínu kořenného, křídlatky japonské, k. sachalinské a k. české měly nadzemní orgány významně vyšší než kontrolní rostliny. Délky těchto rostlin byly větší o %. U všech rostlin vyrostlých z ošetřených obilek byla také hmotnost sušiny vyšší než u kontrolního vzorku. Největší nahromadění biomasy v kořenech bylo prokázáno po aplikaci extraktů z křídlatky české (204 %), k. japonské (191 %) a kmínu kořenného (189 %). U nadzemních částí nebyla biomasa tak výrazně těžší, ale přesto byl zaznamenán trend pozitivního působení použitých extraktů. Hmotnost 42 Osivo a sadba,

45 sušiny nadzemních částí byla signifikantně vyšší po aplikaci těchto extraktů: křídlatka česká (127 %), k. japonská (125 %), a kmín kořenný (120 %). Tab. 1: Klíčivost a počáteční růst ošetřených obilek pšenice seté z posledního dne pokusu. Uváděné jsou aritmetické průměry na jedince (délky) a na celou Petriho misku (klíčivost, hmotnosti), více v metodice. Tučně jsou vyznačené významné rozdíly vzhledem ke kontrole (t-test, P < 0,05). Klíčivost (1) Délka podzemní části (mm) Délka nadzemní části (mm) Hmotnost suché podzemní části (g) Hmotnost suché nadzemní části (g) SD SD SD SD SD Kontrola 29,20 0,45 47,91 4,73 30,65 1,68 0,09 0,01 0,15 0,00 Quercus robur 29,00 1,22 79,84 4,20 38,60 3,81 0,14 0,01 0,16 0,01 Carum carvi 28,80 1,10 91,40 8,08 44,58 3,38 0,17 0,02 0,18 0,02 Impatiens glandulifera 28,40 1,14 81,18 11,61 35,39 3,15 0,14 0,02 0,15 0,01 Curcuma longa 29,00 1,41 77,67 9,04 39,54 4,58 0,14 0,03 0,16 0,02 Zingiber officinale 24,40 2,97 68,16 8,90 24,85 12,43 0,11 0,01 0,13 0,01 Reynoutria japonica 29,00 1,41 95,41 6,21 46,62 2,43 0,17 0,02 0,19 0,01 Reynoutria sachalinense 28,20 1,48 91,17 4,84 46,19 2,25 0,17 0,01 0,18 0,01 Reynoutria x bohemica 29,00 0,00 94,97 4,66 48,41 1,97 0,18 0,01 0,19 0,01 Sophora japonica 29,00 0,71 71,56 3,73 35,94 0,97 0,13 0,02 0,16 0,02 Urtica dioica 27,80 1,30 80,35 6,89 36,94 1,54 0,14 0,02 0,17 0,01 Graf 1: Poměr R/S u pšenice seté vyrostlé z ošetřených obilek extrakty z různých druhů rostlin. Data odpovídají poslednímu dni pokusu (viz metodika). Poměr hmotnosti sušiny kořene ke hmotnosti sušiny nadzemní části (R/S) je relativně dobrým kvantifikátorem, ukazujícím výhodnost různých ošetření (Šerá, 2013). Obrázek 1 shrnuje hodnoty R/S poměrů od všech testovaných sad obilek včetně kontrolní sady. Hodnoty poměru R/S se pohybovaly mezi 132 % a 166 %. Nejvyšší poměr byl zaznamenán u rostlin, jejichž obilky byly ošetřeny extrakty z kmínu kořenného, křídlatky české a netýkavky žláznaté. Je zjevné, že všechny ošetřené obilky měly tendenci investovat do biomasy podzemních orgánů. Vyšší hodnoty R/S by mohly být výhodné při počátečním růstu v podmínkách přísušku nebo jiného stresujícího faktoru. Osivo a sadba,

46 Chemická ochrana proti různým patogenům, parazitům a predátorům může být časem málo účinná. Jsou známé mnohé rezistentní populace škůdců k jedné nebo více složkám současných syntetických preparátů (Qian et al., 2008; Zhao et al., 2006; Shelton et al., 2008). Intenzivní zemědělství kvůli nadměrnému používání pesticidů dokonce vede k toxickému narušení potravních řetězců (Perry et al., 1998). Nové trendy v zemědělství se vracejí k přírodním zdrojům a způsobům. Snižování použití syntetických preparátů souvisí s hledáním nových cest v ochraně a stimulaci rostlin, které jsou šetrnější k životnímu prostředí i k lidskému zdraví. Prezentované výsledky jsou součástí rozsáhlého výzkumu, který je zaměřen i na využití rostlinných extraktů jako induktorů rezistence rostlin proti padlí travnímu (Věchet a Šerá, 2015). Stejně tak lze rostlinné extrakty použít proti různým hmyzím patogenům (Pavela et al., 2009). Preparáty rostlinného původu (stimulanty, pesticidy, insekticidy) včetně rostlinných extraktů, které obsahují biologicky aktivní látky obranného charakteru, jsou ve vyspělém světě považovány za jednu z environmentálně přijatelných alternativ ochrany kulturních plodin (Isman, 2000). Využití rostlin v nekonvenčním zemědělství je logickým vyústěním historických zkušeností za současné eliminace nebo snížení použití různých synteticky vyráběných chemických přípravků. Závěr Obilky pšenice pravděpodobně nebyly použitým způsobem ošetření nijak stresovány, naopak ošetření se projevilo v jejich lepším počátečním růstu. Podle porovnání všech měřených charakteristik lze konstatovat, že nejlépe rostla pšenice setá z obilek ošetřených extrakty ze všech tří druhů křídlatek a z kmínu kořenného. U těchto obilek byl zjištěn významný trend v délkách nadzemních a podzemních orgánů a v hmotnosti biomasy. Naopak nejhůře rostly obilky ošetřené extraktem ze zázvoru pravého. Výzkum možností použití rostlinných extraktů k ochraně a stimulaci rostlin zapadá do současných trendů výzkumu ve vyspělých částech světa. Poděkování Výsledky byly vyhodnoceny a zpracovány díky podpoře Katedry biologie, Pedagogické fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Literatura ISMAN M.B., (2000). Plant essential oils for pest and disease management. Crop Protection, 19, KUBÁT K., HROUDA L., CHRTEK J. JUN., KAPLAN Z., KIRSCHNER J., ŠTĚPÁNEK J. (2002). Klíč ke květeně České republiky. Academia, Praha, 926 s. PAVELA R., VRCHOTOVÁ N., ŠERÁ B., (2009). Repellency and toxicity of three Impatients species (Balsaminaceae) extracts on Myzus persicae Sulzer (Homoptera: Aphididae). Journal of Biopesticides, PERRY A. S., YAMAMOTO I., ISHAAYA I., PERRY R.Y., (1998). Insecticides in Agriculture and Environment. Berlin, Springer-Verlag. QIAN L., CAO G., SONG, J., YIN Q., HAN Z., (2008). Biochemical mechanism conferring crossresistance between tebufenozide and abamectin in Plutella xylostella. Pesticide Biochemistry and Physiology, 91, SHELTON A.M., HATCH S.L., ZHAO J.Z., CHEN M., EARLE E.D., CAO J., (2008). Suppression of diamondback moth using Bt-transfergenic plants as a trap crop. Crop Protection, 27, ŠERÁ B., (2012). Jak funguje poměr ROOT:SHOOT. In: Bláha L., Šerá B. (eds), Význam celistvosti rostliny ve výzkumu, šlechtění a produkci, Powerprint, Praha, VĚCHET L, ŠERÁ B., (2015). Effectiveness of both synthetically compounds and biologically extracts against Powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. tritici) on winter wheat. Agrociencia (in press) ZHAO J.Z., COLLINS H.L., LI Y.X., MAU R.F., THOMPSON G.D., HERTLEIN M.S., ANDALORO J.T., BOYKEN R., SHELTON A.M., (2006). Monitoring of diamondback moth resistance to spinosad, indoxacarb and enamectin benzoate. Journal of Economic Entomology, 99, Contact address: Božena Šerá, Katedra biologie, PF JU v Českých Budějovicích, Jeronýmova 10, České Budějovice, bsera@pf.jcu.cz 44 Osivo a sadba,

47 SPOLEČNÉ A SPECIFICKÉ VLASTNOSTI SEMEN JEDNOTLIVÝCH PLODIN A JEJICH VÝZNAM Common and Specific Seed Traits of Different Crops and theirs Importance Ladislav Bláha Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i, Praha Ruzyně Abstract The analysis of the seed traits (and also root system) is still neglected. This work is not comprehensive literature review concerning the importance of the seeds traits, but it is focused on the growing importance of the seed characteristics in the increasing weather variability and also in ongoing global warming. We can suppose that germinating seeds will grow in poorer conditions. These seeds will also be exposed to higher pressure of pests and diseases, in conventional and also in organic farming. There is also similar problem of the root growth and development, i.e. increasing significance of seeds and crop roots properties should be taken into consideration in plant breeding and in crop production. Keywords: climatic change, weather development, seed traits, cultivar differences, plant production Souhrn Analýza vlastností semen je stále opomíjena. Tato práce je upozorněním na rostoucí význam vlastností osiva v rostoucí variabilitě počasí, a v (zatím) pokračujícím globálním oteplování. Musíme tedy předpokládat, že semena budou klíčit (a růst) ve stále více pravděpodobně se zhoršujících se podmínkách. Klíčení bude také s velkou pravděpodobností vystaveno vysokému tlaku škůdců a chorob nejen v konvenčním, ale i v ekologickém a organickém a zemědělství Podobný je také problém v otázce růstu a vývoje kořenů. V souhrnu vzato, je třeba počítat s rostoucím významem vlastností semen a kořenů jednotlivých plodin ve šlechtění rostlin a v rostlinné výrobě. U semen se jedná zejména o odolnost při klíčení vůči abiotickým stresům, hlavně vůči suchu, vysoké (nízké) teplotě v povrchové vrstvě půdy, jedná se o efektivnost využití vody v době klíčení. Všechny laboratorní testy odolnosti semen vůči stresu při klíčení jsou založeny na vyhodnocení rychlosti klíčení semen, zejména vývoje jejich kořenové části, v odlišných podmínkách obsahu vody v půdním prostředí, tedy simuluje se průběh vnějších podmínek. Testy přinášejí většinou statisticky průkazné výsledky pro predikci polní vzcházivosti a založení porostu jednotlivých odrůd a šlechtitelských materiálů, včetně predikce výnosu. Klíčová slova: klimatické změny, vývoj počasí, vlastnosti semen, odrůdové rozdíly, rostlinná výroba. Úvod Předpovědi budoucího vývoje klimatu a rostoucí variability počasí jsou (zatím) stále pesimističtější a aktuální vývoj počasí plně potvrzuje předpovědi. Je potřeba vzít tuto pro zemědělství důležitou skutečnost v úvahu. S velkou pravděpodobností dopad změny klimatu bude významný také pro zastoupení druhů a rodů v přírodě, což se již i částečně děje. Musíme předpokládat, že naklíčená semena budou stále častěji klíčit ve zhoršujících se fyzikálních podmínkách (teplota, obsah vody v půdě, sucho po zasetí). Pravděpodobný je také zvýšený tlak škůdců a chorob. Vzhledem k této skutečnosti a také vzhledem k tomu, že kvalita semen často ovlivňuje průběh celé vegetace včetně výnosu, růst významu vlastností semen a kořenů bude pravděpodobně stoupat, Osivo a sadba,

48 zejména v ekologickém zemědělství, ve kterém v současné době probíhá značný rozvoj. Svědčí o tom fakt, že se před léty udávalo, že semeno je nejlevnější agrotechnické opatření, že je zárukou 5 10 % výnosu, ale dnes se udává v literatuře pro suché oblasti až 25 %. Obdobné je to s problematikou významu kořenů. Bohužel výzkum vlastností semen, ale i kořenového systému je stále opomíjen i přes to, že význam osiva a kořenových charakteristik v rostoucí variabilitě počasí má vzrůstající trend. Kvalitu kořenů kromě odrůdy ovlivňuje i vlastnost osiva (a naopak!), což je velmi důležité, protože v kořenech se odehrává "polovina" všech metabolických procesů v rostlině, které mají i velký význam nejen z hlediska odolnosti vůči suchu, v příjmu živin ale i v odolnosti vůči stresům. V této souvislosti logicky roste též význam odrůd odolných vůči suchu a vzhledem k variabilitě počasí také odrůd plastických. K tomuto cíli mohou významně přispět výsledky semenářského výzkumu. Cílem příspěvku je poukázat na vlastnosti semen, které svým významem začínají stále intenzivněji rozhodovat o úspěchu pěstování plodin, tedy více jak semenářskou normou předepsané, ale neopominutelné znaky. Přehled výsledků Za obecně kvalitní osivo, které má odpovídající hmotnost tisíce semen lze považovat takové, které je bez závadných semen plevelů, má předepsanou klíčivost, optimální vlhkost atd. Kvalitní osivo umožňuje rostlinám dobře reagovat na použitá hnojiva, klíčící semena většinou méně trpí škůdci a chorobami, umožňují lépe využít genetický potenciál plodiny. Výhody použití kvalitních semen je možno detailněji nalézt například na adrese: Standardní metody hodnocení osiv jsou nutné, nevyhnutelné, při výběru odrůdy pro dané podmínky ale úplně nestačí. Hlavním důvodem jsou zvyšující se výkyvy počasí (změna klimatu), což má za důsledek nutnost sledovat řadu dalších vlastností. Například ve Francii u některých šlechtitelů řepky je možno vidět selekci na základě polní vzcházivosti (=odolnost vůči půdním stresům jako je nedostatek vody, sucho, vysoká teplota). Bohužel v literatuře se tyto informace prakticky nenacházejí, jedná se o šlechtitelskou rutinu. Dalším krokem je i výsev na extrémně chudých a vodu nedržících půdách pro intenzivnější selekci genotypů. Na grafech 1 je ukázán nárůst teplot a pokles srážek ve dvou zemědělsky nejdůležitějších měsících roku, kdy jsou obvykle zakládány porosty jarních plodin. V podzimních termínech (září, říjen) nejsou prozatím změny průběhu srážek a teplot pro zakládání porostů velkými problémy. Většinou, jak ukazují grafy, srážky v době jarního setí ubývají (nikoliv v průběhu celého roku) a teploty narůstají, roste tedy význam sucha v době setí. Logicky tedy roste význam efektivnosti využití vody při klíčení, odolnosti vůči stresům jako je sucho a vysoká teplota a samozřejmě je zde i nárůst významu vitality osiva, tedy rychlého vyklíčení a zakořenění v půdě. Pro doplnění je třeba uvést, že celoročně je v průměru teplota půdy nižší než teplota vzduchu, nicméně v hlavní vegetační sezóně je rozdíl mezi teplotou vzduchu a půdy větší, při porovnání s minulými léty; údaje v literatuře se liší, záleží na typu půdy, u některých typů je výrazně vyšší teplota vzduchu než teplota půdy. Toto jsou důležité faktory pro tvorbu a aktivitu kořenů, povrchová teplota půdy a zásoba vody v půdě jsou velmi významné ze semenářského hlediska (kvůli vzcházení) a z hlediska pěstitelského jsou stále více variabilní. 46 Osivo a sadba,

49 7 Česká republika T3 = *x 120 Česká republika P4 = *x T 3 [ C] P 4 [mm] Rok:T3: r = ; p = Rok Rok:P4: r = ; p = Rok Průměry teplot v průběhu let-duben Průměry srážek v průběhu let duben 16 Česká republika T5 = *x 160 Česká republika P5 = *x T 5 [ C] P 5 [mm] Rok:T5: r = ; p = Rok Rok:P5: r = ; p = Rok Průměry teplot v průběhu let květen T year [ C] Česká republika Tyear = *x Rok:Tyear: r = ; p = Rok Průměry srážek v průběhu let-květen P year [mm] Česká republika Pyear = *x Rok:Pyear: r = ; p = Rok Průměry teplot v průběhu let rok, ČR Průměry srážek v průběhu let rok, ČR Graf 1:Průběhy teplot a srážek v nejdůležitějších (vybraných) vegetačních obdobích v letech / Osivo a sadba,

50 Poznámka Kromě standardních znaků daných semenářskou normou pro osivo je možné vytipovat znaky semen důležité pro jednotlivé plodiny a jejich odrůdy. V literatuře není přímo takový výzkum uváděný, nicméně tyto údaje lze vysledovat ze stovek fyziologických a zemědělských prací. Existují znaky, jako je vitalita, které mají význam v různých pěstitelských oblastech, a naopak specifické znaky jako je například odolnost vůči vysoké teplotě (jižní Evropa, u nás v srpnu setí ozimé řepky do povrchové vrstvy), efektivnost využití vody, která je aktuální ve střední a zejména jižní Evropě (a naopak ve Skandinávii má daleko menší význam). Uvedeny jsou proto pro danou problematiku jen dva příklady. Vitalita-převážně u obilovin a problematika odolnosti vůči stresům u ozimé řepky po setí. Při znalosti vývoje počasí je tak možné přibližně odhadnout požadavky plodin (jejich osiv) na výsevní podmínky. Příklad 1- vitalita semen Růst hodnot korelačních koeficientů mezi vitalitou a dalším průběhem vegetace je doprovázen růstem teplot a ubývajících srážek, zejména ve střední a jižní Evropě. Vliv vitality je však významný i ve vyšších severních šířkách. Například Salopeto (1995) hodnotil vliv vitality jarní pšenice na výnos zrna. Nízká vitalita obilek výrazně omezila tvorbu výnosu a obsah N v rostlinách a v zrnu. Výsledky ukazují, že efekt nízké vitality osiva lze kompenzovat tříděním osiva (a zvýšeným výsevkem) a v neposlední řadě N hnojením. Z práce je jasné, že na rozdíl od středoevropských a jihoevropských podmínek, kde vitalita je též garantem rychlejšího zakořenění a uniku případnému suchu, v tomto experimentu se problém suchých podmínek prostředí nevyskytoval. Jedná se o severskou zemi. Další detailnější studie je možno nalézt v pracích: Štastný a Pazderů (2008), Hampton (1995) a v celé řadě dalších prací. Kvalita semene je chápána jako vitalita a životnost semen, proto se hodnotí i možnost selekce na tento znak. Jak uvádi Vintrliková et al. (2014), možnost úspěšného výběru na vyšší vitalitu je průkazná. Jsou zde proto i dobré vyhlídky na zlepšení tradičních šlechtitelských metod. Vitalita u ozimů s výjimkou velmi suchého podzimu logicky nedosahuje významných hodnot korelací, spíše je to u vlivu poměru kořenů a nadzemní části a jeho ovlivnění kvalitou semen tento poměr má význam v průběhu dalšího růstu porostu. Rozsáhlejší studii významu jednotlivých znaků osiv u ozimých obilovin uvádí (Bláha et al., 2013) v hodnocení provenience, kde se analyzovala semena různých odrůd obilovin u pšenice obecné (Triticum aestivum L.), ječmene (Hordeum vulgare L.) ovsa a nahého ovsa (Avena sativa L. a A. nuda L.), ze čtyř proveniencí: certifikované ekologické osivo, konvenční neošetřené a dvě úrovně farmářského osiva. Vitalita má také význam, ale významné jsou i další semenářské vlastnosti. Obecně význam jednotlivých znaků se liší u ozimů a jařin u lokalit v severní, střední a v jižní Evropě. Příklad 2- ozimá řepka Význam znaků semen pro produkci ovlivňují vnější podmínky při setí, tedy i roční období (doba setí). Jako příklad může sloužit řepka ozimá v našich experimentech, kde měly větší význam jiné znaky semen, než ty, co stanovuje semenářská norma, i když tyto znaky jsou neopominutelné (Bláha et al., 2009; Bláha et al., 2011; Bláh,a 2011a, b). Autoři v uvedených pracích zjistili u odrůd ozimé řepky, že odolnost vůči vysoké (nízké) teplotě při klíčení, dobrá efektivnost využití vody při klíčení, vitalita a rychlost vývoje kořenové soustavy má za následek dobré založení porostu, kvalitní kořenový systém před zimou a následně rychlou regeneraci kořenů na počátku jarní vegetace, což se promítá i do konečného efektu - do výnosu. Význam odolnosti vůči teplotním extrémům je dán dobou setí a teplotou povrchu půdy ve dne a v noci. Naopak tento faktor není důležitý, resp. je méně významný u jarní řepky. Dosavadní výsledky, zkušenosti a literatura svědčící o rostoucím významu vlivu prostředí a znaků kvality semen na procesy klíčení a vzcházení vedly k napsání metodiky testování vlastností semen a 48 Osivo a sadba,

51 klíčních rostlin na odolnost vůči fyzikálním stresorům pro selekci genetických zdrojů řepky ozimé ( Testování vlastností semen a klíčních rostlin na odolnost vůči fyzikálním stresorům pro selekci genetických zdrojů řepky ozimé ). Postup metodiky je využitelný i u ostatních plodin. Na základě získaných výsledků lze provádět výběr výkonných rostlin již na úrovni klíční rostliny, respektive chování klíčícího semene ve stresových podmínkách (Bláha, Vyvadilová, 2012). V souhrnu vzato: Stresu odolným osivem lze založit dobrý porost, který dobře přezimuje, má dobrou úroveň jarní regenerace a to vše je zárukou kvalitního výnosu to je účel daného testu. Diskuse Udávalo se, že semeno je nejlevnější agrotechnické opatření, že je zárukou 5 10 % výnosu. Dnes se udává, že se jedná až o 25 %, roste i význam kořenů, je to dáno zhoršujícím se vnějším prostředím v době setí, respektive jeho variabilitou. Podmínkou všech testů je, aby homogenní vzorek osiva použitý pro testy na odolnost k fyzikálním stresorům, pocházel z lokality vhodné pro produkci semen. Významný je vliv semen na rozvoj a kvalitu kořenů, ale i opačný vliv je prokazatelný. Kvalitní kořenový systém, který má optimální rozvoj v průběhu vegetace (tzn. předstih před růstem a vývojem nadzemní části, viz některé polozakrslé odrůdy!!) má i vliv na kvalitu vytvořených semen v následující generaci. U obou orgánů lze provádět selekci, vzhledem ke genetické fixaci jejich vlastností i přes to, že je zde značný vliv prostředí. Kvalitní testování semen umožňuje již na úrovni semen vyloučit rostlinné materiály, které nesnášejí extrémní teploty a střídání teplot při klíčení a mají malou efektivnost využití vody. Bylo potvrzeno, že tyto vyloučené genotypy již na úrovni klíčních rostlin mají nižší polní vzcházivost a pomalejší rozvoj kořenového systému s následky pro další průběh vegetace, u ozimů zvláště pro úspěšné přezimování a jarní regeneraci. To vše jsou vlastnosti, které mají významný vliv na výnos. Genotypy odolné v juvenilní fázi jsou většinou odolné i během vegetace - jedná se o stále stejný genotyp, potvrzují to i měřené aktivity vybraných enzymů v průběhu vegetace. Jak uvádějí Bláha a Gottwaldová (2008), každý druh rostlin má typickou dobu klíčení (období) pro optimalizaci úspěšného rozmnožování a přežití. Důvody tohoto biologického jevu jsou známy, navíc ale v průběhu roku, podobně jako u biologických hodin, se může klíčivost měnit. Je možné konstatovat, že existuje typická křivka klíčivosti semen v průběhu roku. Kultivary některých plodin a planě rostoucích rostlin mají velké rozdíly v rámci jednoho roku v úrovni klíčení, tj. je zde problém stanovení přijatelného času testování osiva pro komerční účely. Obecně největší klíčivost je v jarních měsících, pak klesá a nejnižší je v lednu. Nicméně u velmi prošlechtěných plodin je tato roční proměnlivost minimální. Poděkování Práce vznikla za finanční podpory projektu MZe RO0414 Ministerstva zemědělství České republiky. Literatura BLÁHA L, GOTTWALDOVÁ P., (2008). Changes of seed germination during the year proceeeding s of ESA konference, Bologna.Italian Journal of Agronomy, 3(3): BLÁHA L., (2011a). 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:pp BLÁHA L., (2011b). 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,s BLÁHA L.,VYVADILOVÁ M., (2012). Metodika testování vlastností semen a klíčních rostlin na odolnost vůči fyzikálním stresorům pro selekci genetických zdrojů řepky ozimé. Metodika pro praxi. Výzkumný ústav rostlinné výroby v.v.i Praha Ruzyně. Osivo a sadba,

52 BLÁHA L., KONVALINA P., STEHNO Z., LESKOVCOVÁ M., (2013). Importance of the cereal seed grain provenance;journal of Food, Agriculture & Environment Vol. 11 (3&4),2013, pp BLÁHA L., VYVADILOVÁ M., KLÍMA M. (2009). Výběr genetických zdrojů řepky ozimé se zvýšenou suchovzdorností pomocí laboratorních testů. Sborník referátů z konference Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin, Praha : ISBN: , s BLÁHA L., PAZDERŮ K., (2013). Influence of the Root and Seed Traits on Tolerance to Abiotic Stress. In:Agricultiural Chemistry. M.Stoytcheva and R.Zlatev edits., INTECH, pp BLÁHA L.,VYVADILOVÁ M., KLÍMA M., (2011). Vliv vlastností semen na výnos vybraných genotypů řepky ozimé. Nové poznatky z genetiky a šlachtenia polnohospodár. rastlín. Zborník z 18. Vedec. konferencie, Piešťany: VÚRV, s HAMPTON J.G., (1995). Methods of viability and vigour testing: a critical appraisal. In Seed Quality. Basic Mechanism and Agricultural Implications, Food Products Press, pp SALOPELTO J., PELTONEN J., (1995). Impact of Seed Vigour on the Grain Yield of Spring Wheat under Short and Northern Growing SeasonDOI: / Juha Salopelto & Jari Peltonen Acta Agriculturae Scandinavica, Section B Soil & Plant Science Volume 45, Issue 1, pp ŠŤASTNÝ J., PAZDERŮ K., (2008). Evaluation of winter wheat (Triticum aestivum L.) seed quality and seed quality stability in relation to varieties and environmental conditions. Journal of Agrobiology, Vol. 25, No. 2, pp VINTRLIKOVA E., STREDA T., (2014). Possibility of selection for higher seed vigour of barley. Department of Crop Science, Breeding and Plant Medicine Mendel University in Brno Zemedelska 1, Brno Czech Republic, MENDELNET. MATĚJKA K. Vývoj teplot a srážek v ČR od roku 1961 dostupné z: Contact address: Ladislav Bláha CSc, Výzkumný ústav rostlinné výroby,ogšr,161 06, Praha 6, Ruzyně, Drnovská 507; lblaha@vurv.cz; opidum@volny.cz 50 Osivo a sadba,

53 SEMENÁŘSKÝ VÝZKUM A PRODUKCE OSIV V ČR A VE SVĚTĚ Seed Research and Seed Production in the Czech Republic and in the World Kateřina Pazderů KRV ČZU v Praze Abstract Czech Republic is traditional country with long tradition in seed production, with broad seed market and with domestic varieties. Globalization of world seed trade increasingly influences Czech domestic market. Free trade creates highly competitive conditions for domestic breeders and seed producers. Good seed quality can be promising possibility for future prosperity, mainly in case of application of modern trends and techniques in plant breeding and seed production. Present climatic change will necessarily lead to big changes in breeding and seed production sector. Keywords: seed, seed production, seed enhacement, quality Souhrn Česká republika patří k tradičním producentům osiv s širokým semenářským trhem a tuzemskými odrůdami. Globalizace semenářského obchodu se zde ale také projevuje. Otevřenost trhu vytváří vysoce konkurenční podmínky pro domácí šlechtitele i producenty osiv. Zárukou úspěchu může být kvalitní osivo, produkované za využití moderních technik. Současné klimatické změny nutně povedou i ke změnám v šlechtění a produkci osiv. Klíčová slova: produkce osiv, úpravy osiva, kvalita Situace producentů osiv Produkce osiv je vysoce specializovanou činností vyžadující specifické znalosti a zkušenosti. Je také v současné době velmi komercionalizovaná, což je ale pravděpodobně naplněním její podstaty od doby, kdy specializované semenářství vzniklo. Velikost domácího trhu s osivy je odhadovaná na 305 mil USD (ISF, 2012) a dlouhodobě vykazuje mírně rostoucí trend. ČR patří historicky mezi tradiční producenty osiv s odrůdami tuzemského původu. I v semenářské produkci se ovšem projevují globalizační tendence. Celosvětově jsou v současnosti obchodována osiva za cca 10,5 mld USD, což odpovídá 23 % registrované celosvětové produkce osiv (ISF, 2012). Podíly největších světových firem produkujících osiva stále narůstají, podíly na trhu nejvýznamnějších producentů osiv uvádí tab. 1). Tab. 1: Nejvýznamnější producenti osiv (2013) podle prodeje (data dle výročních zpráv) Pořadí Společnost Prodeje osiv (2013) % podíl trhu USD miliony (45 mld USD) 1 Monsanto 10,740 23,9 2 DuPont Pioneer 8,217 18,3 3 Syngenta 3,204 7,1 4 Limagrain 2,363 5,3 Celkem 24,524 54,5 Osivo a sadba,

54 Tento globální trend ovlivňuje i situaci v ČR ohledně vývozu a dovozu osiv. Pokud porovnáme údaje za předešlé roky, je patrné, že dovoz osiv do ČR vzrůstá (tab. 2). Důvodem může být otevřenost tuzemské ekonomiky; zda je možné hovořit i o cenové válce mezi prodejci osiv, není zřejmé. Je ale jisté, že podnikatelské prostředí v oblasti odrůd a osiv je v ČR velmi konkurenční. Podíl importu k velikosti domácího představuje 30 %. Ve srovnání s okolními státy je stále poměrně nízký, například Slovensko dováží 63 % osiv, vzhledem k velikosti domácího trhu, i když je celkově čistým exportérem osiv (údaje z roku 2012). Vysoký podíl dovážených osiv ale nemusí být rozhodující, například Nizozemí dováží 116 % osiv, ovšem bilanci vývozu osiv má druhou nejvyšší na světě (osiva za mil USD). Tab. 2: Rozdíly ve vývozu a dovozu osiv u vybraných států (podle ISF) Stát Export/import/rozdíl (mil USD) Podíl importu k domácímu trhu 2012 (%) Česká republika 42/56/-14 45/62/-17 47/91/-44 30%/305 1 Slovensko 29/40/-11 38/53/-15 94/69/+25 63%/110 Polsko 48/139/-91 43/122/-79 45/175/ %/280 Maďarsko 196/109/ /101/ /139/ %/300 Turecko 37/73/-36 47/125/-78 55/188/ %/750 Německo 483/368/ /529/ /700/+27 60%/1170 USA 1019/672/ /747/ /1312/ %/12000 Nizozemí 1040/381/ /592/ /685/ %/590 Francie 914/422/ /697/ /687/ %/ velikost domácího trhu v mil USD Růst dovozů osiv do ČR můžeme dokumentovat i na údajích ÚKZÚZ (odbor osiv a sadby), který dovozy registruje. I zde je patrná vzrůstající tendence celkových dovozů, ačkoliv v rámci jednotlivých plodin dovozy spíše odráží aktuální situaci na trhu v jednotlivých letech. Mírně rostoucí trend vykazuje zejména osivo kukuřice a řepky, což je pravděpodobně dáno malým podílem tuzemských odrůd těchto plodin. Tab. 3: Dovoz osiva vybraných plodin do ČR (v tunách), (podle ÚKZÚZ, odbor osiv a sadby) Plodina kukuřice pšenice ozimá trávy řepka ozimá sója řepa cukrová Celkem* * zahrnuje i plodiny neuvedené v tabulce, bez sadby brambor 52 Osivo a sadba,

55 Kvalita osiv a semenářský výzkum Kvalita osiv by měla být chápana semenářskými firmami jako priorita. Ve světě je stále větší důraz kladen na vysokou vitalitu osiv, ovlivněnou podmínkami prostředí, ve kterých jsou osiva produkována. Více se využívá selekce nových genotypů i hotových odrůd ve stresových podmínkách prostředí (phenotyping). V Kodani dokonce vznikla Evropská síť pro fenotyping rostlin, podpořená 7. výzkumným rámcovým programem Evropské unie (EPPN, 2012), která se snaží metody užívané při fenotypingu i standardizovat (Dhont et al., 2013; Klukas et al., 2014; Granier a Vile, 2014). Souběžně s tím vznikla i celosvětová organizace zabývající se fenotypingem (IPPN), která v současnosti sdružuje 197 partnerských týmů ze 38 zemí světa, převážně z akademické sféry. Pro efektivnější selekci genotypů jsou využívány výsledky testování na mnoha různých lokalitách nebo v definovaných stresových podmínkách prostředí v automatizovaných sklenících a laboratořích s regulovanou teplotou, závlahou a vzdušnou vlhkostí. Pro velká množství dat je využívána digitální analýza obrazu (KeyGene, 2014). Ve spojení s různými senzory je tak umožněna automatizace hodnocení rozdílů mezi jednotlivými rostlinami, jednotlivými genotypy i populacemi. Úspěšnost využití těchto metod závisí na množství zpracovaných dat a postupně se zpřesňuje. Selekce genotypů pak probíhá na základě stanovených šlechtitelských cílů. Fenotyping se využívá u hodnocení vlastností kořenové soustavy rostlin, vlastností nadzemních částí rostliny, dokonce je možné hodnotit úroveň fotosyntézy, výměnu plynů, efektivitu využití vody a jiné detailnější vlastnosti rostlin. Kromě fenotypingu celých rostlin lze využít i vlastnosti semen. Například Gomes et al., (2014) a Dias et al., (2014) použili k testování vitality partií osiv fazolu a papriky Seed Vigor Imaging Systém (SVIS) vyvinutý na univerzitě v Ohiu (Hoffmaster et al., 2005) pro sóju a kukuřici, který je rutinně využíván v USA právě pro tyto dvě plodiny. Výsledky vysoce korelují s ISTA metodami pro stanovení vitality osiv. Metoda je založena na softwarově automatizovaném hodnocení čtyřdenních klíčenců. Na základě výsledků lze vybrat partie osiv s lepší vitalitou pro výsev v méně příznivých podmínkách prostředí, kdy lze předpokládat problematické klíčení a vzcházení semen. Jinou možností může být využití širokospektrální analýzy obrazu. Olesen et al., (2011) zkoumali napadení semen špenátu různými patogeny přenosnými osiv a tvrdí, že podle barevných charakteristik povrchu semen lze rozlišit mezi různými patogeny přítomnými na osivu, jako je Verticilium ssp., Fusarium spp, Cladosporium spp. a Alternaria alternata. Podobně je možné rozlišit i špatně klíčící obilky u ječmene, obr. 1 (Carstensen, 2013). Obr. 1: Prodlužující se koleoptile u obilek ječmene Osivo a sadba,

56 Další autoři tvrdí, že vlastnosti zjistitelné z analýzy obrazů semen (nejčastěji barva, tvar) jsou v úzké korelaci s kvalitou těchto semen, zejména s ohledem na jejich vitalitu, ale i na klíčivost. Analýzu obrazu lze využít i k hodnocení množství příměsí (odlišných semen) u různých partií osiv. Zbarvení a různý tvar semen jsou charakteristickými znaky, které postačují k přesné determinaci jednotlivých druhů. V budoucnu tak bude umožněno automatizované hodnocení čistoty osiv (Anvarkhah et al., 2013). Analýza obrazu se ale již využívá i v praxi pro identifikaci poškozených obilek pšenice (Luo, et al., 1999) nebo jako metoda pro odhad podílu obilek napadených fusarii (Maloney et al., 2014). Tímto způsobem lze dále zlepšit kvalitu osiva využitím optických třídičů pro precizní separaci poškozených (odlišných) semen. S vitalitou semen souvisí i hodnocení skladovacího potenciálu semen. Groot et al., (2012) využili pro testování skladovatelnosti zvýšeného parciálního tlaku kyslíku jako rychlou metodu pro analýzu predikce stárnutí osiv v suchých podmínkách u osiv po hydratačních úpravách nebo u osiv určených pro dlouhodobější skladování. Opačným přístupem pak je využití anoxických podmínek prostředí pro prodloužení skladovatelnosti semen v podmínkách nízké relativní vlhkosti a vyšších skladovacích teplot (Groot et al., 2014). V oblasti úprav osiv jsou rozvíjeny metody využití hydratačních úprav pro zlepšení klíčení a vzcházení ve stresových podmínkách prostředí, ať už se jedná o sucho, nebo o klíčení v zasolených půdách (Eskandari et al., 2014; Jisha et al., 2012). Osmopriming s využitím solí, KNO3 nebo NaCl, zvyšuje schopnost semen klíčit v nepříznivých podmínkách prostředí. Principem je aktivace metabolismu semen a optimalizace vnitřního prostředí buněk semen na stresové podmínky, vyvolané přítomností solí v hydratačním roztoku. Současně dochází při hydratační úpravě snížení množství volných radikálů (ROS) způsobujících oxidativní změny v semenech (Goswami et al., 2013). Vedle hydratačních úprav je rozvíjeno i ošetření semen nízkofrekvenčním magnetickým polem. Řada autorů uvádí, že po vystavení semen magnetickému poli došlo ke zvýšení vitality osiv, k lepšímu růstu mladých rostlin a efekt se projevil i ve vyšším výnosu (de Souza et al., 2014). U rajčat bylo díky aplikaci magnetického pole dosaženo, kromě zlepšení vitality osiva a zvýšení výnosu, také zvýšení obsahu lykopenu (Efthimiadou et al., 2014). Payez et al. (2013) zaznamenali kromě zvýšení vitality osiv také vyšší obsah prolinu a snížení aktivity enzymu peroxidázy, spolu s nižší degradací membránových lipidů. Výsledky prokazují pozitivní ovlivnění membránové integrity. Podobně Krawiec et al. (2013) potvrzují nárůst klíčivosti a energie klíčení u osiva ředkvičky, výraznější u starších osiv. U sóji byl po úpravě osiv magnetickým polem zjištěn lepší růst kořenů v zasoleném prostředí v porovnání s neupravenou kontrolou (Radhakrishnan a Kumari, 2013). Závěr Zlepšování kvality osiv je stále v popředí zájmu semenářského výzkumu. Rychlost, s jakou se nové technologie uplatňují v semenářské praxi, je ale více ovlivněna spíše faktory ekonomickými. Zájmem uživatelů osiv je nakoupit kvalitní osivo za příznivou cenu; jak je ale této vysoké kvality dosaženo, uživatele již obvykle nezajímá. Tento nezájem ovšem může vést až ke stagnaci celého semenářského sektoru, zejména v současném globalizovaném světě. Literatura ANVARKHAH S., KHAJEH-HOSSEINI M., DAVARI-EDALAT-PANAH A., RASHED-MOHASSEL MH., (2013). Medicinal plant seed identification using machine vision. Seed Science and Technology, 41, CARSTENSEN JM., (2013). Spectra Seed: Seed Phenotype diabase through spectral paging. ISTA Seed Symposium, Antalya, Dostupné z: DE SOUZA A., GARCIA D., SUEIRO L., GILART F., (2014). Improvement of the seed germinatio, growth and yield of onion plants by extremely low frequency non-uniform magnetic fields. Scientia Horticulturae, 176, DHONDT S., WUYTS N., INZÉ D., (2013). Cell to whole-plant phenotyping: the best is yet to come. Trends in Plant Science, 18, Osivo a sadba,

57 EFTHIMIADOU A., KATSENIOS N., KARAKNIS A., PAPASTYLIANOU P., TRIANTAFYLLIDIS V., TRAVLOS I., BILALIS DJ., (2014). Effects of Presowing Pulsed Electromagnetic Treatment of Tomato Seed on Growth, Yield and Lycopene Content. DOI: /2014/ EPPN (2012). European Plant Phenotyping Network. Dostupné z: ISF, (2012). Seed statistics. Dostupné z: GOSWAMI A., BANERJEE A., RAHA S., (2012). Drought resistence in rice seedlings conferred by seed priming. Protoplasma, 250, GRANIER CH., VILE D., (2014). Phenotyping and blond: modelling the relationships between trans. Current Opinion in Plant Biology, 18, GROOT SPC., DE GROOT L., KODDE J., VAN TREUREN R., (2014). Prolonging the longevity of exsitu conserved seeds by storage under anoxia. Plant Genetic Resources. On-line. DOI: GROOT SPC., SURKI AA., DEVOS R.C.H., KODDE J., (2012). Seed storage at elevated partial pressure of oxygen, a fast method for analysing seed aging under dry condions. Annals of Botany, 110, HOFFMASTER, AF., XU L., FUJIMURA K., BENNETT, MA., EVANS, AF., MCDONALD, MB. (2005) The Ohio State University Seed Vigor Imaging System (SVIS) for Soybean and Corn Seedlings. Seed Technology, 27, JISHA K.C., VIJAYAKUMARI K., PUTHUR J.T., (2012). Seed primic for abiotic stress tolerance: an overview. Acta Physiologiae Plantarum, 35, KEYGENE, (2015). PhenoLab High-throughput digital phenotyping. Dostupné z: KLUKAS C., CHEN D., PAPE J.-M., (2014). Integrated Analysis Platform: An Open-Source Information Systém for High- Throughput Plant Phenotyping. Plant Physiology, 165, KRAWIEC M., KORNARZYSKI K., PALONKA S., KAPLAN M., BARYLA P., KICZOROWSKI P., (2013). Does the magnetic field improve the quality of radish seeds? Acta Scientiarum Polonorum-Hortorum Cultus, 12, LUO X., JAVAS DS., SYMONS SJ., (1999). Identification of damaged kernels in beat using a colour machine vision system. Journal of Cereal Science. 30, MALONEY PV., PETERSEN S., NAVARRO RA., MARCHALL D., MCKENDRY AL., COSTA JM., MURPHY JP., (2014). Digital Image Analysis Method for Estimation of Fusarium-Damaged Kernels in Wheat. Crop Science, 54, OLESEN MH., CARSTENSEN, JM., BOELT B., (2011). Multispectral paging as a potential tool for seed health testing of spinach (Spinacia oleracea L.). Seed Science and Technology. 39, PAYEZ A., GHANATI F., BEHMANESH M., ABDOLMALEKI P., HAHNOROUZI A., RAJABBEIGI E., (2013). Increase of seed germination, growth and membráně integrity of wheat seedlings by exposure to static and a 10-kHz electromagnetic field. Electromagnetic biology and medicine. 32, Radhakrishnan R., Kumari BDR., (2013) Protective role of pulsed magnetic field aganist salt stress effects in soybean organ culture. Plant Biosystems. 147, ÚKZÚZ, Výroční zprávy za sklizňové roky Contact address: Kateřina Pazderů, Ph.D. Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957, Praha 6 Suchdol, pazderu@af.czu.cz Osivo a sadba,

58 Šlechtitelský a semenářský výzkum pro praxi 56 Osivo a sadba,

59 KLÍČENÍ OSIVA CIBULE KUCHYŇSKÉ PO APLIKACI ATONIKU PŘI OPTIMÁLNÍ A PŘI SNÍŽENÉ VLHKOSTI Germination of Onion Seeds after Application of Atonik at Optimum and Reduced Moisture Conditions Jitka Doležalová, Martin Koudela, Josef Sus, Vojtěch Ptáček KZ, ČZU v Praze Abstract The aim of this work was to investigate the effect of Atonik as a growth stimulant promoting the germination and its use as a tool to limit the negative effects of water deficit. There were used 2 varieties of onion ( Alice, Lusy ). The seeds were treated with solution of Atonik (concentrations were %; 0.05 %; 0.1 % and 0.2 %). Untreated seeds and seeds treated with distilled water only were used as dry control (S) and wet control (M). The optimum (OPT) and reduced (STR) moisture conditions for germination were prepared in the laboratory. The number of germinated seeds was evaluated regularly for 16 days. The positive effect of the treatment with Atonik was showed at the beginning of germination (3 rd - 6 th day). The treatment with Atonik 0.05 % resulted in increase of 'Alice' germination, both in optimum and reduced moisture conditions, but effect was not significant compared with the control. In case of Lusy there were no statistically significant differences between the treatments. The results showed varietal differences in response to the treatment. Keywords: seed, vegetable, onion, growth stimulant, water stress Souhrn Cílem této práce bylo sledovat působení Atoniku jako růstového stimulátoru podporujícího klíčení a prostředku pro omezení negativních důsledků vláhového deficitu. Dvě odrůdy cibule kuchyňské ( Alice, Lusy ) byly ošetřeny namočením do vodného roztoku přípravku Atonik v koncentracích 0,025 %; 0,05 %; 0,1 % a 0,2 %. Jako kontrola byl proveden výsev suchého osiva a osiva ošetřeného pouze vodou. Pro klíčení v laboratoři byly navozeny optimální a deficitní vlhkostní podmínky. Po dobu 16 dní byl pravidelně hodnocen počet vyklíčených semen. Výsledky ukázaly, že ošetření osiva Atonikem může mít příznivý vliv na klíčivost osiva v deficitních vláhových podmínkách; hlavně v prvních dnech klíčení (3. 6. den). Ošetření roztokem Atoniku o koncentraci 0,05 % přineslo zvýšení průměrné klíčivosti u odrůdy Alice, a to jak v podmínkách s optimální, tak s deficitní závlahou, avšak výsledky pokusu nejsou statisticky průkazné vůči kontrole. V případě odrůdy Lusy nebyly statisticky průkazné rozdíly mezi ošetřeními. Výsledky poukazují na odrůdové rozdíly (resp. rozdíly partie) v reakci na ošetření. Klíčová slova: osivo, zelenina, cibule, růstový stimulátor, vodní stres Úvod Klíčivost semen závisí na mnoha vnitřních a vnějších podmínkách. K nejdůležitějším faktorům úspěšného klíčení patří i dostatečná vlhkost prostředí. Vysoká citlivost většiny zelenin na nedostatek vody v půdě může způsobit vážné poškození jejich vývoje (Malý et al., 1998). Cibule kuchyňská Osivo a sadba,

60 (Allium cepa L.) patří k nejpěstovanějším zeleninám v ČR (Petříková et al., 2006). Její klíčení je velmi pomalé, cibule vzchází za dnů (Petříková et al., 2012). V případě méně příznivých podmínek při klíčení může dojít k výrazné redukci počtu vzešlých rostlin a tím následně i ke ztrátám na výnosu. Přínosem by bylo, pokud by se podařilo předseťovou úpravou osiva omezit tyto ztráty. Testují se proto biologicky aktivní látky, které by mohly částečně eliminovat vlivy stresových faktorů, jako je např. nedostatek vody během klíčení. Atonik (AT) je výrobcem doporučován ke stimulaci výnosu chmele, cukrovky, řepky, rajčat, polní papriky, k zakořeňování řízků karafiátů, stimulaci klíčení semen květin a zeleniny. V rámci pokusů bylo prokázáno, že zmírňuje stresové působení herbicidů na cibuli (Petříková et al., 2006). AT rovněž urychlil regeneraci rostlin řepy cukrové stresovaných aplikací postemergentních herbicidů (Pulkrábek et al., 2007). V případě vláhového stresu u ječmene vedlo použití AT k mírnému zvýšení počtu zrn v klase (Svobodová et Míša, 2004). Přípravek byl testován rovněž pro další zemědělské plodiny, jako je slunečnice a cukrovka (Černý et al., 2011). Při použití AT ve formě listové aplikace u cukrovky ve fázi BBCH a byl zjištěn statisticky významný rozdíl ve výnosu bulev (Černý et al., 2009). Použití AT vedlo též k nárůstu obsahu inulinu a sušiny u kořene čekanky (Černý et al., 2007). V případě testování u révy vinné byl prokázán příznivý vliv AT na výnos i na kvalitu hroznů (Yaneva et al., 2010). Vzhledem k výše uvedenému byla zkoumána možnost využití přípravku Atonik jako prostředku pro omezení důsledků stresu z vláhového deficitu při klíčení osiva cibule. Metodika V laboratoři Katedry zahradnictví České zemědělské univerzity v Praze byly v únoru roku 2012 provedeny pokusy, jejichž cílem bylo sledovat vliv ošetření přípravkem Atonik na klíčivost osiva cibule kuchyňské v optimálních a deficitních vlhkostních podmínkách. Pro pokus byly vybrány dlouhodenní kultivary cibule kuchyňské Alice a Lusy. Pro testování bylo použito standardní osivo (kategorie S) od výrobce Semo a.s., Smržice. Osivo bylo baleno 3/2012 v případě odrůdy Lusy a 12/2011 v případě Alice. Záruční doba u obou odrůd byla do 12/2012. Ošetření osiva bylo provedeno namočením semen do vodného roztoku Atoniku. Tento přípravek je tvořen směsí dvou nitrofenolátů a nitroguajakolátu. Účinnými látkami AT jsou 2-nitrofenolát sodný v množství 2 g/l, 4-nitrofenolát sodný v množství 3 g/l, 5-nitroguajakolát sodný v množství 1 g/l. Výrobcem přípravku je Asahi Chemical Co. Ltd., 500 Takayasu Ikaruga-Cho, Tokyo - Nara Prefekture, Japonsko. Atonik byl použit v následujících koncentracích: 0,025 %; 0,05 %; 0,1 % a 0,2 %. Semena byla po dobu 20 minut ponořena do 100 ml roztoku ve výše uvedených koncentracích. Kontrolní varianty byly dvě: suchá kontrola (S), kdy byl proveden výsev suchého neošetřeného osiva a mokrá kontrola (M), která spočívala v namočení osiva do destilované vody na 20 minut. Po ošetření bylo osivo vyjmuto z roztoku a osušeno při běžné laboratorní teplotě. Za dva dny proběhl jeho výsev do misek. Testy klíčivosti byly založeny na základě metodiky pro zkoušení osiv (Trnka, 2004). Výsev byl proveden do misek na zvlhčený filtrační papír o gramáži 120 g.m -2. Pro navození doporučených (optimálních) vláhových podmínek klíčení byl filtrační papír zvlhčen 30 ml destilované vody (OPT), pro vyjádření redukovaných vláhových podmínek (STR) bylo použito pouze 20 ml destilované vody. Pokus byl založen pro každou pokusnou variantu ve 4 opakováních vždy po 100 semenech (4 x 100). Zakryté misky byly umístěny do růstové komory Binder KWB 400 a udržovány ve tmě při konstantní teplotě 20 C. Hodnocení pokusu bylo realizováno každých 24 hodin, pokaždé ve stejnou denní dobu. Jednotlivé nádoby byly vyjmuty z komory společně, vždy po jednom opakování. Pokus byl ukončen po 16 dnech. Byly počítány denní klíčivosti a za vyklíčená byla považována semena s kořínkem 3 mm dlouhým. Zjištěná data byla statisticky zpracována programem STATISTICA verze 12.0, od firmy StatSoft CR. 58 Osivo a sadba,

61 Výsledky a diskuse Doporučené (optimální) vlhkostní podmínky Tabulka 1 a grafy 1 a 2 popisují kumulativní klíčivost osiva obou odrůd v návaznosti na různé úrovně koncentrace Atoniku. Výsledky po prvních šesti dnech klíčení ukazují grafy 1 a 2. U odrůdy Alice se třetí den se projevil stimulační vliv Atoniku (0,05 %) klíčivost 22 % - oproti neošetřené kontrole (S). A tento vliv byl patrný až do ukončení pokusu (16. den). V případě odrůdy Lusy byla třetí den nejvyšší klíčivost (52 %) zaznamenána u varianty ošetřené pouze vodou. Varianty ošetření Atonikem v koncentraci 0,025 % a 0,1 % dosáhly vyšší klíčivosti než varianta kontrolní (S). Tab. 1: Klíčivost osiva v optimálních vláhových podmínkách kumulativně (%) Odrůda ALICE LUSY Koncentrace (%) Klíčivost den od výsevu (%) ,025 0,0 1,0 14,5 36,0 52,0 65,0 72,5 76,5 79,0 81,0 81,5 82,0 82,5 83,5 84,0 84,5 0,05 0,0 0,0 22,0 49,5 68,0 72,0 75,0 78,5 80,5 81,5 84,0 84,5 84,5 85,0 85,0 86,5 0,1 0,0 0,0 19,5 42,0 55,5 66,0 70,5 73,5 76,5 78,5 78,5 79,0 79,5 82,0 83,0 84,0 0,2 0,0 0,0 19,5 47,5 56,5 65,0 69,0 73,5 76,5 77,0 78,5 79,0 79,0 81,5 81,5 82,0 M 0,0 0,0 19,5 43,5 53,0 58,0 62,5 70,0 71,5 74,0 74,5 75,0 75,0 78,0 78,0 78,0 S 0,0 0,5 13,0 44,0 59,5 66,5 70,5 74,0 75,0 76,5 77,5 79,0 79,0 81,5 82,0 82,0 0,025 0,0 2,0 42,0 75,5 86,5 92,0 93,5 95,5 95,5 96,0 96,0 96,0 96,0 96,0 96,0 96,0 0,05 0,0 1,5 39,0 86,5 97,0 98,5 99,0 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 0,1 0,0 0,5 40,5 86,5 97,0 98,0 98,5 98,5 98,5 98,5 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 0,2 0,0 1,0 38,0 90,5 97,0 99,0 99,0 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 M 0,0 2,0 52,0 88,0 97,5 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 S 0,0 0,0 39,0 84,0 94,5 96,0 96,5 97,5 98,0 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 Graf 1: Klíčivost osiva v %, den, odrůda Alice, optimální vlhkostní podmínky Klíčivost v % Alice 50 0, , ,1 20 0,2 M 10 S počet dní Graf 2: Klíčivost osiva v %, den, odrůda Lusy, optimální vlhkostní podmínky Klíčivost v % Lusy počet dní 0,025 0,05 0,1 0,2 M S Redukované vlhkostní podmínky V případě redukovaných vlhkostních podmínek (tabulka 2, grafy 3 a 4) se vliv Atoniku projevil třetí den u odrůdy Alice, kde neošetřená kontrola měla klíčivost 9,5 %, zatímco ošetřené varianty dosahovaly klíčivosti 11 až 15,5 %. U odrůdy Lusy se vliv Atoniku projevil rovněž. I zde měly ošetřené varianty vyšší klíčivost (21 až 29,5 %) než varianta neošetřená (20 %). Avšak u obou odrůd nejlepších výsledků v klíčivosti dosáhlo osivo ošetřené pouze vodou (M). Osivo a sadba,

62 Tab. 2: Klíčivost osiva v redukovaných vlhkostních podmínkách kumulativně (%) Odrůda ALICE LUSY Koncentrace Klíčivost den od výsevu (%) (%) ,025 0,0 0,0 15,5 49,0 68,0 74,5 79,5 84,0 87,0 88,0 88,0 88,0 88,0 88,0 88,5 88,0 0,05 0,0 0,0 11,0 49,0 71,5 77,5 80,5 83,5 86,5 87,0 88,5 88,5 88,5 90,0 90,0 90,0 0,1 0,0 0,0 14,0 50,5 68,5 75,0 79,5 81,5 83,0 84,0 84,5 85,5 85,5 86,0 87,0 87,0 0,2 0,0 0,0 14,5 53,0 74,5 78,0 85,0 86,0 87,0 87,5 88,0 88,0 88,0 88,0 88,0 88,0 M 0,0 0,0 17,0 49,5 67,0 71,5 75,5 82,0 84,5 85,5 86,5 86,5 86,5 88,0 88,0 88,0 S 0,0 0,0 9,5 45,5 64,5 74,5 77,0 81,0 82,5 83,0 84,0 84,5 84,5 86,5 86,5 86,5 0,025 0,0 0,5 28,5 79,5 96,0 98,0 98,0 98,0 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 0,05 0,0 0,5 21,0 81,5 94,5 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 0,1 0,0 0,5 23,0 73,5 96,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 0,2 0,0 0,0 33,5 83,0 90,5 96,5 97,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 98,5 M 0,0 0,5 32,0 85,0 97,5 99,0 99,0 99,0 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5 S 0,0 0,0 20,0 68,5 91,0 97,0 98,5 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 Graf 3: Klíčivost osiva v %, den, odrůda Alice, redukované vlhkostní podmínky Klíčivost v % Alice počet dní 0,025 0,05 0,1 0,2 M S Graf 4: Klíčivost osiva v %, den, odrůda Lusy, redukované vlhkostní podmínky Klíčivost v % Lusy počet dní 0,025 0,05 0,1 0,2 M S Statistické vyhodnocení Statistické vyhodnocení bylo provedeno pro 3., 4., 6. a 12. den a rovněž poslední - den pokusu. Výsledky jsou zaznamenány v tabulkách 3 7. Pro rostliny s pomalejším klíčením, mezi které patří i cibule, jsou významná veškerá opatření, která mohou vést k urychlení klíčení hlavně v prvních dnech po výsevu. Je to důležité z hlediska rychlosti zapojení porostů, jejich vitality a schopnosti konkurovat plevelům. Zde se prokázal podpůrný vliv Atoniku, jak ukazují tabulky 3-5. Třetí den (tab. 3) byla nejnižší klíčivost zaznamenána u kontrolní varianty (S) odrůdy Alice - pouze 9,5 % - v podmínkách redukované vlhkosti. U téže odrůdy se projevil pozitivní vliv ošetření Atonikem. Hodnoty klíčivosti u ošetření 0,1 % a 0,2 % a M optimálních vlhkostních podmínkách byly statisticky významně rozdílné od kontrolní varianty. I v případě odrůdy Lusy byla nejnižší klíčivost (20 %) zaznamenána u kontrolní varianty s redukovanou vlhkostí. A nejvyšší hodnoty (52 %) dosáhla klíčivost u ošetření M v optimálních vlhkostních podmínkách. Tento ukazatel se statisticky významně lišil od všech ostatních hodnot. Čtvrtý den (tab. 4) v případě odrůdy Alice je zaznamenána nejnižší klíčivost u ošetření M v optimálních vlhkostních podmínkách a u obou kontrolních variant (S). Ošetření Atonikem zaznamenala vyšší klíčivost, která se však statisticky neliší od kontrolního ošetření. U odrůdy Lusy je 60 Osivo a sadba,

63 nejnižší klíčivost u kontrolní varianty v podmínkách s redukovanou závlahou (68,5 %). Naopak nejvyšší klíčivosti bylo dosaženo u ošetření 0,2 % v doporučených (optimálních) podmínkách. Šestý den (tab. 5) v optimálních vlhkostních podmínkách byla nejvyšší klíčivost (72 %) v případě odrůdy Alice zaznamenána u ošetření Atonikem o koncentraci 0,05 %. Tato klíčivost se však statisticky významně neliší od klíčivosti neošetřené kontroly (66,5 %). Nejnižší klíčivost byla zaznamenána u varianty ošetřené pouze vodou (58 %). Ve stejných podmínkách, v případě odrůdy Lusy, nebyly zaznamenány žádné statisticky významné rozdíly mezi ošetřeními a suchou kontrolou. Nejvyšší klíčivost byla pozorována u ošetření 0,2 % a M (99 %). Na kladný vliv ošetření osiva vodou upozorňují i např. Luštinec a Žárský (2003), avšak v případě odrůdy Alice tento efekt nebyl zaznamenán. V podmínkách s redukovanou vlhkostí nebyly rozdíly mezi ošetřeními v rámci obou odrůd. V případě Alice byla nejvyšší klíčivost (78 %) u ošetření 0,2 % roztokem. I zde však byla nejnižší klíčivost (71,5 %) u mokré kontroly (M). U odrůdy Lusy nebyly rozdíly mezi ošetřeními; nejvyšší klíčivost (99 %) byla u mokré kontroly (M). Tab. 3: Klíčivost 3. den v závislosti na ošetření (%)* závlaha odrůda / koncentrace (%) 0,025 0,05 0,1 0,2 S M ALICE 14,5 a,b,c 22,0 e 19,5 c,d,e 19,5 c,d,e 13,0 a,b 19,5 c,d,e OPT LUSY 42,0 j 39,0 i,j 40,5 j 38,0 h,i,j 39,0 i,j 52,0 k STR ALICE 15,5 b,c,d 11,0 a,b 14,0 a,b,c 14,5 a,b,c 9,5 a 17,0 b,c,d,e LUSY 28,5 f,g 21,0 d,e 23,0 e,f 33,5 g,h,i 20,0 c,d,e 32,0 g,h Tab. 4: Klíčivost 4. den v závislosti na ošetření (%)* závlaha odrůda / koncentrace (%) 0,025 0,05 0,1 0,2 S M OPT STR ALICE ALICE 36,0 a 49,0 b,c,d 49,5 b,c,d 49,0 b,c,d 42,0 a,b 50,5 c,d 47,5 b,c,d 53,0 d 44,0 b,c 45,5 b,c,d 43,5 a,b,c 49,5 b,c,d LUSY LUSY 75,5 e,f,g 79,5 f,g,h 86,5 h,i,j 81,5 g,h,i 86,5 h,i,j 73,5 e,f 90,5 j 83,0 g,h,i,j 84,0 h,i,j 68,5 e 88,0 i,j 85,0 h,i,j Tab. 5: Klíčivost 6. den v závislosti na ošetření (%)* závlaha odrůda / koncentrace (%) 0,025 0,05 0,1 0,2 S M OPT STR ALICE ALICE 65,0 a,b 74,50 c 72,0 b,c 77,5 c 66,0 b 75,0 c 65,0 a,b 78,0 c 66,5 b 74,5 c 58,0 a 71,5 b,c LUSY LUSY 92,0 d 98,0 d 98,5 d 98,0 d 98,0 d 98,5 d 99,0 d 96,5 d 96,0 d 97,0 d 99,0 d 99,0 d Tab. 6: Klíčivost 12. den v závislosti na ošetření (%)* závlaha odrůda / koncentrace (%) 0,025 0,05 0,1 0,2 S M OPT STR ALICE ALICE 82,0 b,c 88,0 d 84,5 b,c,d 88,5 d 79,0 a,b 85,5 c,d 79,0 a,b 88,0 d 79,0 a,b 84,5 b,c,d 75,0 a 86,5 c,d LUSY LUSY 96,0 e 98,5 e 99,5 e 98,0 e 99,0 e 98,5 e 99,5 e 98,5 e 98,5 e 99,0 e 99,0 e 99,5 e Osivo a sadba,

64 Tab. 7: Klíčivost 16. den v závislosti na ošetření (%)* závlaha odrůda / koncentrace (%) 0,025 0,05 0,1 0,2 S M ALICE 84,5 b,c,d 86,5 b,c,d 84,0 b,c 82,0 a,b 82,0 a,b 78,0 a OPT LUSY 96,0 e 99,5 e 99,0 e 99,5 e 98,5 e 99,0 e STR ALICE 88,0 c,d 90,0 d 87,0 b,c,d 88,0 c,d 86,5 b,c,d 88,0 c,d LUSY 98,5 e 98,0 e 98,5 e 98,5 e 99,0 e 99,5 e *Tabulky 3 až 7 znázorňují průměrné hodnoty klíčivosti osiva ošetřeného různými koncentracemi Atoniku v odlišných vlhkostních podmínkách v různých dnech. Hodnoty klíčivosti, které jsou označeny různými písmeny, jsou statisticky významně odlišné na hladině významnosti α = 0,05. Dvanáctý den (tab. 6) je u obou odrůd patrná pokračující tendence vývoje klíčivosti. U odrůdy Alice se projevuje u obou vlhkostních variant pozitivní vliv ošetřením Atonikem v koncentraci 0,05 % (84,5 %, resp. 88,5 %). Avšak tyto údaje se statisticky významně neliší od klíčivosti u kontrolní varianty S (79,0 % resp. 84,5 %). Odrůda Lusy dosáhla již klíčivosti 96 % a více a mezi jednotlivými ošetřeními není statisticky významný rozdíl. Výsledky šestnáctého dne (tab. 7) u odrůdy Alice potvrzují, že nejvyšší klíčivosti bylo dosaženo u obou vlhkostních variant při použití koncentrace 0,05 % (86,5 % resp. 90,0 %). Toto zjištění je v souladu s obecným doporučením výrobce týkajícího se podpory klíčení obecně, bez ohledu na úroveň vlhkosti. Nejnižší klíčivost byla v optimálních podmínkách u varianty ošetřené pouze vodou (78,0 %) a u deficitní závlahy u neošetřené kontroly (S; 86,5 %). V případě odrůdy Lusy není mezi jednotlivými ošetřeními statisticky významný rozdíl. Závěr Z dosažených výsledků vyplývá, že ošetření osiva Atonikem může mít příznivý vliv na klíčivost osiva v podmínkách s redukovanou vlhkostí; hlavně v prvních dnech klíčení (3-6. den). Ošetření roztokem Atoniku o koncentraci 0,05 % zvýšilo průměrnou klíčivost (12. a 16. den) u odrůdy Alice, a to jak v podmínkách s optimální, tak s deficitní závlahou. Avšak výsledky dosažené 6., 12. a 16. den pokusu nejsou statisticky průkazné. V případě odrůdy Lusy nebyly statisticky průkazné rozdíly mezi ošetřeními. Výsledky též poukazují na odrůdové rozdíly (resp. rozdíly partie) v reakci na ošetření Atonikem. Poděkování Tato práce byla podpořena projektem NAZV (MZe) QH81110 a výzkumným záměrem MSM Literatura ČERNÝ I., PAČUTA V., ADAMČINOVÁ B., KOVÁČIK P., KOZAK M., (2009). Produkčné parametre repy cukrovej vplyvom zelenej aplikácie Atoniku a listového hnojiva Campofort. Listy cukrovarnické a řepařské. 125 (4) ČERNÝ I., PAČUTA V., HABÁN M., (2007). Produkčné parametre úrody čakanky obyčajnej v závislosti na odrode a foliárnej aplikácii Atoniku a Polyboru 150. Listy cukrovarnické a řepařské. 123 (9-10) ČERNÝ I., PAČUTA V., POSPÍŠIL R., ONDRIŠÍK P., KOVÁČIK P., (2011). Vplyv Atoniku a Pentakeepu-V na produkčné parametre repy cukrovej a plodiny rotujúcej v osevnom postupe. Listy cukrovarnické a řepařské. 127 (5-6) LUŠTINEC J., ŽÁRSKÝ V., (2003). Úvod do fyziologie vyšších rostlin. Karolinum Praha, 261 s. ISBN Osivo a sadba,

65 MALÝ I., BARTOŠ J., HLUŠEK J., KOPEC K., PETŘÍKOVÁ K., ROD J., SPITZ P., (1998). Polní zelinářství. Agrospoj. Praha. 196 s. ISBN: PETŘÍKOVÁ K., HLUŠEK J., JÁNSKÝ J., KOUDELA M., LOŠÁK T., MALÝ I., POKLUDA R., POLÁČKOVÁ J., ROD J., RYAN, P., ŠKARPA P., (2012). Zelenina pěstování, výživa, ochrana a ekonomika. Profi Press. Praha. 191 s. ISBN: PETŘÍKOVÁ K., JÁNSKÝ J., MALÝ I., PEZA Z., POLÁČKOVÁ J., ROD J., (2006). Zelenina - pěstování ekonomika, prodej. Profi Press. Praha. 240 s. ISBN: PULKRÁBEK J., URBAN J., BEČKOVÁ L., (2007). Využití Atoniku Pro k urychlení postresové regenerace a zmírnění dopadů herbicidního stresu na cukrovku. Listy cukrovarnické a řepařské. 123 (2) SVOBODOVÁ I., MÍŠA P., (2004). Effect of drought stress on the formation of yield elements in spring barley and the potential of stress expression reduction by foliar application of fertilizers and growth stimulator. Plant Soil Environment. 50 (10) TRNKA Z., (2004). Metodika zkoušení osiva a sadby. MZe. Věstník MZe, částka 3, vydáno [cit ]. Dostupné z < YANEVA V., BRAIKOV D., MASHEVA L., (2010). Effect of Atonik, Citro-K, and Ca-20 Preparations on Polyphenol Composition and Antioxidant Activity of Mavrud Grape (Vitis vinifera L.). Oxidation Communications. 33 (4) Contact address: Ing. et Ing. Jitka Doležalová, katedra zahradnictví, FAPPZ, ČZU v Praze, Kamýcká 129, Praha 6 Suchdol, dolezalovajitka@af.czu.cz Osivo a sadba,

66 OŠETŘENÍ OSIVA MRKVE TĚKAVÝMI LÁTKAMI Z ROSTLIN Seed Treatment Technology of Carrot Seeds with Plant Volatile Substances Simona Ličková, Jaroslav Tomášek, Jakub Šmíd, Pavel Klouček, Anežka Janatová KRV ČZU v Praze Abstract The aim of this experiment is to evaluate the effect of carrot (Daucus carota L.) seed treatment using essential oil vapour phase, especially focused on finding appropriate combination of concentration, temperature and application time to decrease number of native fungi and evaluating the effect of essential oil on seed germination. This experiment focuses on the possible use of antimicrobial effects of essential oils as a suitable alternative for chemical seed treatment, especially in organic farming, where the use of synthetic chemicals is not allowed. Essential oils of oregano (Origanum vulgare L.), clove (Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry) and cinnamon (Cinnamomum zeylanicum Blume) were tested at concentrations of 16 µl/l, 32 µl/l, 64 µl/l, 128 µl/l and 256 µl/l oil per litre of air at 50 C for 24 hours, at 75 C for 1 hour, at 100 C for 10 minutes, 150 C for 10, 20 and 30 minutes. For the essential oil treated seeds were also performed the germination tests. The most effective essential oil for carrot seed treatment for inhibition of microorganisms is treatment by cinnamon oil at concentration of 128 µl/l at 75 C for 1 hour and clove and oregano oil at concentration of 128 µl/l at 50 C for 24 hours. Keywords: essentials oils, seed treatment, fungal pathogens, antimicrobial effects, organic fading Souhrn Cílem pokusu bylo zhodnocení vlivu ošetření osiva mrkve obecné (Daucus carota L.) pomocí plynné fáze silic. Nalezení vhodné kombinace koncentrace silic, teploty a doby aplikace snižující přirozený výskyt hub, a ověření vlivu působení silic na klíčivost semen. Pokus se zaměřuje na možné využití antimikrobiálních účinků silic jako vhodnou alternativu chemických přípravků pro ošetřování osiva a to především v ekologickém zemědělství kde použití chemických přípravků není povoleno. Testovány byly silice dobromysli (Origanum vulgare L.), hřebíčku (Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry) a skořice (Cinnamomum zeylanicum Blume) v koncentracích 16 až 256 µl/l silice na litr vzduchu při teplotě 50 C po dobu 24 hodin, při 75 C po dobu 1 hodiny, při 100 C po dobu 10 minut, 150 C po dobu 10, 20 a 30 minut. U ošetřených semen silicí bylo také provedeno testování vlivu ošetření na klíčivost. Nejvhodnější silicí pro ošetření osiva mrkve na inhibici hub se ukázala skořicová silice v koncentraci 128 µl/l při teplotě 75 C, hřebíčková a dobromyslová silice v koncentraci 128 µl/l při teplotě 50 C. Klíčová slova: silice, ošetření osiva, houbové patogeny, antimikrobiální účinky, ekologické zemědělství Úvod Zdravotní stav nejen osiva, ale i veškerého množitelského materiálu je jedním z hlavních faktorů, které ovlivňují polní vzcházivost, zdravotní stav a celkovou vitalitu nové generace rostlin, a tím bezprostředně i ekonomiku pěstování. Všeobecně platí, že zdravé osivo je osivo bez přítomnosti škodlivých organismů. Škodlivými organismy rozumíme jakékoli druhy, kmeny nebo biotopy rostlin, živočichů nebo původců chorob (např. virů, bakterií, hub) škodící rostlinám nebo rostlinným 64 Osivo a sadba,

67 produktům. Z tohoto důvodu je problematice zdravotního stavu, jako nedílné součásti celkové biologické hodnoty osiva, celosvětově věnována mimořádná pozornost. Semeny přenosní škodliví činitelé jsou primárním zdrojem infekce, která se může v porostu rozšířit a zapříčinit vysoké kvantitativní i kvalitativní výnosové ztráty (Samsonová a kol., 2012). Příčinou chorob semen jsou podle získaných poznatků nejčastěji mikroskopické houby, popř. i bakterie. Mikroskopické houby vytváří mykotoxiny. Tyto látky kontaminují potraviny i krmiva zvířat a jsou toxické jak pro lidi tak i zvířata. Škodlivé organismy mohou být příčinou zhoršené klíčivosti, špatné vzcházivosti rostlin a špatného vývoje během vegetace (Prokinová, 2003). Ekologické i konvenční zemědělství má shodný záměr, a to udržet pěstované rostliny ve zdravém stavu. Konvenční zemědělství k tomu však používá syntetické látky pesticidy, které narušují rovnovážné stavy agroekosystému a činí ho na těchto chemických látkách více závislým. Naopak ekologičtí zemědělci se používání syntetických pesticidů zřekli. Mají k dispozici omezený sortiment povolených přípravků k ochraně rostlin, vyrobených na rostlinné či minerální bázi, nebo mohou využít alternativních metod ošetření osiva, jako je např. ošetření osiva teplou vodou, ošetření horkou párou, ozařování pomocí proudu elektronů (E-ventus), ošetření biologickými přípravky, organickými kyselinami a rostlinnými extrakty včetně silic (Šarapatka, 2006). Biologická a nechemická ochrana rostlin není v praxi ještě dostatečně rozšířena, je však do budoucna velmi perspektivní. Silice jsou známé pro své antiseptické, antimikrobiální, baktericidní, virucidní, fungicidní, protizánětlivé, spasmolytické, anestetické, vonné a léčivé vlastnosti (Bakkali et al., 2008). Avšak doposud i přes známé a prokázané účinky silic nebylo jejich používání k ošetřování rostlin rozšířeno. Bezpečnost silic k lidské spotřebě je vědecky testována, některé druhy mohou být prospěšné a některé mohou působit jako přírodní toxické látky (Woolf, 1999). Metodika Silice K testování byly použity silice dobromysli (Origanum vulgare L.), hřebíčkovce (Syzigium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry) a skořicovníku (Cinnamomum zeyilanicum Blume), které byly zakoupeny od firmy BIOMEDICA spol. s r.o. Chemické složení zakoupených silic bylo zjištěno pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrofotometrií (GC-MS) na přístroji Varian GC-MS typu iontová past. Osivo Osivo mrkve obecné (Daucus carota L.) bylo k testování získáno od Centro di Competenza per l'innovazione in Campo Agro-ambientale AGROINNOVA Università degli Studi di Torino, Via Leonardo da Vinci, 44, Grugliasco (TO). Získané vzorky osiva byly přirozeně kontaminovány běžně se vyskytujícími mikroorganismy např. Aspergillus spp., Penicillium spp., Fusarium spp. Ošetření osiva silicemi Osivo bylo ošetřeno silicemi v koncentracích 16 µl/l, 32 µl/l, 64 µl/l, 128 µl/l, 256 µl/l silice na litr vzduchu. Koncentrace byly získány odměřením vybraných silic do mikrozkumavek v množství 1,7 µl, 3,5 µl, 7,1 µl, 14 µl, 28,4 µl, které bylo doplněno ethylacetátem na 250 µl. Připravený roztok byl rovnoměrně pipetován na filtrační papír o průměru 90 mm, kde se nechal ethylacetát po dobu 1 minuty odpařit. Napuštěný filtrační papír byl vložen spolu se 100 semeny mrkve do Petriho misky (110 ml objem), která byla za pomoci parafilmu utěsněna. Dále bylo osivo ošetřeno v termostatu při teplotě 50 C po dobu 24 hodin, při 75 C po dobu 1 hodiny, při 100 C po dobu 10 minut, 150 C po dobu 10, 20, 30 minut, kde docházelo k odpaření silice z filtračního papíru. Po vyjmutí z termostatu bylo osivo ponecháno 15 minut v uzavřené Petriho misce Osivo a sadba,

68 při pokojové teplotě k vychladnutí z důvodu kondenzace vzdušných par silic v misce vlivem rozdílných teplot prostředí. Pro každou koncentraci ošetření byly také provedeny kontroly ošetření, a to osivo tepelně ošetřené s ethylacetátem a další kontrola bez ošetření. Osivo ošetřené ethylacetátem (kontrola EAC) bylo vloženo do Petriho misky na filtrační papír napuštěný 250 µl ethylacetátu a tepelně ošetřeno spolu s ošetřovaným osivem v různých časech ošetření. Testování bylo provedeno ve čtyřech opakováních na účinnost ošetření a další čtyři na klíčivost. Antifungální účinek Vliv ošetření osiva na počet napadených semen byl prováděn v 96 jamkové mikrotitrační destičce s kulatým dnem (objem jamky 367 µl). Do mikrotitrační destičky bylo pomocí multipipety napipetováno 20 µl média do každé jamky a vloženo jedno semeno. Hlavními chorobami mrkve přenosnými osivem jsou plísně, proto bylo zvoleno médium a pěstební podmínky jim vyhovující. Médium bylo složeno ze sójového peptonu (10 g/l) a D-glukosy (40 g/l) s přídavkem antibiotik (Tetracyklin 20 mg/l) k zabránění nežádoucího růstu bakterií. Mikrotitrační destičky byly uloženy do termostatu při teplotě 25 C, po dvou dnech bylo provedeno vizuální hodnocení napadených semen. Klíčivost ošetřeného osiva U ošetřených semen silicí bylo provedeno testování vlivu ošetření na klíčivost. Zkouška klíčivosti byla provedena standardním testem podle ISTA. Do plastových misek byl vložen filtrační papír, který se navlhčil 32 ml destilované vody. Nejdříve byla u osiva provedena dynamika klíčení ošetřeného i neošetřeného osiva a na základě vitality bylo vizuální vyhodnocení prováděno 8. den od založení pokusu, kdy byla všechna semena vyklíčena. Testování klíčivosti ošetřeného osiva silicemi v koncentracích 64 µl/l, 128 µl/l, 256 µl/l silice na litr vzduchu při teplotě 50 C po dobu 24 hodin, při 75 C po dobu 1 hodiny, při 100 C po dobu 10 minut, 150 C po dobu 10, 20 a 30 minut bylo provedeno ve čtyřech opakováních. Misky s osivem na zkoušku klíčivosti byly uloženy do termostatu při teplotě 25 C. Výsledky a diskuse Výsledky antimikrobiální aktivity některých silic jsou obtížně srovnatelné, protože bývají značně ovlivněny použitou metodikou, druhem testovaného mikroorganismu a možnými rozdíly citlivosti silic získaných z téhož druhu rostliny, ale za jiných podmínek nebo způsobu získání (Kalemba et Kunicka, 2003). Způsob testování silic není ještě standardizován, a proto jsou podobné výsledky publikovány v odlišných jednotkách podle použitého testu. Experimentálně byl prokázán výraznější účinek silic v plynné fázi u hub než u bakterií, protože houby rostou více na povrchu a jsou tedy více vystaveny vlivu par (Bacalíková a Paulusová, 2012). Zatím není známá studie, kde by bylo využito plynné fáze silic k ošetření osiva. Naš pokus byl zaměřen na vliv plynné fáze silic při různé teplotě, době ošetření a koncentraci na patogenní houby nacházející se na osivu (tab. 1). 66 Osivo a sadba,

69 Tab. 1: Výsledky antifugálního ošetření osiva v % silice koncentrace µl/l teplota ošetření C doba ošetření počet infikovaných semen celkový počet ošetřených semen počet infikovaných semen v % počet klíčících semen v % Origanum vulgare L. dobromyslová h ,5 65, h ,8 63,5 p-cymen 5,16 % tymol 2,93 % karvakrol 64,56 % h ,1 38, h , h , h ,4 77, h ,9 79, h , min , min ,3 35, min , min , min ,7 0 Cinnamomum zeylanicum skořicová h , h ,7 72 eugenol 82,32 % beta-karyophylen 14, 44 % h ,8 35, h , h , h , h ,2 75, h ,5 9, min ,7 27, min ,8 32 Syzygium aromaticum hřebíčková h ,2 63, h ,6 66,5 limonen 4,98 % linalool 4, 97% cinamaldehyd 73,06 % eugenol 3,54 % h , h , h , h , h , h , min , min ,1 47,5 kontrola EAC h ,5 69 kontrola EAC h ,2 79,5 kontrola EAC min ,1 49,5 kontrola EAC min ,7 0 kontrola EAC min ,2 0 kontrola EAC min ,7 0 kontrola ,5 76 Nejúčinnější antifugální aktivitu na osivu mrkve prokázaly silice v koncentracích 128 µl/l a 256 µl/l, naopak koncentrace 16 µl/l a 32 µl/l se prokázaly jako neúčinné. Skořicová a dobromyslová silice v koncentraci 256 µl/l při teplotě ošetření 75 C po dobu 1 hodiny nejlépe působila v antifugálních testech, kde u skořicové silice bylo osivo po ošetření infikováno jen z 0,52 % a u dobromyslové 1,56 % (graf 1), ale pro použití se koncentrace ošetření projevila jako nevhodná vzhledem k velkému snížení klíčivosti semen u dobromyslové na 22 % a skořicové silice na 9,5 %. Osivo a sadba,

70 Graf 1: Počet infikovaných semen v % na osivu mrkve ošetřeného silicemi při 75 C Jako vhodné ošetření lze doporučit nižší koncentraci 128 µl/l, kde byla klíčivost u ošetření silicí dobromyslí 68 %, hřebíčku 65 %, skořice 75,5 % oproti neošetřené kontrole, která měla 76 % klíčivost (graf 2). Graf 2: Klíčivost osiva ošetřeného silicemi při teplotě 75 C 68 Osivo a sadba,

71 Ošetření osiva hřebíčkovou silicí při 50 C, kdy doba ošetření trvala 24 hodin, se projevilo nejvíce účinné v koncentraci 128 µl/l, kde bylo osivo napadené patogeny jen z 14,58 %, tato koncentrace má stejné antifugální účinky jako vyšší koncentrace 256 µl/l. U obou koncentrací hřebíčkové silice nebyl zaznamenán významný vliv na klíčivost, tudíž z ekonomického hlediska je výhodnější nižší koncentrace ošetření. Zjistili jsme, že koncentrace 256 µl/l všech silic s rostoucí teplotou působí výrazné snížení klíčivosti osiva. V testech klíčivosti (graf 3) a na základě vitality bylo prokázáno, že ošetření silicemi v koncentraci 256 µl/l při teplotě 75 C je zcela nevhodné z důvodu vysokého snížení klíčivosti a zpomalení růstu rostliny, největší ovlivnění způsobovala skořicová silice. Ta měla 8. den 9,5% klíčivost oproti neošetřené kontrole (76 %). Graf 3: Klíčivost osiva ošetřeného silicemi v koncentraci 256 µl/l při teplotě 75 C Na klíčivost osiva má značný vliv fytotoxicita silic, ale také vysoká teplota ošetření, která byla prokázána z ošetření při teplotě 150 C, kdy účinek na klíčivost osiva byl fatální (0 % klíčivost osiva). Osivo mrkve bylo také ošetřeno ve studii Koch et al. (2010), kteří zaznamenali účinnost ošetření semen mrkve 1 % roztokem s tymiánovou silicí proti Alternaria dauci a A. radicina. Antimikrobiální účinnost tymiánové silice byla také zaznamenána u Peronospora valerianellae na polníčku, Septoria petroselini na petrželi a Ascochyta spp. na hrachu. Například tymiánová silice obsahuje velké množství tymolu a další antimikrobiální látky, avšak kvůli jeho fytotoxicitě je rozhodující výběr optimální koncentrace na ošetření osiva. Závěr Cílem pokusu bylo provést zhodnocení vlivu ošetření osiva mrkve obecné (Daucus carota L.) pomocí plynné fáze silic. Zejména pak nalezení vhodné kombinace koncentrace silic, teploty a doby aplikace snižující přirozený výskyt hub, a ověření vlivu působení silic na klíčivost semen. Bylo zjištěno, že je možné ošetřením pomocí plynné fáze silic dosáhnout významného snížení počtu hub na osivu mrkve za minimálního snížení klíčivosti. Avšak závisí na použité silici, koncentraci a teplotě ošetření. Nejvyšší antifugální aktivitu na osivu mrkve prokázaly silice v koncentracích 128 µl/l a 256 µl/l. Pro ošetření osiva mrkve proti plísňovým patogenům se jako nejvhodnější projevila skořicová silice v koncentraci 128 µl/l při teplotě ošetření 75 C, kdy docházelo k významnému potlačení houbových Osivo a sadba,

72 patogenů a minimálnímu snížení klíčivosti semen. Vhodným ošetřením se také ukázala dobromyslová silice v koncentraci 128 µl/l při teplotě ošetření 75 C a času ošetření 1 hodiny nebo hřebíčková silice v koncentraci 128 µl/l při teplotě ošetření 50 C a času ošetření 24 hodin, která prokázala stejnou inhibici patogenů jako koncentrace 256 µl/l. U teplot ošetření 50 C a 75 C v koncentraci 128 µl/l nebyl zaznamenán významný vliv na klíčivost osiva. Použití přírodních produktů - silic je přednostně vhodné v ekologickém zemědělství jako alternativa syntetických pesticidů k ošetření semen, kde nejsou chemické látky k ošetření povoleny. Ošetření osiva silicemi je spíše vhodné u zelenin nebo maloobjemových plodin. Pro praktické využití je potřeba tyto výsledky otestovat v provozních podmínkách, zejména vliv ošetření na růst rostlin. Literatura BACALÍKOVÁ, B., PAULUSOVÁ H., (2012).Vliv silic a jejich hlavních účinných látek na mikroorganismy a na archivní materiál [online]. Praha. Národní archiv. leden [ ]. Dostupné z < BAKKALI F., AVERBECK S., AVERBECK D., IDAOMAR M. (2008). Biological effects of essential oils A review. Food and Chemical Toxixology KALEMBA D., KUNICKA A. (2003).. Antibacterial and antifungal properties of essential oils. Current Medicinal Chemistry. (10) KOCH E., SCHMITT A., STEPHAN D. KROMPHARDT C., JAHN M., KRAUTHAUSEN H. J., FORSBERG G., WERNER S., AMEIN T., WRIGHT S., TINIVELLA F., GULLINO M., ROBERTS S. WOLF J., GROOT S., (2010). Evaluation of non-chemical seed treatment methods for the control of Alternaria dauci and A. radicina on carrot seeds. European journal of plant pathology, 127(1) PROKINOVÁ E., (2003). Houbové choroby přenosné osivem. Úroda (3) 8-9. SAMSONOVÁ P. (ed.). (2012). Produkce osiv v ekologickém zemědělství. Bioinstitut. Olomouc. 128 s. ISBN: ŠARAPATKA B., URBAN J., (eds.). (2006). Ekologické zemědělství v praxi. PRO-BIO. Šumperk. 502 s. ISBN: WOLF A., (1999). Essential oil poisoning. Clinical Toxicology. 37 (6) Contact address: Ing. Simona Ličková, Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957, Praha 6 Suchdol, lickova@af.czu.cz 70 Osivo a sadba,

73 VITALITA SEMEN A VELIKOST KOŘENOVÉHO SYSTÉMU JAKO NÁSTROJ PRO ÚNIK A TOLERANCI SUCHU Seed Vigour and Root System Size for Drought Escape and Tolerance Jana Klimešová, Eva Vintrlíková, Tomáš Středa ÚPŠRR Mendelova univerzita v Brně Abstract Seedling establishment is critical to profitable and sustainable production in dry environment. The possibility of breeding for greater vigour of seeds and size of roots for drought escape was described. Seed vigour of barley under drought (-0.5 MPa) and temperature stress (10 C) was evaluated. Roots and shoots size of germinated seeds of barley (Hordeum vulgare L.) was determined by digital image analysis using WinRHIZO software after scanning with a photo scanner. The positive relationship between the root system size of plants and vigour of their seeds was found. The results support the possibility of selection for improvement of barley seed vigour, which is related to tolerance to various conditions during emergence and to homogenous malting. Keywords: germination, roots, drought, stress, barley, image analysis Souhrn Standardně používané metody zjišťování vitality semen jsou zpravidla založeny na binárním přístupu typicky v podobě: naklíčeno/nenaklíčeno. S rozvojem digitální optické techniky a digitální analýzy obrazu jsou vyvíjeny a úspěšně zaváděny metody exaktního hodnocení dynamiky vitality v čase pro precizní kvantifikaci odrůdových diferencí a možnost automatizovaného vyhodnocování vitality. V článku popsaná metoda využívá pro hodnocení diferencí rychlosti nárůstu biomasy klíčků a kořenů digitální skener a software pro hodnocení parametrů kořenového systému. Perspektivní je zejména možnost hodnocení rozdílů u velkého počtu genotypů. Metoda umožnila kvantifikovat růstové projevy klíčenců a jejich genotypové diference v podmínkách chladu a stresu suchem. Získané fytometrické charakteristiky byly konfrontovány s vybranými kvantitativními znaky produkce a s velikostí kořenového systému. Zjištěna byla pozitivní vazba mezi velikostí kořenového systému rostlin a vitalitou jejich semen. Klíčová slova: klíčení, kořeny, sucho, stres, ječmen, analýza obrazu Úvod Z pohledu vývoje klimatu, abiotických stresů a jejich dopadů jsou aktuálním problémem rostlinné produkce půdní sucho a vysoké teploty vzduchu. Během posledních dvaceti let se také prodloužilo vegetační období o dní, což s sebou přináší i rostoucí riziko výskytu vegetačních mrazů. Poněkud virtuální realitou jsou však hmatatelná adaptační opatření, která by poskytovala skutečný potenciál eliminace dopadů vývoje klimatu. Biologická kvalita semen často ovlivní jak růst kořenů, tak i nadzemní části po celou dobu vegetace (Bláha a Šerá, 2014). Perspektivním selekčním kritériem, které se uplatňuje při výběru genotypů tolerantních k abiotickým stresům, je vitalita semen (Ullmannová et al., 2013). Existuje předpoklad, že u genotypů s vitálnějšími semeny dojde, mimo jiné, ke zvýšení tolerance k suchu. Klíčenci z vitálnějších obilek uniknou případnému suchu ( drought escape ) v počátečních fázích Osivo a sadba,

74 vegetace, vytvoří větší kořenový systém, a budou tak suchovzdornější i v dalších fázích vegetace. Vitalita semen určuje míru rychlosti růstu klíčku, což vede k rychlejšímu rozvoji fotosyntetického aparátu a lepší odolnosti k stresovým podmínkám na poli (Farahani a Maroufi, 2011). Rostliny ze semen s dobrou vitalitou rychleji zastíní povrch půdy při rychlém vzcházení, a tím sníží ztráty vody na počátku vegetace (Spielmeyer et al., 2007). Egli a Tekrony (1995) zjistili, že vitalita osiva má vliv na vegetativní růst a ovlivňuje výnos porostů sklízených ve vegetační nebo rané generativní fázi více, než výnos plodin sklizených ve fázi plné zralosti, neboť výnos v plné reprodukční zralosti není tak těsně propojen s vegetativním růstem. Bylo také zjištěno (Chloupek et al., 2008), že vitalita zrna má souvislost s obsahem polyfenolů a kvalitou pečiva u pekařské pšenice. Vitalita je obecně testována jako schopnost vytvořit novou rostlinu v neoptimálních podmínkách a vyjadřuje tak stupeň tolerance osiva k nepříznivým podmínkám při klíčení a vzcházení (Pazderů a Bláha, 2013; Pazderů 2013). Testy vitality, které měří pouze jeden faktor, určují vitalitu semen nespolehlivě, neboť jen kombinace několika faktorů může dát dobrou předpověď polní vzcházivosti, protože vitalita je dána mnoha faktory (Hampton a Coolbear, 1990). Je zřejmé, že na vitalitu má významný vliv ročník a prostředí. Experimentálně bylo prokázáno (Bláha et al., 1993), že u rostlin z obilek pšenice pěstovaných v kukuřičné a teplejší řepařské oblasti zárodečné kořínky rychleji pronikaly do půdy, podíl hmoty kořenů na celkové biomase mladých rostlin byl vyšší, avšak vitalita obilek nebyla vždy nejvyšší. Alternativně je vitalita semen hodnocena dle nárůstu kořínků. Pro toleranci k suchu u odrůd ječmene prokázali Bertholdsson a Kolodinska Brantestam (2009) důležitost časné vitality kořenového systému a vytváření jemnějších kořenů. Odrůdy obilnin s větším kořenovým systémem (kterého je šlechtěním možno dosáhnout) využívají půdní vodu a živiny v suchém prostředí účinněji než odrůdy s menším kořenovým systémem, což se projevuje vyšším výnosem zrna (Chloupek et al., 2010, Středa et al., 2012; Svačina et al., 2014; Heřmanská et al., 2015). Obdobné výsledky reportují i Bláha a Šerá (2014) s historickou odrůdou jarní pšenice Jara, která kvalitou kořenů a mimořádnou vitalitou osiva a zejména růstem zárodečných kořenů překonávala ostatní odrůdy natolik, že byla jak zárukou stability výkonu, tak odolnosti vůči suchu. Podobnost lokusů kvantitativních znaků kořenů měřených ve fázi klíčení a kvetení je perspektivní pro vývoj metod, které umožňují zkoumání kořenového systému v raných fázích, s cílem predikovat odolnost vůči suchu (Vintrlíková a Středa, 2014). Test růstu kořínků, přijatý do pravidel ISTA v roce 2012 pro řepku, vykazuje spolehlivost hodnocení vitality i u řady dalších druhů (bavlny, papriky, melounu, okurky). Hodnocení délky kořínků na Petriho miskách, naklíčených standardním způsobem, zavlažených deionizovanou vodou s teplotním režimem 10 C v noci a 20 C ve dne, probíhá po sedmi dnech. Délka kořínků může být stanovena obrazovou analýzou a výpočtem s využitím indexu klíčivosti, průměrné hmotnosti radikuly a počtu dní klíčení (Cheng et al., 2005). Další autoři uvádějí stanovení délky klíčků, z této hodnoty je pak vypočten index vitality (Zhang et al., 2007; Cao et al., 2008). Index klíčení vysoce významně souvisel s délkou klíčků v práci Hosseini (2009). Kakhki et al. (2008) hodnotili efekt velikosti obilek pšenice na vitalitu jako index klíčivosti, délku kořínků a plumuly a zjistili, že velikost obilek a délka kořínků silně ovlivňovala vitalitu. Jednu z variant testu vitality, hodnotící velmi brzkou klíčivost s využitím fluorescenčního světla v oblasti 366 nm, kdy byla analyzována kořenová čepička a kořínek, uvádí Munck a Møller (2004). Cílem práce bylo s využitím metody digitální analýzy obrazu (i) analyzovat meziodrůdové diference ve vitalitě semen (hodnocené jako parametry klíčku a kořenového systému klíčenců) z prostředí s různou intenzitou stresu suchem, (ii) kvantifikovat vazbu mezi velikostí kořenového systému rostlin z kontejnerového pokusu a vitalitou sklizených semen (hodnocenou jako morfologické a kvantitativní parametry klíčku a primárních kořenů klíčenců). 72 Osivo a sadba,

75 Metodika Sladovnické odrůdy jarního ječmene Diplom, Jersey, Prestige a Saloon byly vzájemně nakříženy dialelním způsobem, tj. každá odrůda byla křížena se všemi ostatními (všechny odrůdy byly použity jak mateřské, tak i otcovské). Výsledných 12 kombinací bylo získáno ve skleníku. Poté byly kombinace v F 1 generaci vysety v polních podmínkách. Z potomstev kombinací v generaci F 3 byly vybrány dvě kombinace s největší (U12 Diplom Jersey a U9 Jersey Diplom) a dvě s nejmenší (U11 Diplom Saloon a U2 Prestige Jersey) vitalitou semen. Vitalita obilek jarního ječmene byla stanovena jako procento klíčivosti v nestresových podmínkách suchem (ve vodě při 10 C) a ve stresových podmínkách v chladu 10 C a za fyziologického sucha -0,5 MPa ve vodním roztoku polyethylenglykolu PEG 6000 (podrobně in Ullmannová et al., 2013). Semena uvedených čtyř populací byla v roce 2014 vyseta do kontejnerů. Rostliny byly pěstovány v půdě v nádobách o objemu 0,2 m 3 ve čtyřech variantách vláhového režimu (varianta 1 s přirozeným úhrnem srážek, nestresovaná varianta 2 na úrovni polní vodní kapacity půdy, stresovaná varianta 3 na úrovni 50 % využitelné vodní kapacity půdy a silně stresovaná varianta 4 na úrovni bodu vadnutí půdy), vždy ve dvou opakováních. Objemová vlhkost půdy byla kontinuálně zaznamenávána čidly VIRRIB. Diferencované zásobení vodou ve variantách 2, 3 a 4 bylo započato ve fázi sloupkování (BBCH 30). V průběhu vegetace byla zjišťována velikost kořenového systému (VKS) pomocí metody měření jeho elektrické kapacity (Svačina et al., 2014). Elektrická kapacita (v nanofaradech nf) byla měřena LCR metrem (Extech Instruments) při frekvenci 1 khz v průběhu fáze sloupkování, metání a plnění zrn. Metoda je založena na detekci elektrického náboje akumulovaného na membránách živých struktur v kořenovém systému rostliny, který vzniká v uzavřeném elektrickém obvodu. Byla tedy měřena elektrická kapacita kořenového systému ve vztahu k půdě, ve které rostl, a to včetně nejjemnějších struktur kořenového systému (obr. 1). Po sklizni, po odeznění dormance (tj. cca po 120 dnech), byly založeny se sklizenými semeny testy vitality (popsáno výše). Hodnocení vitality proběhlo po 7, 11 a 18 dnech s využitím skenování klíčících obilek (obr. 2) pomocí skeneru Epson Perfection 700 photo. Následně byl obraz (délka a plocha klíčku a kořínků) digitálně analyzován programem WinRHIZO, verze Basic (Régent Instruments Inc., Quebec, Kanada). Výsledky měření velikosti kořenového systému byly konfrontovány s parametry vitality semen, vyjádřených jako délka klíčku a kořenů, plocha klíčku a kořenů po 7, 11 a 18 dnech kultivace a po 18 dnech jako hmotnost biomasy. Obr. 1: (vlevo) Makro a mikroskopické struktury primárního kořene (zvětšeno) Obr. 2: (vpravo) Hodnocené primární kořeny ječmene po sedmi dnech v klimaboxu (sken) Osivo a sadba,

76 Výsledky a diskuse Ve všech třech termínech měření vitality byly zjištěny vysoce průkazné (p 0,01) rozdíly délky klíčku a kořenů z podmínek bez stresu suchem a se stresem suchem. Obdobně byly vysoce průkazné rozdíly v délce klíčku a kořenů zjištěny v závislosti na podmínkách prostředí, kde rostly mateřské rostliny (tj. na závlahovém režimu půdy). Po 11 a 18 dnech byla vitalita, vyjádřená délkou klíčku a kořenů vysoce průkazně, respektive průkazně, rozdílná v závislosti na interakci varianta závlahy populace (tzn., že populace z různých prostředí se po 11 a 18 dnech trvání pokusu lišily ve vitalitě). Vliv interakce varianta závlahy podmínky klíčení (stres suchem při klíčení či jeho absence) byl průkazný (p 0,05) pouze v prvním termínu hodnocení (po 7 dnech). To znamená, že semena z různých podmínek prostředí v počátečních fázích klíčení reagovala odlišně na podmínky klíčení dané suchem či jeho absencí. Identicky se semena projevovala při hodnocení parametru plocha klíčku a kořenů. Hmotnost biomasy klíčku a kořenů, zjišťovaná po 18 dnech, byla vysoce průkazně (p 0,01) ovlivněna variantou závlahového režimu nádob, ve kterých rostly mateřské rostliny, genotypem i podmínkami klíčení. Interakce varianta závlahy genotyp a genotyp podmínky klíčení měly na vitalitu průkazný vliv (p 0,05). Interakce varianta závlahy podmínky klíčení způsobila vysoce průkazné (p 0,01) diference ve vitalitě. Ve všech hodnocených parametrech vitality (délka, plocha a hmotnost biomasy) byly hodnoty průkazně nejnižší ve variantě z přirozených podmínek vlhkosti půdy v nádobě, ve které rostly mateřské rostliny. Rozdíly z ostatních variant závlahového režimu byly neprůkazné, přestože nejvyšší hodnoty byly zjištěny ve variantě s optimálním vlhkostním režimem. V prvních dvou termínech měření byla největší délka a plocha zjištěna u populace U12, což svědčí o vyšší vitalitě v počátečních fázích klíčení. Populace U9 se vyznačovala stabilně velkou vitalitou (kvantifikováno jako délka, plocha a hmotnost biomasy) ve všech termínech hodnocení. Populace U11 a U2 se v těchto termínech projevovaly nízkou intenzitou nárůstu biomasy, což odpovídá předpokládaným vlastnostem zjištěným v rámci screeningu (ten byl prováděn u rodičovské generace po 14 dnech od založení experimentu). Ve třetím termínu nárůst biomasy u populace U12 stagnoval (tab. 1). Při hodnocení napříč podmínkami klíčení vykazovala nejvyšší vitalitu populace U9 v optimálně zavlažované variantě. Tab. 1: Průměrné hodnoty hodnocených znaků vitality (parametrů klíčků a primárních kořenů) a statistické hodnocení jejich rozdílů (p 0,05) Délka Plocha Hmotnost Gen. 7 d. Gen. 11 d. Gen. 18 d. Gen. 7 d. Gen. 11 d. Gen. 18 d. Gen. 18 d. U11 45,9 a U11 128,7 a U12 201,9 a U2 4,3 a U11 11,3 a U12 21,7 a U12 0,302 a U2 48,0 a U2 136,6 a U11 221,2 ab U11 4,5 a U2 11,3 a U2 23,4 a U2 0,320 ab U9 55,2 a U9 137,3 a U9 225,9 ab U9 4,8 a U9 11,7 a U11 23,7 a U11 0,334 bc U12 55,2 a U12 142,6 a U2 236,7 b U12 4,9 a U12 11,9 a U9 23,8 a U9 0,354 c Poznámka: statisticky odlišné hodnoty jsou označeny odlišnými písmeny; zkratky: Gen. genotyp; termín hodnocení 7 d. po 7 dnech, 11 d. po 11 dnech, 18 d. po 18 dnech Při porovnání parametrů klíčenců z varianty s indukovaným stresem -0,5 MPa a klíčenců z nestresované varianty (voda) byly vždy zjištěny průkazně vyšší hodnoty délky a plochy klíčenců u nestresované varianty. V případě hmotnosti biomasy tomu bylo však naopak (průměrná hmotnost biomasy v nestresované variantě 0,1573 g; ve stresované variantě 0,4975 g). 74 Osivo a sadba,

77 Tab. 2: Vztah mezi velikostí kořenového systému mateřských rostlin a parametry vitality semen jejich potomstva Varianta závlahy: Přirozené podmínky Optimální závlaha Průměr variant Varianta podmínek klíčení: kontrola stres kontrola stres kontrola stres VKS délka klíčenců 7 dní 0,3877 0,2455 0,5360 0,3230 0,6145** 0,3534 VKS délka klíčenců 11 dní 0,3426 0,6698 0,8579** 0,8159* 0,4529* 0,4081* VKS délka klíčenců 18 dní 0,3699 0,7926* 0,4730 0,6085 0,3969* 0,6478** VKS délka klíčenců průměr 0,3732 0,7320* 0,7556* 0,6764 0,5262** 0,5549** VKS hmotnost klíčenců -0,1551 0,5407 0,0854 0,5538 0,7255** 0,7308** Poznámka: *statisticky průkazná korelace (p 0,05); **statisticky vysoce průkazná korelace (p 0,01); VKS = velikost kořenového systému V tab. 2 je pomocí korelačního koeficientu charakterizována těsnost vztahu mezi velikostí kořenového systému mateřských rostlin (průměr ze tří měření v průběhu vegetace) a vybraných hodnocených ukazatelů vitality semen. Použity byly výsledky měření velikosti kořenového systému (VKS) z kontrastních prostředí varianta s přirozenými vláhovými podmínkami (bez doplňkové závlahy) a varianta s optimálním vlhkostním režimem. Zřejmý je zejména pozitivní (průkazný) vztah mezi VKS a vitalitou (délkou klíčků a kořínků), hodnocenou v podmínkách stresu suchem (- 0,5 MPa). To svědčí o pozitivní vazbě VKS a vitality semen. Závěr Metoda hodnocení vitality pomocí digitální analýzy obrazu s využitím software pro hodnocení fytometrických charakteristik kořenů se jeví jako perspektivní alternativa tradičních metod. Byla prokázána pozitivní vazba mezi velikostí kořenového systému mateřských rostlin a vitalitou jejich semen. S ohledem na to, že již dříve bylo autory prokázáno, že na větší kořenový systém lze šlechtit, lze zvýšení vitality semen s dobrou perspektivou dosáhnout tradičními šlechtitelskými metodami. Poděkování Práce vznikla za finanční podpory výzkumného projektu NAZV QJ Literatura BERTHOLDSSON N. O., BRANTESTAM KOLODINSKA A., (2009). A century of Nordic barley breeding Effects of early vigour root and shoot growth, straw length, harvest index and grain weight. European Journal of Agronomy, 30, 4, BLÁHA L., ŠERÁ B., (2014). Příspěvky k problematice zemědělského pokusnictví. Praha Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., s. CAO D. D., HU J., HUANG X. X., WANG X. J., GUAN Y. J., WANG Z. F., (2008). Relationships between changes of kernel nutritive components and seed vigor during development stages of F1 seeds of sh 2 sweet corn. Journal of Zhejiang University Sciance B, 9, 12, EGLI D. B., TEKRONY D. M., (1995). Soybean seed germination, vigour and field emergence. Seed Science and Technology, 23, FARAHANI H. A., MAROUFI K., (2011). Effect of hydropriming on seedling vigour in basil (Ocimum Basilicum L.) under salinity conditions. Advances in Environmental Biology, 5, 5, HAMPTON J. G., COOLBEAR P., (1990). Potential versus actual seed performance can vigour testing provide an answer? Seed Science and Technology, 18, HEŘMANSKÁ A., STŘEDA T., CHLOUPEK O., (2015). Improved wheat grain yield by a new method of root selection. Agronomy for Sustainable Development, 35, DOI /s Osivo a sadba,

78 HOSSEINI K. M., LOMHOLT A., MATTHEWS S., (2009). Mean germination time in the laboratory estimates the relative vigour and field performance of commercial seed lots of maize (Zea mays L.). Science and Technology, 37, 2, CHENG H. Y., ZHENG G. H., WANG X. F., LIU Y., YAN Y. T., LIN J., (2005). Possible involvement of K+/Na+ in assessing the seed vigor index. Acta Botanica Sinica, 47, 8, CHLOUPEK O., BOTH Z., DOSTÁL V., HRSTKOVÁ P., STŘEDA T., BETSCHE T., HRUŠKOVÁ M., HORÁKOVÁ V., (2008). Better bread from vigorous grain? Czech Journal of Food Sciences, 26, 6, CHLOUPEK O., DOSTÁL V., STŘEDA T., PSOTA V., DVOŘÁČKOVÁ O., (2010). Drought tolerance of barley varieties in relation to their root system size. Plant Breeding, 129, KAKHKI H. R. T., KAZEMI M., TAVAKOLI H., (2008). Analysis of seed size effect on seedling characteristics of different types of wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Asian Journal of Plant Sciences, 7, MUNCK L., MØLLER B., (2004). A New germinative classification model of barley for prediction of malt quality amplified by a near infrared transmission spectroscopy calibration for vigour on line both implemented by multivariate data analysis. Journal of the Institute of Brewing, 110, 1, PAZDERŮ, K., (2013). Vitalita jako základní vlastnost osiva pro založení optimálních porostů. In: Sója 2013, , Skalička, Sloveč, Řisuty. České Budějovice: Kurent s.r.o., 4-7. ISBN: PAZDERŮ, K., BLÁHA L., (2013). Trends in Plant Breeding and Seed Production to Improve Abiotic Stress Tolerance. 11th Scientific and Technical Seminar on Seed and Seedlings, CULS Prague, SPIELMEYER W., HYLES J., JOAQUIM P., AZANZA F., BONNETT D., ELLIS M. E., MOORE C., RICHARDS R.A., (2007). A QTL on chromosome 6A in bread wheat (Triticum aestivum) is associated with longer coleoptiles, greater seedling vigour and final plant height. Theoretical and Applied Genetics, 115, 8, STŘEDA T., DOSTÁL V., HORÁKOVÁ V., CHLOUPEK O., (2012). Effective use of water by wheat varieties with different root system sizes in rain-fed experiments in Central Europe. Agricultural Water Management, 104: SVAČINA P., STŘEDA T., CHLOUPEK O., (2014). Uncommon selection by root system size increases barley yield. Agronomy for Sustainable Development, 34, 2, ULLMANNOVÁ K., STŘEDA T., CHLOUPEK O., (2013). Seed vigour evaluation of malting barley double-haploid lines. 11th Scientific and Technical Seminar on Seed and Seedlings, CULS Prague, 2013, ULLMANNOVÁ K., STŘEDA T., CHLOUPEK O., (2013). Use of barley seed vigour to discriminate drought and cold tolerance in crop years with high seed vigour and low trait variation. Plant Breeding, 132, VINTRLÍKOVÁ E., STŘEDA T., (2014). Possibility of selection for higher seed vigour of barley. MendelNet Proceedings of International PhD Students Conference. Brno, Czech Republic: Mendel University in Brno, ZHANG S., HU J., ZHANG Y., XIE X. J., KNAPP A., (2007). Seed priming with brassinolide improves lucerne (Medicago sativa L.) seed germination and seedling growth in relation to physiological changes under salinity stress. Australian Journal of Agricultural Research, 58, 8, Contact address: Ing. Jana Klimešová. Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství, Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1/1665, Brno Černá Pole, kelisova.jk@seznam.cz 76 Osivo a sadba,

79 VLIV STŘÍDAVÝCH TEPLOT NA PARAMETRY KLÍČIVOSTI SEMEN PÍCNÍCH ČIROKŮ Effect of Alternating Temperatures on Germination Parameters of Forage Sorghum Pavel Fuksa 1, Zuzana Hrevušová 1, Jaromír Šantrůček 1, Václav Brant 2 1 KPT ČZU v Praze 2 KAB ČZU v Praze Abstract The effect of permanent (10, 15, and 20 C) and alternating (5/15, 10/20, and 15/25 C) temperatures on germination parameters of four forage sorghum (Nutri Honey, Latte, Honey Graze BMR and Big Kahuna BMR) was tested in laboratory conditions. Total germination (GT) of sorghum seeds varied % in average of all used hybrids. Significantly lowest values (α = 0.05) were determined at temperature treatments 10 C and 5/15 C and the highest values were found at permanent temperature 20 C. Statisticaly significant difference was not found between temperature treatments 10 C and 5/15 C (GT: 84.2 % and 83.7 %, respectively) as well as treatments 15 C and 10/20 C (88.6 % and 87.8 %, respectively), but total germination at 20 C was significantly higher than treatment 15/25 C (91.1 % compare to 88.2 %). Tested temperature treatments significantly influenced dynamics of germination, too. Significantly slower germination was determined at the beginning of the tests at permanent temperatures 10 C and 15 C compare to alternating temperatures at 5/15 C and 10/20 C. Both highest temperature treatments (20 C and 15/25 C) caused germination of majority of seeds during the first day of the test. Seed testing at alternating temperatures treatments is significant primarily at lower temperatures (10 15 C) similar to temperatures cycles in soil in sowing period. Keywords: Sorghum bicolor, sorghum-sudangrass, germination dynamics, MGT Souhrn V roce 2012 byl v laboratorních podmínkách testován vliv stálých (10; 15 a 20 C) a střídavých teplotních režimů (5/15; 10/20 a 15/25 C) na parametry klíčivosti 4 pícních hybridů čiroků (Nutri Honey, Latte, Honey Graze BMR, Big Kahuna BMR). Celková klíčivost (GT) semen čiroku se v průměru za všechny hybridy pohybovala v rozpětí 83,7 91,1 %. Průkazně nejnižší hodnoty (α = 0,05) byly stanoveny při teplotních režimech 10 C a 5/15 C a naopak nejvyšší celková klíčivost byla zaznamenána při stálé teplotě 20 C. Mezi teplotními režimy 10 C a 5/15 C (GT: 84,2 %, resp. 83,7 %) ani mezi režimy 15 C a 10/20 C (88,6 %, resp. 87,8 %) nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl, ale celková klíčivost stanovená při 20 C byla oproti režimu 15/25 C průkazně vyšší (91,1 % vs. 88,2 %). Testované teplotní režimy měly průkazný vliv i na dynamiku klíčení. Při stálých teplotách 10 C a 15 C probíhalo klíčení na počátku testu průkazně pomaleji než u střídavých teplotních režimů 5/15 C a 10/20 C. Naopak u obou nejvyšších teplotních režimů (20 C a 15/25 C) vyklíčila převážná část semen již první den. Testování osiva při střídavých teplotách má proto opodstatnění především u nízkých teplot (10 15 C), které odpovídají denním cyklům teploty půdy zejména při časnějších termínech výsevu čiroku. Klíčová slova: čirok obecný, čirok súdánský, dynamika klíčení, MGT Osivo a sadba,

80 Úvod Čirok je v Evropě významnou alternativou k pěstování kukuřice zejména z pohledu produkce bioenergie. Jeho uplatnění je však v současnosti limitováno nízkými teplotami v průběhu klíčení i v následujícím období růstu (Bekele et al., 2014). Termín výsevu čiroku, který se pěstuje v příznivých podmínkách České republiky jako hlavní plodina, spadá do období druhé poloviny května. V této době průměrná teplota půdy dosahuje C a denní maxima teploty půdy se pohybují okolo 20 C. Z řady studií (Mortlock, Vanderlip, 1989; Brar et al., 1992; Lobato et al., 2008) je zřejmé, že optimální teplota pro klíčení čiroku, jako plodiny tropického původu, je výrazně vyšší a nachází se v rozpětí teplot C. Semena čiroku jsou však schopná klíčit i při výrazně nižších teplotách. Wade et al. (1993) uvádějí, na základě testování klíčivosti 16 hybridů čiroku, průměrnou základní teplotu pro klíčení semen 7,9 C. Z prezentovaných výsledků je patrný výrazný rozdíl mezi jednotlivými hybridy, neboť u nich byla stanovena základní teplota v rozpětí 5,9 9,8 C. Také Fuksa et al. (2013) při testování 5 hybridů čiroku zaznamenali klíčení až při teplotě 10 C; při teplotě 5 C žádná semena neklíčila. Teplota výrazně ovlivňuje jak hodnotu celkové klíčivosti, tak i dynamiku klíčení. Při nízkých teplotách se výrazně prodlužuje doba nutná pro úplné vyklíčení semen. Brant et al. (2011) stanovili úplné vyklíčení semen čiroku obecného při teplotě 20 C po 14 dnech a při teplotě 10 C až po 21 dnech, ale na hodnotu celkové klíčivosti tyto porovnávané teplotní režimy vliv neměly. Fuksa et al. (2013) zaznamenali ojedinělé klíčení semen čiroku při teplotě 10 C ještě mezi 28. a 49. dnem a při této teplotě zjistili i průkazný pokles celkové klíčivosti semen oproti teplotám C. Klíčení při stálých teplotách však neodpovídá reálným podmínkám při klíčení semen v půdě. Cílem této práce bylo proto posoudit vliv stálých a střídavých teplot při zachování stejné průměrné teploty na energii klíčení a celkovou klíčivost semen čtyř hybridů čiroku obecného a jeho kříženců s čirokem súdánským, které jsou v ČR běžně dostupné. Metodika V roce 2012 byly v laboratorních podmínkách prováděny testy klíčivosti semen 4 hybridů pícních čiroků v závislosti na rozdílných hodnotách teploty. Klíčení probíhalo při třech stálých teplotách (10; 15 a 20 C) a při třech střídavých teplotních režimech (5/15; 10/20 a 15/25 C). Průměrné hodnoty střídavých teplotních režimů odpovídají třem zvoleným stálým teplotám. Světelný režim byl nastaven na střídání 12 hodin světla a 12 hodin tmy. Při střídavých teplotních režimech probíhalo klíčení 12 hodin při nižší teplotě ve tmě a 12 hodin při vyšší teplotě na světle. Do pokusu byly zařazeny dva konvenční hybridy čiroků (Nutri Honey a Latte) a dva BMR hybridy (Honey Graze BMR a Big Kahuna BMR). Nutri Honey a Big Kahuna BMR jsou hybridy čiroku obecného (Sorghum bicolor (L.) Moench), Latte a Honey Graze BMR jsou kříženci čiroku obecného a čiroku súdánského (Sorghum bicolor (L.) Moench Sorghum sudanense (Piper) Stapf.). Pokusy byly realizovány v klimaboxu Binder KBWF 240. Klíčení semen probíhalo na navlhčeném filtračním papíru v Petriho miskách o průměru 120 mm. Každá varianta byla založena ve čtyřech opakováních (100 semen na klíčidle). Průběh klíčení byl sledován v jednodenních intervalech až do úplného vyklíčení osiva. Klíčivost semen byla hodnocena jako fyziologická. Za vyklíčená byla považována semena s kořínkem dlouhým min. 2 mm. Vyklíčená semena byla z klíčidel při odpočtech odstraněna. Hodnocena byla dynamika klíčení, celková klíčivost a střední doba klíčení. Dynamika klíčení byla počítána jako suma denních klíčivostí. Celková klíčivost byla počítána pomocí indexu GT (Total Germination, %) podle vzorce: GT = (nt.100)/n, kde nt je množství vyklíčených semen při posledním odpočtu a n je počet semen v jednom opakování (Chiapusio et al., 1997). K výpočtu střední doby klíčení (Mean Germination Time, MGT, dny), tj. poloviny doby potřebné k vyklíčení 100 % klíčivých semen, byl použit vzorec: MGT = ΣD.n/Σn, 78 Osivo a sadba,

81 kde D je počet dnů od počátku testu a n je počet semen vyklíčených v den D (Ellis, Roberts, 1980). Statistické vyhodnocení vlivu teploty a použitého hybridu na parametry klíčivosti čiroku bylo provedeno jednofaktorovou a dvoufaktorovou analýzou rozptylu s interakcí (α = 0,05; Tukey HSD test) pomocí programu Statistica 12 (2013). Výsledky a diskuse Z tab. 1, ve které jsou uvedeny průměrné hodnoty klíčivosti semen čtyř hybridů čiroků při stálých a střídavých teplotách, je patrné, že testované teplotní režimy měly průkazný vliv na dynamiku klíčení i na celkovou klíčivost osiva. V průměru za všechny hybridy byla stanovena průkazně nejnižší hodnota celkové klíčivosti semen (84,2 %, resp. 83,7 %) při teplotních režimech 10 C a 5/15 C. Nejvyšší celková klíčivost byla zaznamenána při stálé teplotě 20 C (91,1 %). U stálých i střídavých teplotních režimů se s rostoucí teplotou zkracovala doba nutná pro úplné vyklíčení semen, což je v souladu s výsledky, které uvádějí např. Brant et al. (2011). Při teplotě 10 C byla v našem pokusu první vyklíčená semena zaznamenána 6. den od založení a více než 50 % vyklíčených semen bylo stanoveno až ve druhém týdnu. Při střídavém teplotním režimu 5/15 C začínalo klíčení semen 4. den a 7. den bylo vyklíčeno 65,1 % semen. U těchto teplotních režimů klíčila ojediněle semena ještě mezi 28. a 49. dnem. Přes průkazně odlišný průběh klíčení se však tyto režimy statisticky významně nelišily v hodnotě celkové klíčivosti semen čiroků. Obdobně nebyl v celkové klíčivosti zjištěn rozdíl mezi teplotními režimy 15 C a 10/20 C. První vyklíčená semena byla u obou režimů zjištěna 3. den, ale s výrazným rozdílem mezi nimi (12,7 %, resp. 52,8 %). Průkazná odlišnost v dynamice klíčení byla zaznamenána do 6. dne. Klíčení semen bylo ukončeno 28., resp. 21. den. Při teplotě 20 C vyklíčilo 75,3 % semen již 2. den. Při střídavém teplotním režimu 15/25 C byl počet vyklíčených semen v tento den průkazně vyšší (79,6 %). Třetí den bylo při stálé teplotě vyklíčeno 87,0 % semen, zatímco při střídavém režimu 83,4 % semen. Nižší počet vyklíčených semen u střídavého režimu 15/25 C přetrval až do 14. dne, po kterém, stejně jako u teploty 20 C, již klíčení nepokračovalo. Ke srovnatelným výsledkům dospěli i Brant et al. (2011) při testování klíčivosti čiroku obecného (hybrid Sucrosorgo 506). Při stálé teplotě 10 C první vyklíčená semena (14 %) zaznamenali 5. den a klíčení pokračovalo až do 21. dne. V teplotním režimu 20 C vyklíčilo 90,7 % semen již 2. den od založení pokusu a všechna klíčivá semena vyklíčila do 14. dne od uložení na klíčidlo. Obdobný vliv nízkých teplot na dynamiku klíčení dokládají také Brant et al. (2011) či Fuksa et al. (2013) u kukuřice. Statisticky významný rozdíl byl nalezen i mezi testovanými hybridy. V průměru za všechny teplotní režimy byla nejnižší klíčivost zjištěna u hybridu Honey Graze BMR. Tyto výsledky pravděpodobně ukazují na nižší klíčivost konkrétní partie osiva. Z tab. 1 je dále zřejmé, že průkazné rozdíly byly zaznamenány také u interakce faktorů Hybrid*Teplota, a to v období od 2. do 14. dne testu. Značné rozdíly mezi hybridy byly zaznamenány v prvních dnech klíčení, a to zejména u nejnižších teplot 10 C a 5/15 C. Z tab. 1 je patrné, že osivo s vysokou energií klíčení vykazuje i vysoké hodnoty celkové klíčivosti (hybrid Latte). Nejnižší energie klíčení i celková klíčivost byla u hybridu Honey Graze BMR. Naopak hybrid Nutri Honey, s nejvyšší celkovou klíčivostí, vykazoval zejména při nízkých teplotách nízkou hodnotu energie klíčení. Dle Adamčíka et al. (2013) má rychlost a vyrovnanost klíčení zásadní vliv na počáteční růst rostlin čiroku a zvyšuje tak jeho konkurenceschopnost vůči plevelům. Také Hakl et al. (2009) dokládají vliv zvolené odrůdy na energii klíčení a celkovou klíčivost ve vztahu ke vzcházivosti osiva vojtěšky. Získané výsledky jsou v souladu s poznatky, že osivo se srovnatelnou klíčivostí může ve stresových podmínkách vykazovat odlišný průběh klíčení (Pazderů, Hosnedl, 2011). Osivo a sadba,

82 Tab. 1: Průměrné hodnoty klíčivosti (%) semen čiroků v závislosti na teplotě (t; C) a použitém hybridu (NH = Nutri Honey, L = Latte, HG = Honey Graze BMR, BK = Big Kahuna BMR) t Hybrid Den ( C) Teplota průměr a 0 a 0 a 0,0 b 3,8 c 13,4 c 63,4 a 77,4 a 81,1 c 84,2 b a 12,7 b 64,2 b 76,8 d 80,4 e 83,6 a 87,4 c 88,4 c 88,6 ab 88,6 ac ,3 b 87,0 e 89,8 e 90,6 e 90,8 b 90,9 b 91,1 c 91,1 c 91,1 b 91,1 c 5/ a 0 a 1,2 a 10,4 c 48,9 d 65,1 d 81,1 b 83,1 b 83,4 c 83,7 b 10/ a 52,8 c 80,3 c 83,6 a 86,0 a 86,1 a 87,3 c 87,8 c 87,8 a 87,8 a 15/ ,6 c 83,4 d 86,0 d 86,4 a 87,0 ab 87,4 ab 88,2 c 88,2 c 88,2 ab 88,2 a p-value - 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Hybrid průměr NH 0 25,4 ab 38,1 a 54,9 a 58,4 a 66,0 a 70,3 a 83,8 a 87,6 a 88,3 ab 89,0 a L 0 27,2 c 44,3 c 56,1 a 62,4 c 71,8 c 77,0 c 86,1 a 87,2 a 88,9 b 89,1 a HG 0 24,2 a 35,1 b 48,5 b 53,3 b 61,7 b 66,6 b 78,8 b 82,6 b 83,4 c 84,3 b BK 0 26,5 bc 39,8 a 54,8 a 57,8 a 65,0 a 70,5 a 83,7 a 85,6 a 86,2 a 86,5 c p-value - 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Hybrid*Teplota 10 NH ,0 0,0 3,5 59,8 77,8 81,0 85,0 L ,0 9,8 30,3 71,3 81,3 85,0 86,3 HG ,0 1,0 5,8 52,3 70,5 74,8 80,3 BK ,0 4,3 14,0 70,5 80,3 83,8 85,3 15 NH 0 0 5,7 70,5 83,5 86,3 87,8 90,3 91,5 91,8 91,8 L ,5 71,3 81,3 84,0 87,5 89,8 90,5 90,8 90,8 HG 0 0 4,5 45,5 63,3 70,3 76,0 82,3 83,8 84,0 84,0 BK ,0 69,5 79,0 81,3 83,3 87,5 87,8 87,8 87,8 20 NH 0 76,3 90,8 93,0 94,0 94,0 94,0 94,3 94,3 94,3 94,3 L 0 79,8 87,3 89,0 90,0 90,0 90,0 90,5 90,5 90,5 90,5 HG 0 69,8 83,5 86,5 87,8 88,3 88,8 88,8 88,8 88,8 88,8 BK 0 75,3 86,5 90,5 90,8 90,8 90,8 90,8 90,8 90,8 90,8 5/15 NH 0 0 0,0 0,0 2,8 43,0 62,3 82,0 85,0 85,5 85,8 L 0 0 0,0 4,0 26,5 67,8 74,8 83,3 84,8 85,0 85,0 HG 0 0 0,0 0,3 5,8 43,8 61,5 80,0 82,0 82,3 82,5 BK 0 0 0,0 0,5 6,8 41,0 61,8 79,3 80,8 81,0 81,5 10/20 NH ,3 79,5 82,5 85,0 85,0 86,8 87,5 87,5 87,5 L ,3 83,5 87,3 89,3 89,5 90,5 90,8 90,8 90,8 HG ,3 76,0 80,3 83,5 83,5 84,8 85,5 85,5 85,5 BK ,5 82,3 84,3 86,3 86,3 87,3 87,3 87,3 87,3 15/25 NH 0 76,3 82,8 86,3 87,5 88,0 89,0 89,5 89,5 89,5 89,5 L 0 83,5 86,5 89,0 89,3 90,0 90,0 91,5 91,5 91,5 91,5 HG 0 75,3 79,5 82,5 82,8 83,5 84,0 85,0 85,0 85,0 85,0 BK 0 83,5 85,0 86,3 86,3 86,5 86,8 86,8 86,8 86,8 86,8 p-value - 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,008 0,277 0,121 0,328 Odlišné indexy u průměrů dokumentují statisticky průkazné rozdíly mezi průměry v rámci sloupce (hladina významnosti α = 0,05) 80 Osivo a sadba,

83 Střední doba klíčení (tab. 2) se v průměru za testované hybridy průkazně zkracovala s narůstající teplotou (z 12,4 na 2,2 dne). Statisticky významně se od sebe lišily i stálé (10 a 15 C) a střídavé teplotní režimy (5/15 a 10/20 C); naopak mezi teplotami 20 C a 15/25 C rozdíl zjištěn nebyl. Podobně Patanè et al. (2009) zaznamenali výrazné prodloužení střední doby klíčení semen čiroku v důsledku nízkých teplot (2,0; 12,1 a 18,0 dnů při teplotách 25; 15 a 10 C). Průkazný rozdíl byl v našich pokusech, v průměru za všechny teplotní režimy, zaznamenán u hodnoty MGT i mezi hybridy (4,9 5,9 dne). Adamčík et al. (2013) uvádějí hodnotu MGT 4,4 dne v průměru za 2 hybridy čiroku a 4 teplotní režimy (12; 15; 18 a 21 C). Interakce faktorů Hybrid*Teplota se výrazněji projevila především u stálé teploty 10 C, což je v souladu s výsledky Yu et al. (2004), kteří zjistili významné rozdíly k toleranci ke chladu mezi řadou z 30 testovaných hybridů. Tab. 2: Průměrné hodnoty střední doby klíčení (MGT; dny) semen 4 hybridů čiroku (NH = Nutri Honey, L = Latte, HG = Honey Graze BMR, BK = Big Kahuna BMR) v závislosti na teplotě (t; C) Teplota průměr ( C) MGT (dny) t ( C) Hybrid MGT (dny) 10 12,4 e 10 NH 13,2 15 4,6 c L 10,7 20 2,2 a HG 14,3 5/15 7,2 d BK 11,4 10/20 3,6 b 15 NH 4,6 15/25 2,2 a L 4,3 p-value 0,000 HG 5,3 Hybrid průměr MGT BK 4,5 (dny) 20 NH 2,3 NH 5,6 bc L 2,2 L 4,9 a HG 2,3 HG 5,9 c BK 2,2 BK 5,2 ab 5/15 NH 7,6 p-value 0,000 L 6,4 HG 7,4 BK 7,4 10/20 NH 3,7 L 3,5 HG 3,8 BK 3,5 15/25 NH 2,3 L 2,2 HG 2,3 BK 2,1 Hybrid*Teplota p-value 0,001 Odlišné indexy u průměrů dokumentují statisticky průkazné rozdíly mezi průměry v rámci sloupce (hladina významnosti α = 0,05) Závěr Výsledky testování klíčivosti osiva čtyř hybridů pícních čiroků při stálých a střídavých teplotách potvrdily významný vliv zvoleného teplotního režimu na sledované parametry. Při hodnocení celkové klíčivosti nebyl statisticky významný rozdíl mezi teplotními režimy 10 C a 5/15 C ani mezi režimy 15 C a 10/20 C, ale celková klíčivost stanovená při 20 C byla oproti režimu 15/25 C vyšší. Výrazné rozdíly mezi režimy však byly zjištěny při hodnocení dynamiky klíčení. Při stálých teplotách 10 C a 15 C probíhalo klíčení na počátku testu průkazně pomaleji oproti střídavým teplotním režimům (5/15 C, resp. 10/20 C), naopak u obou nejvyšších teplotních režimů (20 C a 15/25 C) vyklíčila Osivo a sadba,

84 převážná část semen již první den. U testovaných hybridů byly zaznamenány rozdíly mezi střídavým a stálým režimem v dynamice klíčení, které byly u průměrné teploty 10 C patrné do 21. dne a u průměrné teploty 15 C do 7. dne. Lze shrnout, že vzhledem k požadavku na vyrovnané a rychlé vzcházení porostu čiroku má testování osiva při střídavých teplotách opodstatnění především u nízkých teplot (10 15 C), které odpovídají denním cyklům teploty půdy zejména při časnějších termínech výsevu čiroku. Poděkování Práce byla řešena na FAPPZ ČZU v Praze za podpory S grantu MŠMT ČR a SGS projektu číslo 21240/1312/3165. Řešený úkol byl součástí diplomové práce Ing. Markéty Kňavové, které náleží poděkování za vedení laboratorních pokusů. Osivo vícesečných čiroků pro pokusy poskytla firma Seed Service, s.r.o. Literatura ADAMČÍK J., PAZDERŮ K., PULKRÁBEK J., TOMÁŠEK J., (2013). Sorgum seed stimulation for improving seed vigor and tolerance to abiotic stresses in conditions of the Czech Republic. In: Seed and Seedlings XI., Scientific and technical seminar, , Prague, BEKELE W. A., FIEDLER K., SHIRINGANI A., SCHNAUBELT D., WINDPASSINGER S., UPTMOOR R., FRIEDT W., SNOWDON R. J., (2014). Unravelling the genetic complexity of sorghum seedling development under lowtemperature conditions. Plant, Cell and Environment, 37, (3), BRANT V., ZÁBRANSKÝ P., HAMOUZOVÁ K., FUKSA P., (2011). Germination of sorghum seeds under condition of water deficit. In: Seed and Seedlings X., Scientific and technical seminar, , Prague, BRAR G. S., STEINER J. L., UNGER P. W., PRIOR S. S., (1992). Modeling sorghum seedling establishment from soil wetness and temperature of drying seed zones. Agronomy Journal, 84, (5), ELLIS R. H., ROBERTS E. H., (1980). Improved equations for the prediction of seed longevity. Annals of Botany, 45, (1), FUKSA P., HREVUŠOVÁ Z., ŠANTRŮČEK J., BRANT V., (2013). Effect of temperature on seeds germination of forage sorghum. In: Seed and Seedlings XI., Scientific and technical seminar, , Prague, HAKL J., MARTINEK J., ŠANTRŮČEK J., KRAJÍC L., HLAVIČKOVÁ D., (2009). The changes of new czech alfalfa candivars seeds during five years period of storage. In: Seed and Seedlings IX., Scientific and technical seminar, , Prague, CHIAPUSIO G., SÁNCHEZ A. M., REIGOSA M. J., GONZÁLEZ L., PELLISSIER F., (1997). Do germination indices adequately reflect allelochemical effects on the germination process? Journal of Chemical Ecology, 23, (11), LOBATO A.K.S., OLIVEIRA NETO C.F., COSTA R.C.L., SANTOS FILHO B.G., SILVA F.K.S., CRUZ F.J.R., ABBOUD A.C.S., LAUGHINGHOUSE H.D., (2008). Germination of sorghum under the influences of water restriction and temperature. Agricultural Journal, 3, (3), MORTLOCK M. Y., VANDERLIP R. L., (1989). Germination and establishment of pearl millet and sorghum of different seed qualities under controlled high-temperature environments. Field Crops Research, 22, (3), PATANÈ C., CAVALLARO V., COSENTINO S L., (2009). Germination and radicle growth in unprimed and primed seeds of sweet sorghum as affected by reduced water potential in NaCl at different temperatures. Industrial Crops and Products, 30, (1), 1 8. PAZDERŮ K., HOSNEDL V., (2011). Seed vigour as basic information about seed quality. In: Seed and Seedlings X., Scientific and technical seminar, , Prague, STATISTICA, version 12. (2013). Data analysis software system, StatSoft, Inc., Tulsa, USA. WADE L. J., HAMMER G. L., DAVEY M. A., (1993). Response of germination to temperature amongst diverse sorghum hybrids. Field Crops Research, 31, (3 4), YU J., TUINSTRA M. R., CLAASSEN M. M., GORDON W. B., WITT M. D., (2004). Analysis of cold tolerance in sorghum under controlled environment conditions. Field Crops Research, 85, (1), Contact address: Ing. Pavel Fuksa, Ph.D. Katedra pícninářství a trávníkářství, ČZU v Praze, Kamýcká 129, Praha 6 Suchdol, fuksa@af.czu.cz 82 Osivo a sadba,

85 VLIV PŘEDSEŤOVÉ ÚPRAVY OSIVA LASEROVÝM ZÁŘENÍM A MAGNETICKÝM POLEM NA VÝNOS A TECHNOLOGICKOU KVALITU ŘEPY CUKROVKY Influence of Pre-Sowing Stimulation by Laser and Magnetic Field on Yield and Technological Quality of Sugar Beet Urszula Prośba-Białczyk 1, Hanna Szajsner 2, Bronisław Szubzda 3,Małgorzata Wilkosz 1, Piotr Regiec 4 1 Department of Crop Production 2 Department of Genetics, Plant Breeding and Seeds Production 4 Department of Food Storage and Technology Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Poland 3 Electrotechnical Institute Division of Electrotechnology and Materials Science Abstract In strictly field and laboratory experiments was analyzed the productivity of sugar beet under the influence of pre-sowing stimulation with using semiconductor laser light in two doses, five- and tenfold in comparison to basic ration amounting 2,5 x 10-1 J/cm 2 with wavelength 670 nm and an alternating magnetic field with induction 20 mt and exposure time 10 s. and 30 s. Under the influence of using both pre-sowing stimulation methods of seeds higher roots yield was obtained. Irradiation with laser light affected increase of root yield compared to no stimulation, moreover, the alternating magnetic field influenced positively not only yields with comparison to non-stimulated plants but also with respect to laser light irradiation. Analyzed methods of stimulation modified chemical composition and technological quality of roots. Roots of plants developed from stimulated seeds characterized decreased content of soluble ash as well as sodium and potassium cations. Pre-sowing stimulation with semiconductor laser light and alternating magnetic field positively had beneficial effect on total sugar content and productivity of sucrose. Keywords: sugar beet, seeds stimulation, yield, sucrose Souhrn V přesných polních a laboratorních pokusech byla analyzována produktvita řepy cukrové po předseťové stimulaci osiva laserovým světlem ve dvou režimech 5x a 10 x opakování základní dávky 2,5 x 10-1 J/cm 2 o vlnové délce 670 nm a střídavým magnetickým polem 20 mt s expozicí 10 a 30 s. Osiva upravená oběma způsoby dala vyšší výnos bulev. Laserové ošetření zvýšilo výnos bulev v porovnání s neupraveným osivem a navíc, střídavé magnetické pole ovlivnilo pozitivně nejen výnosy vzhledem ke kontrole, ale i vzhledem k laserovému ošetření. Hodnocené metody stimulace mění chemické složení a technologickou kvalitu bulev řepy; klesá obsah rozpustných popelovin a sodíkových a draslíkových iontů. Předseťové úpravy polovodičovým laserem a střídavým magnetickým polem pozitivně ovlivnily také celkový obsah cukru a produktivitu sacharózy. Klíčová slova: řepa cukrovka, stimulace osiva, výnos, sacharóza Osivo a sadba,

86 Introduction Pre-sowing stimulation was the subject of numerous studies showing beneficial influence on seedlings vigour and their metabolism and also modifies yielding of plants and the quality of produced yield (Aladjadjiyan, 2007; Marinković et al., 2008; Podleśny et al., 2004; Prośba-Białczyk et al., 2011; Prośba-Białczyk et al., 2012). Researchers highlighted the fact, that expression of stimulation effect is dependent on conditions of plant growth period. Higher surplus yield affected by improvement processing of the seeds was obtained under stress conditions and unfavorable conditions for plant vegetation. Moreover, the result of these authors showed diverse reaction of species and varieties depending on the method of improvement processing of seeds (Marinković et al., 2008; Wójcik et al., 2004). In improvement processing and stimulation of sugar beet sowing material are analyzed physiological methods - conditioning and also influence of physical stimuli i.a. ionising radiation, infrared and ultraviolet radiation as well as electric or magnetic and electromagnetic or microwave field (Prośba-Białczyk et al., 2013; Rochalska et al., 2008; Wójcik et al., 2004). Foregoing studies shown that aforementioned treatments modifies initial development by accelerating emergence and positively affect the process of initial development phases. Under the action of physical methods cotyledons and radicles of seedlings developed from stimulated seeds are longer and cotyledons contain more pigments - chlorophyll and carotenoids (Prośba-Białczyk et al., 2011). Furthermore, seedlings developed from stimulated seeds emergence few days earlier than nonstimulated. In own research the authors observed accelerating of first leaves development and during the vegetation higher content of dry mass and mineral macronutrients in leaves. The work of some researchers indicate higher yield and its modified quality under the influence of stimulation. In order to expand research into effect of pre-sowing stimulation on yielding and technological quality of roots analyzed the influence of semiconductor laser radiation and an alternating magnetic field. Methods Research analyzing influence of semiconductor laser radiation and magnetic field on yielding and technological quality of sugar beet was carried out in years in soil and climate conditions of Lower Silesian Lowland. Stimulated seeds of Alegra variety in the day of seeding were irradiated of two doses of laser fiveand ten-fold (D5 and D10) in relation to basic ration of 2,5 x 10-1 J/cm 2 and wavelength 670 nm and an alternating magnetic field induction 20 mt and exposure time 10 s(p1) and 30 s (P2). The influence of stimulation was verified in comparison to non-stimulated seeds (C). The influence of pre-sowing stimulation was assessed by determining the level of roots yield and some technological quality features: content of total sugar, sucrose and reducing sugars as well as soluble ash and substances impede extraction of sugar and increasing its losses in molasses - α-amino nitrogen, potassium and sodium cations. Content of sugars - total sugar, sucrose and reducing sugars were analyzed with method by Lane-Eynon, substances impede extraction of sugar and increasing its losses in molasses on Venema line. Yield of white sugar (technological yield of sugar) was calculated by the Reinefeld's formula. The experiment was carried out at the experimental station of Wrocław University of Environmental and Life Sciences, in Wrocław, on the soils classified as HaplicLuvisols (FAO WRB, 2007) developed from sandy loam underlain by a sandy clay loam (soil texture - according to Polish classification of soil grain size distribution, PTG, (2008), based on USDA). Agricultural suitability of those soils, determined in Polish soil valuation system, was classified as class III b. Statistical evaluation was performed according to research methods for one factorial experiment. In the synthesis of the results years of research was taken as the dependent variable. In the analysis of 84 Osivo a sadba,

87 variance determined least significant difference with use Snedecor's F-Test and in order to form a homogenous groups multiple Duncan test was used. Results and Discussion Pre-sowing stimulation with laser radiation and alternating magnetic field had a positive impact on beet yield. Laser irradiation affected increasement of roots yield compared to not stimulated by about 5 t/ha, magnetic field had beneficial effect not only in comparison to no stimulation, but also to laser irradiation by 6 t/ha (fig. 1). This research confirmed previously results (Prośba-Białczyk et al., 2012) where stimulation with laser light influenced positively beet yield. According to Podleśny (2004) surplus yield under the influence of seeds stimulation is the result of earlier seeds germination thus accelerated development of these plants. Obtained results of own research also confirmed the beneficial effect of magnetic field stimulation on beet yield and sugar content analyzed in the study of Pietruszewski and Wójcik (2000 a, b) and Wójcik (2006). However, cited authors highlighted significant differences in relation to varieties and exposure doses, while in own study with one variety no difference between the laser light irradiation dose and the exposure time of the magnetic field were shown. Fig. 1: Influence of pre-sowing stimulation on yielding and productivity of sucrose Fig. 2: Influence of stimulation methods on sugars content Used methods of seeds stimulation modified also some technological quality features of roots. Roots of plants developed from seeds irradiated with laser light at doses D5 and magnetic field with exposure 30 s. (P2) characterized the highest total sugar content (fig. 2). Pre-sowing stimulation with laser light and also induction by magnetic field had a beneficial influence on sucrose content (fig. 2). The highest content of sucrose had roots with the highest total sugar content, i.e. roots of plants developed from seeds stimulated with laser light at dose D5 and inducted with magnetic field for 30 s. (P2). Moreover, roots developed from these seeds, i.e. stimulated with laser light at dose D5 and inducted with magnetic field for 30 s. (P2) characterized the lowest content of reducing sugar (fig. 2). Osivo a sadba,

88 Fig. 3: Influence of pre-sowing stimulation on technological quality of roots Method of pre-sowing stimulation affected content of soluble ash and substances impede extraction of sugar and increasing its losses in molasses (fig. 3). Seeds irradiation with laser light and induction of magnetic field caused lower content of these substances. On the possibility of reducing the content of substances impede extraction of sugar and increasing its losses in molasses upon stimulation with laser show previous works of Prośba-Białczyk et al. (2012, 2013) and under the influence of magnetic field researches of Pietruszewki and Wójcik (2000 a,b) and Wójcik (2006). The positive impact of applied methods of pre-sowing stimulation on the yield and technological quality of the roots expressed in higher sucrose productivity (fig. 1). Conclusion 1. The results indicate the possibility of obtaining higher yields of sugar beet under the influence of pre-sowing seed stimulation with semiconductor laser radiation and an alternating magnetic field. 2. The analyzed methods modifies the chemical composition and technological quality of roots. The roots of plants developed from stimulated seeds characterizes lower soluble ash content and sodium and potassium content. 3. Pre-sowing stimulation of seeds with semiconductor laser light and an alternating magnetic field causes an increase in the content and productivity of sucrose, which allows to obtain additional quintals of sugar in and environmentally sound manner. Literature ALADJADJIYAN A., (2007). The use of physical methods for plant growing stimulation in Bulgaria Journal Central European Agriculture, vol. 8, No 3, FAO WRB., (2007) World Reference Base for Soil Resources. 2006, update FAO, ISSS. Rome. MARINKOCIĆ B., GRUJIĆ M., MARINKOVIĆ D., CRNOBARAC J., MARINKOVIĆ J., JAĆIMOVIĆ G., MIRCOV D.V., (2008). Use of biophysical methods to improve yields and quality of agricultural products. Journal of Agricultural Sciences, vol. 53, No PIETRUSZEWSKI S., WÓJCIK S., (2000 a). Effect of magnetic field on yield and chemical composition of sugarbeet roots. Int. Agrophysics, 14, PIETRUSZEWSKI S. WÓJCIK S., (2000 b).effect of magnetic field on yield of sugar beet cultivar Kalwia and Polko (in Polish). Inż. Roln., 5(16), Osivo a sadba,

89 PODLEŚNY J., (2004). Wpływ stymulacji magnetycznej nasion na wzrost, rozwój i plonowanie roślin uprawnych. Acta Agrophysica, 4 (2), PODLEŚNY J. PIETRUSZEWSKI S., AND PODLEŚNA A., (2004). Effectiveness of magnetic biostimulation of faba beans seeds cultivated under field experimental conditions. Int. Agrophysics, 18, PROŚBA- BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., GRZYŚ E., DEMCZUK A., SACAŁA E., (2011). Vliv stimulace osiva na produktivitu cukrowe repy. Listy Cukrovarnicke a Reparsske 127, PROŚBA- BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., SPYRKA B., BĄK K., (2012). The influence of presoving stimulation on seeds on chan ges In mineral composition and sucrose kontent In su gar beet. Journal of Elementology PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., GRZYŚ E., DEMCZUK A., SACAŁA E., BĄK K., (2013). Effect of seeds stimulation on germination and yielding of sugar beet. International Agrophysics vol.27 nr 2, s PTG (2008): Particle size distribution and textural classes of soils and mineral materials classification of Polish Society of Soil Sciences 2008, Rocz. Glebozn. 60, 2: ROCHALSKA M., GRABOWSKA K., ZIARNIK A., (2008). Impact of low frequency magnetic fields on yield and quality of sugar beet. Int. Agrophysics 23: ROCHALSKA M., ORZESZKO-RYWKA A., (2008). Influence of alternating magnetic field on respiration ofsugar beet seeds. Inter. Agrophys. 22; WÓJCIK S., DZIAMBA M., PIETRUSZEWSKI S., (2004). Effect of microwave radiation on the field and technological quality of su gar beet roots. Acta Agrophysica, 3/3, WÓJCIK S., (2006). Plonowanie i jakość technologiczna korzeni buraka cukrowego w zależności od stymulacjinasion. Inżynieria Rolnicza. Lublin; nr 6; Contact address: Urszula Prośba-Białczyk, Ph.D. Department of Crop Production, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland, pl. Grunwaldzki 24a, Wrocław. urszula.prosba@up.wroc.pl Osivo a sadba,

90 PŘEDSEŤOVÁ STIMULACE OSIVA ŘEPY CUKROVÉ Pre-owing Stimulation of Sugar Beet Seeds Hanna Szajsner 1, Urszula Prośba Białczyk 2, Elżbieta Sacała 3, Anna Demczuk 3, Edward Grzyś 3, Bronisław Szubzda 4, Małgorzata Wilkosz 2 1 Department of Genetics, Plant Breeding and Seeds Production 2 Department of Crop Production 3 Department of Plant Nutrition Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland 4 Wrocław Electrotechnical Institute Abstract In this study the influence of pre-sowing stimulation on the initial growth of sugar beet seedlings as well as chlorophyll and carotenoids content in cotyledons was analyzed. In laboratory experiments to seed conditioning were used: an alternating magnetic field, laser radiation and preparation supporting seeds - AKRA Saat. Material consisted of three varieties Alegra, Moribo and Silvetta. In Allegra under the influence of pre-sowing stimulation increased the length of embryonic roots, hypocotyls and cotyledons. Embryonic root elongation under AKRA Saat influence was observed in Silvetta variety. Keywords: sugar beet, magnetic field, laser light, AKRASaat, carotenoids, chlorophyll, seedling Souhrn Byl studován vliv předseťové stimulace osiv na počáteční růst rostlin řepy cukrovky a na obsah chlorofylu a karotenoidů v dělohách. V laboratorním experimentu byly použity: střídavé magnetické pole, laserové záření, přípravek podporující klíčení semen AKRA Saat u 3 partií osiv odrůd ALegra, Moribo a Silvetta. U odrůdy Allegra vlivem předseťového ošetření vzrostla délka zárodečných kořínků, hypokotylů a děložních listů. Prodloužení zárodečného kořínku po úpravě AKRA Saat bylo zjištěno u odrůdy Silvetta. Klíčová slova: řepa cukrová, magnetické pole, laserové zážení, AKRASaat, karotenoidy, chlorofyl, klíční rostliny Introduction Nowadays agriculture tends to increase the yield of arable crops and its quality while maintaining ecological principles, i.e. taking into account a reasonable use of the natural environment. In practice many chemical, physical and physiological methods of seeds improvement are known. Hitherto the most commonly used are chemical preparations associated with dressing and coating of the seeds. Penetrating into the soil threaten the environment what makes the use of physical pre-sowing methods to become increasingly important. These factors modifying the biochemical and physiological processes as well as enzymatic systems result in improved seeds germination and emergence and thus better plants development and their yield (Podleśny, Sowiński, 2005). In a study on laser radiation influence on sugar beet seeds were observed changes in the level of nitrogen and mineral macronutrients concentration - the exposure resulted in increase of nitrogen, potassium, sodium and magnesium concentration in leaves and potassium and magnesium in roots (Prośba-Białczyk et al. 2012). This study aims to assess the 88 Osivo a sadba,

91 impact of physical preparations, such as magnetic fields and laser radiation, and chemical preparation AKRA Saat on sugar beet seeds. Materials and methods In the study analyzed the effect of alternating magnetic field, laser radiation and preparation supporting seeds - AKRA Saat on initial growth of seedlings and chlorophyll and carotenoids content in sugar beet. In the laboratory experiment the first factor was the beet variety: Alegra, Moribo and Silvetta. Second factor was different way of pre-sowing stimulation. There were used two exposure times of magnetic field (induction 20 mt): P1(10 s) and P2 (60 s). For laser radiation were used doses D5 (five-times) and D10 (decimal times irradiation with basic ration of 2,5 x 10-1 J/cm 2 ) and AKRA Saat preparation in dose prepared for sugar beet (in 0,5 l of water was 0,25 l AKRA Saat). The control variant was beet seeds not subjected to the stimulation processes (C). The experiment was carried out in the germination chamber Sanyo type MLR-351 H. The morphological characteristics of seedlings were compared (length of embryonic root, hypocotyl and cotyledons) and in the leaves of seedlings chlorophyll and carotenoids content was reported. The pigments content was determined with spectrophotometric method by Lichtenthaler (1987), to measure the absorbance was used spectrophotometer CECIL CE 2011 at wavelength of 470, 647 and 663 nm. Two-factor analysis of variance was calculated according to the methodology of laboratory experiments. In the analysis of variance was used Snedecor's F-Test and in order to form a homogenous groups multiple Duncan test. Results and discussion It is not yet known and described exactly how the mechanisms of magnetic field and laser radiation affect the seeds. In the literature is some discrepancy to be found between the available results however what is affected by differing conditions for conducting research. The effects of stimulation depend inter alia on the type of laser, the wavelength and the applied dose. In the case of magnetic field - on its type, exposure dose and the stimulation device and always on environmental factors such as plant species and varieties. In most of the studies found positive effects of seeds conditioning agents application. Magnetic field and laser radiation affect physiological and biochemical processes in seeds, thus stimulating the germination and development. AKRA Saat preparation containing micronutrients makes sprouts produce more gibberellin and auxin, thereby improving plant resistance to adverse conditions during development. Sugar beet varieties differed in size of seedlings aboveground part, chlorophyll b, chlorophyll a+b and carotenoids content. The variety produced the longest seedlings was Silvetta, the highest content of photosynthetic pigments contained Moribo (fig. 1). Magnetic field P1 used in the experiment did not result in embryonic root length changes. The beneficial effects obtained under the influence of laser radiation at dose D5, magnetic field P2 and AKRA Saat preparation, stimulation reached up to 45,5%. After AKRA Saat application no changes in hypocotyls and cotyledons length were observed, while the magnetic field P1 affected shortening of hypocotyls in comparison to control seedlings (fig. 2). Embryonic root elongation in Alegra variety was observed after application of laser radiation at dose D10, magnetic field P2 and AKRA Saat preparation. Laser radiation D5, magnetic field P2 and AKRA Saat preparation stimulated the embryonic root length of Silvetta variety (fig. 3). The beneficial effect of hypocotyle elongation in Alegra variety was noted under the influence of laser radiation at dose D10 and AKRA Saat preparation. Moribo variety responded by hypocotyle shortening to magnetic field P1 and AKRA Saat preparation, while Silvetta variety on laser radiation at dose D10 and magnetic field P1 (fig.4). Significant stimulation of cotyledon length in Alegra variety was observed after laser radiation at dose D10 and magnetic field P1. Moribo variety showed no response to the applied agents, instead of Silvetta variety, which responded by cotyledon length Osivo a sadba,

92 reduction under the influence of both doses of laser radiation (fig. 5). Significant increase of embryonic root and hypocotyl after the application of laser radiation for pre-sowing stimulation of sugar beet seeds was also noted by Prośba-Białczyk et al. (2013). Fig. 1: Varieties characteristics LSD α=0,05 root=6,73 hypocotyl=2,04 cotyledon=0,89 Fig. 2: The influence of beet seeds treatment on morphological features of seedlings Fig 3: The influence of seeds treatment on embryonic root length - interaction (treatment x variety) Fig. 4: The influence of seeds treatment on hypocotyl length - interaction (treatment x variety) 90 Osivo a sadba,

93 Fig. 5: The influence of seeds treatment on cotyledon length - interaction (treatment x variety) Fig. 6: The influence of seeds treatment on pigments content - interaction (treatment x variety) Kornarzyński and Pietruszewski (2011) in their studies on legumes showed that magnetic field influences especially on initial period of plant development. Stankiewicz (2004) indicates that magnetic field by changing processes taking place in seeds under its influence affects uniformity of germination and emergence, as well as yield increase. Podleśny and Sowińśki (2005) in the study of pea stimulation by magnetic field noted very clear stimulation of seed germination, especially in the initial phase, as well as increase in plant height and yield surplus. In studies using both magnetic field and laser radiation Ciupak et al. (2007) observed no differences in the final number of germinated seeds that have been subjected to stimulation. In the initial stage of lentils germination in 33rd and 35th hour after seeding obtained an increase in the number of germinated seeds subjected to stimulation by 7 % compared with not stimulated seeds. Furthermore, in 3-days-old seedlings roots were significantly longer. Plants obtained from these seedlings showed an increase in stem size, especially its thickness, and better resistance to harmful environmental factors, i.e. drought (Shabrangi, Majd 2009). Different results described Beylavskaya (2004) where 4-ays-old beet seedlings obtained from seeds treated with magnetic field were lower by 37 % in comparison to control seedlings. Moreover, in studies with wheat, peas and sugar beets observed strong inhibition of root growth. Osivo a sadba,

94 Fig. 7: The influence of pre-sowing seeds stimulation on pigments content - interaction a) chlorophyll a b) chlorophyll b c) chlorophyll a+b d) chlorophyll a/b e) carotenoids Carotenoids content in cotyledons of beet seedlings was increased under the influence of laser radiation D10. Magnetic field P2 and AKRA Saat preparation caused reduction in chlorophyll a content. The result of magnetic field P1 application was increase of chlorophyll b content in beet cotyledons. Decrease of chlorophyll a+b content was affected by magnetic field P2 and AKRA Saat preparation. Laser radiation at dose D5 changed ratio of chlorophyll a to chlorophyll b (fig.6). In Alegra variety beneficial effect on the chlorophyll a content and the ratio of chlorophyll a/b was found after the application of magnetic field P2, while the AKRA Saat preparation caused a significant 92 Osivo a sadba,

95 reduction in its content. Laser radiation at dose D5 resulted positively for the ratio of chlorophyll a/b, while for the content of chlorophyll b had reduction effect. AKRA Saat preparation affected the decrease of all pigments in Alegra variety. In Moribo variety also a reduction of chlorophyll a, b and a+b content was observed under the influence of laser radiation D10 and magnetic field P2. A similar unfavorable effect of magnetic field P2 was observed in Silvetta variety where chlorophyll content declined. In cotyledons of Moribo and Silvetta seedlings carotenoids content decreased. This effect was observed after application of magnetic field P2 and AKRA Saat preparation in Moribo variety and both doses of magnetic field in Silvetta variety (fig. 7a - 7e). In previous studies on laser radiation influence on beet seeds the stimulation of pigments content in cotyledons of received seedlings was observed. Both carotenoids and chlorophyll content a increased (Prośba-Białczyk et al., 2013, Sacała et. al., 2012). Conclusion 1. The effect of seed conditioning methods depended on variety - the most sensitive was Alegra variety, which responded by longer seedlings and higher carotenoids and chlorophyll content. 2. AKRA Saat preparation had more favorable effects on embryonic root length of Silvetta variety than physical factors, while in Alegra variety significantly reduced the content of chlorophyll a, b and a+b. Literature BELYAVSKAYA N.A., (2004), Biological effects due to weak magnetic field on plants Advances in Space Research, vol. 34, CIUPAK A., SZCZUROWSKA I., GŁADYSZEWSKA B., PIETRUSZEWSKI S., (2007). Impact of laser light and magnetic field stimulation on the proces of buckwheat seed germination. Technical Sciences nr 10, s KORNARZYŃSKI K., PIETRUSZEWSKI S., (2011). Wpływ wody uzdatnianej magnetycznie na kiełkowanie nasion grochu i łubinu. ActaAgrophysica, 18 (1): LICHTENTHALER H.K., (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methodsenzymol., 148: STANKIEWICZ T., (2004). Wpływ pola magnetycznego na kiełkowanie i początkowy wzrost roślin uprawnych. SHABRANGI A., MAJD A., (2009). Effect of Magnetic Fields on Growth and Antioxidant Systems in Agricultural Plants. Progress In Electromagnetics Research Symposium, Beijing, China, s PODLEŚNY J., SOWIŃSKI M., (2005)."Wpływ traktowania nasion polem magnetycznym na wzrost, rozwój i dynamikę gromadzenia masy grochu siewnego (Pisumsativum L.)." Inżynieria Rolnicza 4.64: PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H,SPYRKA B, BĄK K., (2012). The influence of pre-sowing stimulation of seeds on changes in chemical composition and sucrose content in sugar beet. Journal of Elementology. Vol. 17, no. 4 s PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H.,GRZYŚ E., DEMCZUK A., SACAŁA E., BĄK K., (2013). Effect of seeds stimulation on germination and yielding of sugar beet. International Agrophysics vol.27 nr 2, s SACAŁA E., DEMCZUK A., GRZYŚ E., PROŚBA BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., (2012). Impact of presowing laser irradiation of seeds on sugar beet properties. Int. Agrophys.,26, SZAJSNER H., PROŚBA-BIAŁCZYK U., LEWANDOWSKA S., SACAŁA E., DEMCZUK A., GRZYŚ E., (2013). Germination of sugar Beet Depending on the Method of Preparing Seeds. Osivo a sadba XI. odborný a vedecký seminar, Sbornikreferatu, s Contact address: Dr hab. Hanna Szajsner, Department of Genetics, Plant Breeding and Seeds Production, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland, pl. Grunwaldzki 24a, Wrocław. hanna.szajsner@up.wroc.pl Osivo a sadba,

96 PĚSTOVANÉ ODRŮDY A PRODUKČNÍ POTENCIÁL CUKROVÉ ŘEPY V ČR Cultivated Varieties and Production Potential of Sugar beet in Czech Republic Josef Pulkrábek, Jaroslav Urban, Jan Křováček, Michaela Jedličková KRV, ČZU v Praze Abstract This text defines production potential of sugar beet in several regions of Czech Republic and evaluates changes of its exploitation on chosen indicators on base of evaluating the differences between yield at field practice and results of small plot experiments between years The exploitation of production potential of sugar beet notably increases and makes this crop a useful source of renewable energy. In last 30 years, the mean yield of root converted to 16 % of sugar content increased at field practice by 1.43 t/ha annually (on experimental plots by 1.53 t/ha annually). In the last 5 years, the production potential at field practice is used on 66 %. Also contain a list of the mostly cultivated varieties of sugar beet between years 2009 and In 2013 and 2014 the mostly cultivated varieties were Labonita KWS, SY Apel, Expert, Gallan, Gellert and Victor. Keywords: sugar beet, seed, varieties, yield, sugar content Souhrn Příspěvek definuje produkční potenciál v jednotlivých regionech ČR a hodnotí změny v jeho využívání u vybraných ukazatelů na základě posouzení rozdílu mezi produkcí na provozních plochách a výsledky maloparcelkových odrůdových pokusů v časové řadě Využití produkčního potenciálu v zemědělské prvovýrobě u cukrové řepy výrazně stoupá a řadí tuto plodinu mezi vhodné zdroje k produkci obnovitelné energie. Za posledních 30 let výnos kořene přepočítaný na 16 % cukernatost narostl na provozních plochách v průměru o 1,43 t.ha -1 ročně (v pokusech o 1,53 t.ha -1 ročně). V praxi je v posledních pěti letech produkční potenciál pěstovaných odrůd využíván na 66 %. Příspěvek dále uvádí přehled nejpěstovanějších odrůd cukrové řepy v letech 2009 až V roce 2013 a 2014 patřily k nejpěstovanějším odrůdám odrůdy Labonita KWS, SY Apel, Expert, Gallan, Gellert a Victor. Klíčová slova: řepa cukrová, osivo, odrůdy, výnos, cukernatost Ve třicátých letech minulého století byla u nás cukrová řepa dominující plodinou, královnou polí, dnes je však její perspektiva stále předmětem mnoha diskusí (Chochola, Pulkrábek, 2012). I nadále, však zůstává v našich podmínkách fotosynteticky nejvýkonnější rostlinou, jejíž produkční potenciál přesahuje 240 GJ.ha -1 a v pokusech i dvojnásobek. Svatoš et al. (2014) uvádí, že je třeba si dále uvědomit, že cukr je významná strategická potravinářská komodita. Při porovnání různých zemědělských plodin z hlediska produkce energie se jeví řepa cukrová jako velmi efektivní. Ukazuje se, že ve srovnání s bramborami, pšenicí, tritikalem a žitem poskytuje cukrovka nejvyšší produkci energie a zároveň vykazuje nejvyšší emisní ekvivalent CO 2 (pohltí nejvíce emisního CO 2 z ovzduší během vegetačního období na jednotku plochy). Její efektivita je mimo jiné dána i úrovní pěstování, v poslední době se její hektarové výnosy bulev pohybují kolem 70 tun (Pačuta a kol., 2014). 94 Osivo a sadba,

97 Základem pro úspěšné pěstování cukrové řepy jsou přiměřené náklady a odpovídající zpravidla vysoké výnosy cukrové řepy. Špička a kol. (2013) na základě výběrového šetření nákladů a výnosů hodnotí ekonomickou efektivnost pomocí metody analýzy datových obalů. Výsledky ukazují klesající průměrné náklady na tunu kořene, zejména pracovních nákladů a rostoucí rentabilitu českých pěstitelů v období Většina pěstitelů je vysoce ekonomicky efektivních. Domnívají se, že cukrová řepa bude mít i nadále v českém zemědělství své nezastupitelné místo. Hlinikovský a kol. (2014) doporučuje pro cukrovou řepu využívat devítihonný osevní postup, ve kterém vykazovala vyšší schopnost využívat dodané živiny, což vedlo k vyšším výnosům i cukernatosti. Zatímco u devítihonného osevního postupu byly výnosy i cukernatost ovlivněny především variantou hnojení, s menším vlivem podmínek daného ročníku, u dvouhonného osevního postupu byly výnosy i cukernatost počasím ovlivněny v mnohem větší míře, než vlivem dodaného hnojiva. Cukrovka je nejen surovina na výrobu kvótovaného cukru, ale i bioetanolu (Hromádko, 2014). Podle úrovně výnosů, lze z jednoho hektaru cukrovky získat 5 7 tun bioetanolu. Výroba a užití etanolu představuje významnou možnost stabilizace tuzemského pěstování cukrovky, zatím asi na 10 tis. ha. Rámcově se kalkuluje, že by mohlo být pro produkci bioetanolu v ČR využito tis. ha produkčních ploch cukrovky. To se projeví jako příznivý aspekt v optimalizaci struktury plodin, kde okopaniny (cukrovka) působí příznivě na výnosy obilnin, využití živin a omezení plevelů. V ČR jsou pro potřeby pěstitelů každoročně zpracovávány Seznamy doporučených odrůd (Anonym, 2013, 2014). Vychází z maloparcelkových pokusů a k jejich hlavním cílům patří sledování výkonnosti odrůd registrovaných v ČR se zajištěnou optimální ochranou proti chorobám a škůdcům (Hakaufová, 2013, 2014). Cílem předloženého článku je ukázat na význam odrůdy a analyzovat produkční potenciál současných odrůd, jmenovitě posoudit jeho využívání v provozních podmínkách a poskytnout přehled o nejpěstovanějších odrůdách v ČR. Metodika O produkčním potenciálu a jeho využívání v provozních podmínkách nejlépe vypovídá srovnání průměrných produkčních a kvalitativních údajů za Českou republiku s výsledky pokusů ÚKZÚZ z maloparcelkových pokusů zpracovávaných pro Seznam doporučených odrůd (graf 1). Na základě posouzení rozdílu mezi výnosem na provozních plochách a výsledky maloparcelkových odrůdových pokusů lze vyvodit odpovídající závěry o využívání jednotlivých složek charakterizujících produkční schopnost stávajících odrůd a využití jejich vlastností v praxi (tabulka 1). Tvorbu Seznamu doporučených odrůd cukrovky zajišťuje Svaz pěstitelů cukrovky Čech (SPCČ) ve spolupráci s ÚKZÚZ, odborným garantem a navrhovatelem pokusného schématu výsevu, metodiky fungicidního ošetření, odběru a přípravy osiva potřebného pro výsev na jednotlivých zkušebních lokalitách, kontrolou průběhu pokusnických prací a statistickým vyhodnocením výsledků maloparcelkových pokusů (Anonym, 2014; Hakaufová, 2014). Na zajištění pokusů se také významně podílí firmy prodávající v ČR osivo cukrové řepy a cukrovary. Údaje o produkčních ukazatelích vychází z jednotné statistiky zpracovávané pod gescí MZe ČR. Přehled o zastoupení odrůd cukrové řepy v ČR je zpracován na základě přehledu zpracovávaného SPCČ (Konečný, 2012). Výsledky a diskuse Podmínkou dalšího rozvoje odvětví jsou příznivé náklady na základní surovinu bulvy s vysokou cukernatostí, intenzifikace produkce a výnosy na úrovni tun řepy z hektaru přepočítané na 16 % cukernatost (Chochola, Pulkrábek, 2012). Inovace pěstitelské technologie je trvalou záležitostí. V současné době jsou to především tolerantní odrůdy s osivem upraveným pro rychlý počáteční růst řepy. Druhým faktorem je modernizace mechanizačního vybavení a dalším délka vegetace daná především termínem výsevu. O výnosu cukrovky rozhoduje prakticky celá soustava agrotechniky od Osivo a sadba,

98 předplodiny, podzimní a jarní přípravy, hnojení a ochrany rostlin (Pačuta, Buday, 2014; Artyszak et al., 2014; Kvíz et al., 2014). Produkční potenciál této plodiny je nejen teoretický, ale je i praxí využíván, což dokládají parametry uvedené v tabulce 1, které ukazují základní údaje o jeho využívání. Maxima produkce ve výnosu kořene bylo dosaženo v rámci pokusů pro Seznam doporučených odrůd zpracovávaný na základě výsledků pokusů na více lokalitách v ČR v roce 2011, 2012, 2013 a 2014 (98,2 t.ha -1 ; 98,4 t.ha -1 ; 90,7 t.ha -1 a 104,3 t.ha -1 ), kdy byly i vysoké výnosy v rámci provozních ploch (71,26; 67,16; 62,79 a pro rok 2014 se odhadují kolem t.ha -1 ). Tyto výnosy se odráží i do vysoké produkce polarizačního cukru (pokusy 17,5 t.ha -1 a provozní plochy 11,5-12,5 t.ha -1 ). Za posledních 30 let výnos kořene přepočítaný na 16 % cukernatost narostl na provozních plochách (graf 1) v průměru o 1,43 t.ha -1 ročně (v pokusech o 1,53 t.ha -1 ročně). V praxi, v posledních pěti letech, je produkční potenciál pěstovaných odrůd využíván na 66 %. Podrobnější informace jsou uvedeny v tab. 1. V roce 2011 byl Evropskou komisí podpořen z programu LIFE+ projekt ReStEP (akronym pro Renewable Sustainable Energy Policy), jehož hlavním výstupem je vytvoření veřejně přístupného informačního systému na bázi interaktivní mapy potenciálu, stávajícího využití a limitů obnovitelných zdrojů energie. Jedním ze zdrojů biomasy je i cukrová řepa. Cílem projektu je poskytnout systémový nástroj umožňující další rozvoj OZE při respektování regionálních specifik a limitů. Interaktivní mapa ReStEP bude sloužit ke zhodnocení logičnosti a dlouhodobé udržitelnosti daného investičního záměru, bude základem pro vznik územních energetických koncepcí a akčních plánů a může být využita také jako interaktivní databáze regionálních potenciálů a limitů OZE uživateli z odborné i laické veřejnosti. Více informací naleznete na Při zpracování interaktivní mapy obnovitelných zdrojů energie byly vypracovány mapy potenciálních výnosů vybraných polních plodin pěstovaných na zemědělské půdě. Součástí těchto map je i mapa potenciálních výnosů bulev cukrové řepy v ČR. Názorněji produkční potenciál uvádí mapa pro okres Jičín (obr. 1). Modelové výnosy pro jednotlivé BPEJ a následně mapy byly zpracovány na základě podkladů ÚZEI doplněné o informace z široké škály pokusů a řady dalších provozních sledování. Je třeba si uvědomit, že u cukrové řepy výši produkce významně ovlivňuje počasí v daném roce (Gebler, Kožnarová, 2014). Prodej osiva nejpěstovanějších odrůd řepy cukrové v ČR vychází ze šetření SPCČ (Konečný, 2012) a z dalších údajů zpracovaných SPCČ. V tabulce 2 jsou uvedeny nejprodávanější odrůdy v letech 2009 až Hodnoty prodeje uváděné u každé odrůdy jsou v procentech z celkového prodeje výsevních jednotek. V tabulce je uveden procentický podíl nejpěstovanějších 20 odrůd, ten se pohyboval ve sledovaném období od 88,4 % v roce 2014 do 96,6 % v roce Ukazuje se, že v posledních letech jsou toto rozhodující odrůdy. Dále je uveden podíl prvních 10 nejprodávanějších odrůd, který se pohyboval v rozpětí od 61,6 až do 77,7 %. Pro lepší orientaci v dané problematice poslední údaj v tabulce 2 uvádí plochu pěstování cukrové řepy v ČR v daném roce. O výnosu plodiny rozhoduje nejen odrůda, ale i řada dalších faktorů a opatření, které se postupně zlepšují a tak přispívají k vyššímu využívání produkčního potenciálu odrůdy v zemědělské prvovýrobě. Kvíz a kol. (2014) uvádí, že stroje bez satelitní navigace mají tendenci k chybovosti, zejména nežádoucímu překrývání, což vede k plýtvání paliva a pesticidů, ale také ke snižování produkce a k nevyužívání produkčního potenciálu pěstovaných plodin. Opakované přejezdy zvyšují riziko zhutnění půdy, na které je cukrová řepa velmi citlivá. Pačuta, Buday (2013) doporučují ke zvýšení produkčního potenciálu cukrové řepy využívat moderní postupy zpracování půdy a biologicky aktivní látky zvyšující výnos kořene. V pokusech potvrdili pozitivní vliv přípravků Beta-Liq-BQ a Trichomil-T na výnos bulev, cukernatost, výnos polarizačního a bílého cukru. Vlivy klimatických změn na zemědělskou produkci jsou široce diskutovány. Klimatologické prognostické scénáře předpokládají, že globální změny klimatu se na území České republiky projeví 96 Osivo a sadba,

99 v blízkých desetiletích zvýšením roční průměrné teploty o 1 2 C. Což se výrazně dotkne i pěstování cukrové řepy. Kopecký a kol. (2013) prezentují aplikaci modelu změn vegetační stupňovitosti v ČR při predikci vlivů klimatické změny na budoucí klimatické podmínky pro pěstování cukrové řepy v ČR, a tím i na využívání výnosového potenciálu pěstovaných odrůd. Rozhodujícím v rozvoji pěstování cukrové řepy bude ekonomika její výroby. Špička a Janotová (2013) uvádí, že využívání nových odrůd je jedna z cest ke zvyšování rentability produkce a že jejich šetření ukázalo, že je prostor pro další snižování nákladů. Tab. 1:Využívání výnosového potenciálu odrůd cukrovky v ČR Data za období 1980 až 2014 Sledovaný ukazatel Maximum Minimum Směrodatná odchylka Průměr Průměr Pokusy ÚKZÚZ 104,3 38,7 15,2 68,0 94,6 Výnos kořene t.ha -1 Provozní plochy ČR 71,3 30,1 11,6 45,5 65,7 Procento využití 78,4 55,2 6,5 66,8 69,6 Pokusy ÚKZÚZ 20,0 15,2 1,1 17,9 17,8 Cukernatost % Provozní plochy ČR 18,7 13,8 1,4 16,3 17,1 Procento využití 103,0 79,4 7,1 91,4 95,9 Pokusy ÚKZÚZ 18,5 7,4 2,7 12,2 16,9 Výnos polarizačního cukru t.ha -1 Provozní plochy ČR 12,3 4,3 2,3 7,5 11,2 Procento využití 75,0 47,6 8,4 61,0 66,7 Pokusy ÚKZÚZ 17,6 12,4 1,3 15,6 16,1 Výtěžek bílého cukru % Provozní plochy ČR 16,3 10,2 1,9 13,4 15,4 Procento využití 98,0 70,3 9,6 86,1 95,8 Pokusy ÚKZÚZ 16,7 6,2 2,7 10,7 15,2 Výnos rafinády t.ha -1 Provozní plochy ČR 11,3 3,1 2,3 6,3 10,0 Procento využití 72,1 41,6 10,0 57,5 66,1 Pokusy ÚKZÚZ 117,9 47,4 18,1 77,8 108,0 Výnos řepy přepočtený na 16% t.ha -1 Provozní plochy ČR 78,5 25,8 15,3 47,4 71,4 Procento využití 73,8 45,4 9,0 60,0 66,2 Graf 1: Využívání produkčního potenciálu odrůd cukrovky v ČR ve výnosu bulev přepočítaném na 16% cukernatost (t.ha -1 ) Osivo a sadba,

100 Obr. 1: Mapa potenciálních výnosů bulev cukrové řepy v okrese Jičín (ReStEP, 2014) Tab. 2: Prodej osiva nejpěstovanějších odrůd řepy cukrové v ČR v letech (vyjádřeno v procentech z celkového prodeje výsevních jednotek) 98 Osivo a sadba,

101 Závěr Cukrová řepa je v ČR plodinou s dlouholetou tradicí s dobrými výnosy polarizačního cukru (průměr let je 11,2 t.ha -1 ) a perspektivou jejich dalšího růstu. To jí dává dobré předpoklady obstát v konkurenci s ostatními plodinami a surovinami využívanými na produkci potravin i obnovitelných zdrojů energie. K této vysoké produkci významně přispívá kvalitní osivo vycházející z progresivních technologických úprav (moření, stimulace, a dalších úprav pro rychlé vzcházení např. 3D technology, Start up, Energ Hill, EPD-Energy Plant Development atd.). Vysoká produkce energie z hektaru je pro cukrovou řepu další významnou konkurenční výhodou. Aktivní a ekonomicky silný zpracovatel dává záruky prodeje vyrobených produktů. Literatura ANONYM, (2013). Seznam doporučených odrůd cukrovky pro rok 2013 Listy cukrov. řepař., 129, 2013 (1): ANONYM, (2014). Seznam doporučených odrůd cukrovky pro rok 2014 Listy cukrov. řepař., 130, 2014 (1): ARTYSZAK A., GOZDOWSKI D., KUCIŃSKA K., (2014). The yield and technological quality of sugar beet roots cultivated in mulches. Plant Soil Environ., 60 (2014): GEBLER J., KOŽNAROVÁ V., (2014). Zpráva o cukrovarnické kampani 2013/2014 v České republice. Listy cukrov. řepař., 130, 2014 (7 8): HAKAUFOVÁ L., (2013). Odrůdy cukrovky registrované v roce Listy cukrov. řepař., 129, 2013 (2): HAKAUFOVÁ L., (2014). Odrůdy cukrovky registrované v roce 2014 Listy cukrov. řepař., 130, 2014 (2): HLISNIKOVSKÝ L., KUNZOVÁ E., KLÍR J., HEJCMAN M., (2014). Vliv hnojení a osevních postupů na výnosy a cukernatost cukrové řepy. Listy cukrov. řepař., 130, 2014 (2): HROMÁDKO J., (2014). Moderní poznatky v oblasti využití bioetanolu. Listy cukrov. řepař., 130, 2014 (9 10): CHOCHOLA J., PULKRÁBEK J., (2012). Výzkum cukrové řepy ve světě. Listy cukrov. řepař., 128, 2012 (5-6): KONEČNÝ I., (2012). Výsev osiva cukrovky v České republice v roce Listy cukrov. řepař., 128, 2012 (11): KOPECKÁ V., MACHAR I., BUČEK A., KOPECKÝ A., (2013). Vliv klimatických změn na možnosti pěstování cukrové řepy v České republice. Listy cukrov. řepař., 129, 2013 (11): KVÍZ Z., KROULIK M., CHYBA J., (2014). Machinery guidance systems analysis concerning pass-to-pass accuracy as a tool for efficient plant production in fields and for soil damage reduction. Plant Soil Environ., 60 (2014): PAČUTA V., BUDAY M., (2013). Využitie biopreparátov Beta-Liq-BQ a Trichomil-T v pestovateľskom systéme cukrovej repy. Listy cukrov. řepař., 129, 2013 (3): SVATOŠ M., SMUTKA L., ISHCHUKOVA N., (2014). The position of agriculture in the Russian Federation the last two decades development overview. Agric. Econ. Czech, 60 (2014), ŠPIČKA J., JANOTOVÁ B., (2013). Náklady pěstování cukrové řepy v ČR a jejich mezinárodní srovnání. Listy cukrov. řepař., 129, 2013 (7 8): Contact address: Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc. Katedra rostlinné výroby, FAPPZ ČZU v Praze, Kamýcká 957, Praha 6 Suchdol, pulkrabek@af.czu.cz Osivo a sadba,

102 PŘESKLADNĚNÍ OSIVA MŮŽE NEGATIVNĚ OVLIVNIT KLÍČIVOST A POLNÍ VZCHÁZIVOST JARNÍHO JEČMENE One Year Seed Storage Can Negatively Influence the Germination and Field Emergence of Spring Barley Hana Honsová KRV ČZU v Praze Abstract In laboratory and field experiments at the Experimental Station in Prague Uhříněves with five varieties of spring barley (Jersey, Malz, Prestige, Sebastian, Tolar) in the year influence of seed quality to field emergence was tested. In all the years a negative effect of one year storage to seed germination of barley was found. In the first two years the difference in germination between fresh and one year stored seed amounted more than ten percent. In the third year of experiments, the difference in the germination of fresh seeds and stored seed was small, averaging just three per cent. Also, in all the years a decline of field emergence was recorded, except for one sample in 2013, and several samples of organic seeds in The most significant reduction in field emergence occurred with the use of stored seed in Keywords: spring barley, varieties, seed, storage, laboratory germination, thousand seed weight, field emergence Souhrn V laboratorních a polních pokusech uskutečněných na Výzkumné stanici v Praze - Uhříněvsi s pěti odrůdami jarního ječmene (Jersey, Malz, Prestige, Sebastian, Tolar) v letech 2012 až 2014 byl zjištěn negativní vliv jednoletého přeskladnění osiva ječmene na jeho klíčivost. V prvních dvou letech dosahoval rozdíl v klíčivosti mezi čerstvým a jeden rok přeskladněným osivem více než deset procent. Ve třetím roce pokusů byl rozdíl v klíčivosti čerstvého a přeskladněného osiva malý, v průměru jen tříprocentní. Rovněž byl ve všech letech zaznamenán pokles polní vzcházivosti, kromě jednoho vzorku v roce 2013 a několika vzorků ekologického osiva v roce K nejvýraznějšímu snížení polní vzcházivosti došlo při použití přeskladněného osiva v roce Klíčová slova: jarní ječmen, odrůdy, osivo, přeskladnění, laboratorní klíčivost, hmotnost tisíce semen, polní vzcházivost Úvod Kvalitní osivo s vysokou semenářskou hodnotou je základní podmínkou pro využití výnosového potenciálu pěstovaných odrůd a k dosažení rentabilních výnosů zrna. Kvalita osiva obecně ovlivňuje polní vzcházivost, úplnost a vyrovnanost porostu. V současné době je kvalita osiva vyjadřována semenářskými hodnotami (čistota, HTS, klíčivost, vlhkost) testovanými dle standardních metodik. Minimální procento klíčivosti ječmene - 85 % - stanoví vyhláška MZe ČR č. 129/2012 Sb. o podrobnostech uvádění osiva a sadby pěstovaných rostlin do oběhu. 100 Osivo a sadba,

103 Metodika Osivo jarního ječmene bylo v letech 2012 až 2014 testováno v laboratorních a polních podmínkách. Každý rok se porovnávalo osivo čerstvé - nepřeskladněné (ze sklizně běžného roku) a jeden rok přeskladněné. V laboratorních pokusech se zjišťovaly vybrané parametry osiva - hmotnost tisíce semen a laboratorní klíčivost. V maloparcelních polních pokusech, založených v letech 2012 až 2014 na pozemcích Výzkumné stanice katedry rostlinné výroby FAPPZ ČZU v Praze Uhříněvsi, se sledoval vliv jednoletého přeskladnění osiva a odrůdy na polní vzcházivost jarního ječmene. Osivo bylo skladováno v jutových pytlích v nevytápěném skladu výzkumné stanice. Pokusy byly založeny na ekologické a běžné ploše. Na ekologické ploše se vysévalo ekologické osivo. Na běžné ploše se vysévalo osivo konvenční a ekologické. Maloparcelní pokusy byly založeny na parcelkách o sklizňové ploše deseti metrů čtverečních. Pokusy byly vysety ve třech opakováních na ekologické a ve čtyřech opakováních na běžné (integrované) ploše. V polních pokusech se vysévalo čtyři sta klíčivých obilek na metr čtvereční. Do pokusů bylo zařazeno pět odrůd jarního ječmene. Jednalo se o odrůdy Jersey, Malz, Prestige, Sebastian a Tolar. Na ekologické ploše se nepoužívala žádná hnojiva ani prostředky na ochranu rostlin. Plevele se odstraňovaly vláčením napříč řádků, a to celkem třikrát za vegetaci. Při integrovaném způsobu pěstování se porosty pohnojily základní dávkou 30 kg dusíku na hektar v granulovaném hnojivu a plevele se hubily jedním chemickým postřikem. Zralé porosty se sklízely maloparcelní sklízecí mlátičkou. Sklizené zrno se vyčistilo na laboratorní čističce semen a u každého vzorku se stanovila vlhkost. Výnos byl přepočten na 14% vlhkost zrna. V polních pokusech se po vzejití porostu vyhodnocoval počet rostlin na metru čtverečním (polní vzcházivost). Před sklizní se zjišťovala hustota porostu - počet klasů na metr čtvereční. Po sklizni byl stanoven hektarový výnos zrna a hmotnost tisíce semen sklizeného zrna (HTS). Hmotnost tisíce semen (HTS) byla stanovena odpočítáním dvakrát 500 obilek na automatickém fotoelektronickém počítadle a jejich zvážením. Jestliže byl rozdíl obou stanovení větší než 10 %, bylo nutno odpočítání obilek opakovat. Laboratorní test klíčivosti probíhal ve čtyřech opakováních v navlhčeném skládaném filtračním papíru při teplotě 20 C. Klíčivost byla stanovena odpočtem vyklíčených obilek po osmi dnech od založení testu. Výsledky a diskuse Průměrná klíčivost osiva čerstvého (ze sklizně běžného roku) byla vysoká. V tříletém průměru porovnávaných pěti odrůd dosáhlo ekologické osivo 96,9 % klíčivosti a konvenční 97,1 %. (tab. 1). V porovnání tří let mělo nejnižší klíčivost osivo čerstvé konvenční i ekologické v roce U osiva jeden rok přeskladněného každoročně klíčivost klesala. V roce 2012 klíčivost u žádného vzorku přeskladněného osiva nedosahovala 85 %, jak stanoví příslušná vyhláška, a v průměru všech odrůd byl zjištěn více než desetiprocentní rozdíl v klíčivosti mezi čerstvým a přeskladněným osivem, a to u osiva ekologického i konvenčního. V letech 2013 a 2014 přeskladněné osivo u všech vzorků požadovanou hranici 85% klíčivosti překročilo. V roce 2013 ale činil rozdíl v klíčivosti mezi čerstvým a přeskladněným osivem v průměru rovněž více než deset procent. Jen malý rozdíl v klíčivosti mezi čerstvým a přeskladněným osivem byl zjištěn v roce 2014, v celkovém průměru tři procenta. Osivo a sadba,

104 Tab. 1: Laboratorní rozbory osiva Rok Odrůda Osivo HTS (g) HTS (g) klíčivost (%) klíčivost (%) nepřeskladněno přeskladněno nepřeskladněno přeskladněno rozdíl klíčivost (%) 2012 Jersey konvenční 54,0 42,0 93,0 81,5 11, Jersey konvenční 49,6 54,0 99,8 87,8 12, Jersey konvenční 43,5 49,6 99,5 95,5 4,0 průměr 49,0 48,5 97,4 88,3 9, Malz konvenční 54,0 43,6 93,0 81,8 11, Malz konvenční 48,1 54,0 98,0 88,5 9, Malz konvenční 40,6 48,1 99,5 96,0 3,5 průměr 47,6 48,6 96,8 88,8 8, Prestige konvenční 58,0 42,5 93,5 83,5 10, Prestige konvenční 51,6 58,0 99,0 88,8 10, Prestige konvenční 46,9 51,6 99,5 95,5 4,0 průměr 52,2 50,7 97,3 89,3 8, Sebastian konvenční 52,8 43,6 93,3 82,0 11, Sebastian konvenční 49,3 52,8 98,5 88,3 10, Sebastian konvenční 46,0 49,3 99,3 95,8 3,5 průměr 49,4 48,6 97,0 88,7 8, Tolar konvenční 52,6 47,2 93,3 83,8 9, Tolar konvenční 49,5 52,6 98,5 88,8 9, Tolar konvenční 44,1 49,5 99,5 95,5 4,0 průměr 48,7 49,8 97,1 89,4 7,7 průměr konvenční 49,4 49,2 97,1 88,9 8, Jersey ekologické 50,6 44,3 93,0 84,0 9, Jersey ekologické 45,9 50,6 98,3 86,5 11, Jersey ekologické 41,7 45,9 98,5 96,0 2,5 průměr 46,1 46,9 96,6 88,8 7, Malz ekologické 50,8 44,6 93,3 82,5 10, Malz ekologické 46,1 50,8 99,0 88,0 11, Malz ekologické 38,8 46,1 98,5 95,5 3,0 průměr 45,2 47,2 96,9 88,7 8, Prestige ekologické 54,6 46,7 94,8 83,5 11, Prestige ekologické 49,3 54,6 99,0 87,8 11, Prestige ekologické 45,2 49,3 98,3 95,8 2,5 průměr 49,7 50,2 97,4 89,0 8, Sebastian ekologické 49,9 42,2 94,5 83,0 11, Sebastian ekologické 45,2 49,9 98,5 87,8 10, Sebastian ekologické 44,2 45,2 97,8 96,3 1,5 průměr 46,4 45,8 96,9 89,0 7, Tolar ekologické 51,8 45,1 94,5 84,8 9, Tolar ekologické 46,7 51,8 98,5 88,3 10, Tolar ekologické 44,5 46,7 97,5 96,0 1,5 průměr 47,7 47,9 96,8 89,7 7,1 průměr ekologické 47,0 47,6 96,9 89,1 7,9 celkový průměr 48,2 48,4 97,0 89,0 8,1 Hmotnost tisíce semen vysévaného osiva se lišila podle ročníku sklizně a dle odrůdy. Nejnižší HTS mělo osivo přeskladněné testované v roce 2012 (ze sklizně roku 2011). Z porovnávaných odrůd měla 102 Osivo a sadba,

105 nejvyšší HTS odrůda Prestige. V celkovém průměru dosáhlo vyšší HTS osivo konvenční než ekologické. V letech 2012 a 2013 docházelo při vzcházení jarního ječmene v případě vysévání přeskladněného osiva ke značné redukci hustoty porostu (tab. 2, 3, 4), přičemž v obou letech byl zaznamenán větší pokles na konvenční ploše v porovnání s ekologickou. V roce 2014 došlo k poklesu polní vzcházivosti u přeskladněného konvenčního osiva vysévaného na konvenční ploše, ale ekologické osivo vyseté na ekologické a konvenční ploše vesměs redukci polní vzcházivosti u přeskladněných variant nezaznamenalo. Tab. 2: Polní vzcházivost na ekologické ploše (%) průměrný nepřeskladněno přeskladněno rozdíl rozdíl Jersey 68,0 63,3 66,5 38,2 43,2 73,7 29,8 20,2-7,2 14,3 Malz 65,8 63,8 64,5 41,2 40,7 82,5 24,7 23,2-18,0 9,9 Prestige 62,8 58,3 67,7 41,0 39,7 68,5 21,8 18,7-0,8 13,2 Sebastian 56,0 41,7 67,7 45,5 50,7 67,0 10,5-9,0 0,7 0,7 Tolar 59,3 60,0 71,8 54,8 50,4 70,1 4,5 9,6 1,8 5,3 průměr 62,4 57,4 67,6 44,1 43,4 72,3 18,3 14,0-4,7 8,7 Tab. 3: Polní vzcházivost na konvenční ploše ekologické osivo (%) průměrný nepřeskladněno přeskladněno rozdíl rozdíl Jersey 64,8 55,6 52,0 37,6 37,0 56,9 27,1 18,6-4,9 13,6 Malz 76,1 57,6 49,3 43,8 37,9 65,9 32,4 19,8-16,6 11,8 Prestige 63,5 57,5 54,8 38,5 35,5 60,8 25,0 22,0-6,0 13,7 Sebastian 56,8 42,6 51,0 47,0 36,4 53,4 9,8 6,3-2,4 4,5 Tolar 62,5 52,0 61,0 48,4 39,9 52,6 14,1 12,1 8,4 11,5 64,7 53,1 53,6 43,1 37,3 57,9 21,7 15,8-4,3 11,0 Tab. 4: Polní vzcházivost na konvenční ploše konvenční osivo (%) průměrný nepřeskladněno přeskladněno rozdíl rozdíl Jersey 70,6 56,8 57,1 36,0 45,1 50,3 34,6 11,6 6,9 17,7 Malz 76,4 55,9 53,6 36,8 47,6 48,4 39,6 8,3 5,3 17,7 Prestige 67,3 56,8 62,3 34,6 46,3 54,0 32,6 10,5 8,3 17,1 Sebastian 72,5 56,8 57,9 43,1 52,0 57,9 29,4 4,8 0,0 11,4 Tolar 72,3 57,4 58,1 46,1 43,0 56,3 26,1 14,4 1,9 14,1 71,8 56,7 57,8 39,3 46,8 53,4 32,5 9,9 4,5 15,6 V tříletém průměru dosáhl rozdíl polní vzcházivosti mezi čerstvým a přeskladněným osivem na ekologické ploše 8,7 %. U ekologického osiva vysetého na konvenční ploše to bylo 11 % a u konvenčního osiva na konvenční ploše 15,6 %. V tříletých polních pokusech ekologické osivo lépe snášelo jednoleté přeskladnění než osivo konvenční. Z porovnávaných odrůd se jako nejodolnější vůči přeskladnění ukázala odrůda Sebastian. V našich pokusech se při použití čerstvého i přeskladněného osiva vysévalo 400 klíčivých obilek na metr čtvereční. Jak už bylo výše uvedeno, klíčivost přeskladněného osiva pouze v roce 2012 nedosahovala 85 % doporučovaných mnoha autory jako minimální klíčivost pro jarní ječmen a stanovených vyhláškou, a zvýšení výsevku u tohoto osiva nezaručilo dostatečnou hustotu porostu ječmene. V roce 2013 sice klíčivost přeskladněného osiva 85% hranici překračovala, ale přesto byla Osivo a sadba,

106 polní vzcházivost i při vysévání stejného počtu klíčivých semen při použití přeskladněného osiva značně nižší. Ve třetím roce pokusů klesla klíčivost po přeskladnění jen nepatrně, což se kladně projevilo v dosažené polní vzcházivosti ječmene. Závěr V pokusech uskutečněných v letech 2012 až 2014 byl ve všech letech zjištěn negativní vliv jednoletého přeskladnění osiva ječmene na jeho klíčivost. V prvních dvou letech dosahoval rozdíl v klíčivosti mezi čerstvým a jeden rok přeskladněným osivem více než deseti procent. Ve třetím roce pokusů byl rozdíl v klíčivosti čerstvého a přeskladněného osiva malý, v průměru jen tříprocentní. Rovněž byl ve všech letech zaznamenán pokles polní vzcházivosti, kromě jednoho vzorku v roce 2013 a několika vzorků ekologického osiva v roce K nejvýraznějšímu snížení polní vzcházivosti došlo při použití přeskladněného osiva v roce V případě setí osiva s nižší než devadesátiprocentní klíčivostí vesměs docházelo k redukci počtu rostlin. Literatura BASU, R. N., (1995). Seed Viability. In: Basra, A. S.: Seed Quality: Basic Mechanism and Agricultural Implications. The Haworth Press, N. Y., 1995, s HONSOVÁ H., (2001). Podíl deteriorace obilek na změnách životních projevů osiva. Disertační práce ČZU v Praze, 129 s. PEDERSEN H. L., JORGENSEN P. E., POULSEN L., (1993). Effect of seed vigour and dormancy on field emergence, development and grain yield of winter wheat (Triticum aestivum L.) and winter barley (Hordeum vulgare L.). Seed Sci. &. Technol., 12, s Contact address: Ing. Hana Honsová, Ph.D. Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957, Praha 6 Suchdol, honsova@af.czu.cz 104 Osivo a sadba,

107 VLIV PODMÍNEK PĚSTOVÁNÍ NA KVALITU OSIVA VYBRANÝCH ODRŮD JARNÍHO JEČMENE Influence of Growing Conditions on the Seed Quality of Selected Varieties of Spring Barley Jindřiška Kučerová 1, Vratislav Psota 2, Viera Šottníková 1 1 ÚTP, Mendelova univerzita v Brně 2 VÚPS Brno Abstract The work deals with the influence of vintage and habitat on seed quality of seven varieties of spring barley over three years. Germination quality (power, speed, index and uniformity of germination) and the effect of size and balance of grain germination was monitored. It was found that the speed, index and homogeneity of germination were statistically significantly affected by site (P 0.001). A significant effect of varieties was observed on speed and germination index. Year influenced significantly high index and homogeneity of germination. Among speed, index and homogeneity of germination were recorded mutually strong positive correlation (P 0.001). Statistically significant negative correlation (P 0.001) was found between the grain size of barley and germination speed and grain size and germination index. Keywords: seed, spring barley, germination Souhrn Práce se zabývá vlivem ročníku a stanoviště na kvalitu osiva sedmi odrůd jarního ječmene v průběhu tří let. Byla sledována kvalita klíčení (energie, rychlost, index a homogenita klíčení), a také vliv velikosti a vyrovnanosti zrna na klíčení. Bylo zjištěno, že rychlost, index a homogenita klíčení byly statisticky vysoce významně ovlivněny stanovištěm (P 0,001). Významný vliv odrůd byl zjištěn na rychlost a index klíčení. Ročník ovlivnil vysoce významně index a homogenitu klíčení. Mezi rychlostí, indexem i homogenitou klíčení byly zaznamenány vzájemně silné pozitivní korelace (P 0,001). Byla zjištěna statisticky významná záporná korelace (P 0,001) mezi velikostí zrna ječmene a rychlosti klíčení a velikostí zrna a indexem klíčení. Klíčová slova: osivo, jarní ječmen, klíčivost, kvalita sladu Úvod Pěstování ječmene (Hordeum vulgare L.) je významnou součástí českého zemědělství. Na výrobce osiva i pěstitele ječmene jsou kladeny stále vyšší nároky. Klíčení ječmene je základním procesem, během kterého dochází v obilce k aktivaci a syntéze enzymů a dalším změnám (Kocierz-Liszewski a Kozlowska, 2012). Na obilky ječmene jako osivo, i jako suroviny pro výrobu sladu, jsou kladeny stejné základní požadavky. Pro výrobu kvalitního sladu potřebují sladaři kvalitní zrno, které je vyzrálé a které dosáhne maximální klíčivosti a klíčivé energie v nejkratší době (Hřivna a Kučerová, 2000). Základní vlastností zrna ječmene, určeného pro sladování, je schopnost klíčit. Podmínkou jednotného klíčení v určité partii je odrůdová čistota, stejná velikost obilek a ukončené posklizňové dozrávání (Šottníková et al., 2011). Osivo a sadba,

108 Sladařský průmysl potřebuje, aby zrno ječmene klíčilo rychle a vyrovnaně, a proto se znaky, spojené se schopností klíčit, u nakupovaného sladovnického ječmene pravidelně sledují. Nejednotné a pomalé klíčení se následně projeví i na kvalitě vyrobeného sladu. Hlavním nosným kritériem, bez kterého nelze vyrobit slad, je klíčivost. Ostatní výkupní parametry se v různých letech výrazně liší (Černý et al., 2007). Metodika Pro zjištění vlivu podmínek pěstování na kvalitu osiva bylo hodnoceno sedm sladovnických odrůd ječmene. Jednalo se o odrůdy Aksamit, Aktiv, Bojos, Blaník, Kangoo, Sebastian a Xanadu. Odrůdy byly pěstovány na osmi různých lokalitách ve sklizňových letech 2010, 2011 a Charakteristika pokusných lokalit je uvedena v tab. 1. Tab. 1: Charakteristika pokusných lokalit Zkušební stanice Výrobní oblast Nadmořská výška (m) Dlouhodobý průměr teplot ( o C) Dlouhodobý průměr srážek (mm) Půdní typ a druh Brno-Chrlice K 190 9,0 451 FMm-h Čáslav- Filipov Ř 26 8,9 555 ČMh-h Jaroměřice n/rokytnou O 425 8,0 481 HMm-jh Lednice na Moravě K 171 9,6 461 ČMm-h Lípa B 505 7,5 594 KMg-ph Staňkov O 370 8,1 537 HMm-h Vysoká B 585 7,1 611 LMg-h Znojmo-Oblekovice K 242 9,3 435 ČMm-h Výrobní oblast: K kukuřičná, Ř řepařská, O obilnářská, B bramborářská Půdní typ a subtyp: FMm Fluvizem typická, ČMh černozem hnědozemní, HMm hnědozem typická, ČMm černozem typická, KMg kambizempseudoglejová, LMg luvizempseudoglejová Půdní druh: j jílovitá, h hlinitá, jh jílovitohlinitá, ph písčitohlinitá Pro zjištění kvality klíčení byly posuzovány znaky: energie klíčení, index klíčení, rychlost klíčení a homogenita klíčení podle metodiky EBC (2009). U hodnocených odrůd byla rovněž vyhodnocena velikost zrna tříděním na sítech o rozměrech 2,8 x 22 mm a 2,5 x 22 mm. Naměřené hodnoty byly vyhodnoceny analýzou rozptylu. Dále byla vypracovaná korelační analýza vztahů mezi jednotlivými sledovanými znaky. Podíl variability jednotlivých faktorů v rámci hodnocených znaků byl vyjádřen komponenty rozptylu. Na hodnocení byl použitý statistický software REML 3.5. Výsledky a diskuse V tab. 2 jsou uvedeny výsledky analýzy variance a procento variability sledovaných znaků kvality zrna ječmene. Stanoviště ovlivnilo energii klíčení z 10,88 %, statisticky nevýznamně. Ročník se na energii klíčení neprojevil. Ostatní sledované znaky klíčení - rychlost, index a homogenita byly statisticky vysoce významně ovlivněny stanovištěm (P 0,001), a to rychlost klíčení z 54 % a index klíčení z 69 %. Sachambula a Psota (2011, 2012) zjistili rovněž vliv stanoviště na rychlost, index a homogenitu klíčení. Ročník ovlivnil vysoce významně index a homogenitu klíčení (P 0,001) a u odrůd byl zjištěn významný vliv na rychlost a index klíčení (P 0,05). 106 Osivo a sadba,

109 Tab. 2: Analýza variance klíčení Zdroj variability Stupně volnosti Průměrný čtverec F hodnota Významnost Procento variability Energie klíčení (%) Stanoviště 7 4,29 2,021 10,88 Ročník 2 0,87 0,407 0,01 Odrůda 6 3,15 1,484 3,67 Reziduum 68 2,13 85,44 Rychlost klíčení (%) Stanoviště 7 328,13 11,588 *** 54,77 Ročník 2 94,34 3,332 * 2,51 Odrůda 6 70,80 2,501 * 4,58 Reziduum 68 28,32 38,14 Index klíčení (%) Stanoviště 7 5,70 25,926 *** 69,59 Ročník 2 3,03 13,759 *** 11,83 Odrůda 6 0,53 2,430 * 1,96 Reziduum 68 0,22 16,62 Homogenita klíčení (%) Stanoviště 7 283,92 13,986 *** 60,98 Ročník 2 261,83 12,898 *** 15,68 Odrůda 6 24,47 1,206 0,36 Reziduum 68 20,30 22,98 *P 0,05 **P 0,01 ***P 0,001 Vztahy mezi jednotlivými sledovanými znaky korelačními koeficienty jsou vyjádřeny v tabulce 3. Rychlost a index klíčení byly ovlivněny velikostí a vyrovnaností zrna ječmene. Vzorky s vyšším podílem zrn nad sítem 2,8 x 22 mm vykazovaly nižší rychlost a index klíčení, než vzorky s vyšším podílem zrna nad sítem 2,5 x 22 mm v průběhu klíčení. Mezi podílem nad sítem 2,8 x 22 mm a rychlostí klíčení i indexem klíčení byla zjištěna vysoce významná záporná korelace (P 0,001). Velká zrna přijímají vodu pomaleji, takže jejich začátek klíčení je pozvolnější. Dále je z tab. 3 patrná vysoce významná pozitivní korelace (P 0,001) mezi rychlosti klíčení a indexem klíčení a rychlostí klíčení a homogenitou. Významná pozitivní korelace je mezi energií klíčení a rychlostí klíčení. Tab. 3: Korelační analýza Faktor Energie klíčení Rychlost klíčení Index klíčení Homogenit a klíčení Energie klíčení - Rychlost klíčení 0,30 ** - Index klíčení 0,16 0,90 *** - Homogenita klíčení 0, *** 0,74 *** - Zrna nad sítem 2.8 mm -0,08-0,39 *** -0,41 *** -0,18 Zrna nad sítem 2.5 mm 0,09 0,31 ** 0,31 ** 0,07 *P 0,05 **P 0,01 ***P 0,001 Osivo a sadba,

110 Závěr Z výše uvedených výsledků lze konstatovat, že existuje silná pozitivní závislost mezi rychlostí klíčení a indexem a rychlostí klíčení a homogenitou klíčení. Sledované znaky klíčení - rychlost, index a homogenita byly statisticky vysoce významně ovlivněny stanovištěm. Klíčivost osiva je ovlivněna velikostí a vyrovnaností zrna. Velká zrna přijímají vodu pomaleji, takže jejich začátek klíčení je pozvolnější. Literatura EBC Analysiscommittee: Analytica EBC, (2009). Nüremberg: Fachverlag Hans Carl, 794 s. ČERNÝ L., VAŠÁK J., KŘOVÁČEK J., HÁJEK, M., (2007). Jarní sladovnický ječmen pěstitelský rádce, Praha, 39 s. HŘIVNA L., KUČEROVÁ J., (2000). Sladovnický ječmen po sklizni. Úroda, 8, s KOCIERZ-LISZEWSKI M., KOZLOWSKA K., (2012). Systém porejestrowego doswiadczalnictwa jako ogniwo wrazania postepu biologicznego dla jeczmienia browarnwgo. Wyt. Ogolnopolskoje Stowarzyszenie Wspierania Inicyatiw Nauka-Przemysl, Wroclaw-Krakow, s SACHAMBULA L., PSOTA V., (2011). Posklizňové dozrávání vybraných odrůd jarního ječmene v roce Kvasný Průmysl. 57(9), s SACHAMBULA L., PSOTA, V., (2012). Posklizňové dozrávání vybraných odrůd jarního ječmene v roce 2011, Kvasný Průmysl. 58(5), s ŠOTTNÍKOVÁ V., PSOTA V., HŘIVNA L., GREGOR T., SACHAMBULA L., (2011). Dynamika klíčení během posklizňového dozrávání sladovnického ječmene. Kvasný průmysl, 7-8, s Contact address: Doc. Ing. Jindřiška Kučerová, Ph.D., Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, Brno, kucerova@mendelu.cz 108 Osivo a sadba,

111 VLIV METODY OBALOVANÍ OSIVA HNOJIVEM NA KLÍČENÍ A POČÁTEČNÍ VÝVOJ VYBRANÝCH DRUHŮ TRAV Influence of Nutrient Seed Coating on the Germination and Initial Development of Selected Grass Species Michal Kvasnovský, Iva Klusoňová, Pavel Knot, Jiří Skládanka Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita v Brně Abstract The speed of grass seed germination after sowing is an important factor among competitive abilities that affect the development and character of grassland. The initial rapid roots growth is of high importance. The impact of iseed treatment method on the dynamics of germination, total germination, root length and above-ground biomass was observed on the variety of Kentucky bluegrass (Yvette) and Perennial ryegrass (Beatrice and Milan). Positive effect of the iseed treatment on the germination was observed for Kentucky bluegrass variety Yvette, while we observed negative effect for Perennial ryegrass. The results of root measurement indicated that the treatment method iseed had significant impact on observed characteristic for Perennial ryegrass only. Kentucky bluegrass variants did not show statistically significant differences. Significant impact on the length of the root parts was observed on Kentucky bluegrass, while Perennial ryegrass showed significantly shorter root parts in case of variants treated by iseed. Keywords: seed treatment, germination, iseed, root Souhrn Rychlost vzcházení trav po zasetí je důležitým faktorem konkurenční schopnosti, která ovlivňuje vývoj a charakter travního porostu. Velký význam má počáteční rychlý vývoj kořenů. V laboratorních podmínkách byl sledován vliv úpravy osiva metodou iseed na klíčivost a vybrané charakteristiky kořenové části klíčících rostlin u lipnice luční (odrůda Yvette) a jílku vytrvalého (odrůdy Beatrice a Milan). Pozitivní vliv ošetření na klíčivost byl pozorován u lipnice luční. U jílku vytrvalého se ošetření projevilo negativně na klíčení. Z výsledků měření kořenů je zřejmé, že ošetření metodou iseed mělo průkazný vliv na sledované charakteristiky u jílku vytrvalého, u lipnice luční nebyl zjištěn statisticky průkazný rozdíl. U ošetřených variant byla zjištěna delší kořenová část pouze u lipnice luční. U ošetřených variant jílku vytrvalého byly pozorovány průkazně kratší kořeny. Klíčová slova: ošetření osiva, klíčivost, iseed, kořen Úvod Rychlost vzcházení trav po zasetí je důležitým faktorem konkurenční schopnosti, která ovlivňuje vývoj a charakter travního porostu. Schopnost klíčit rychle a rovnoměrně je základním předpokladem pro úspěšné založení trávníku. Osiva jsou v současné době ošetřována různými metodami, aby se zlepšilo klíčení a jejich konkurence schopnost ve srovnání s neošetřeným osivem. Jednou z těchto metod je iseed, která využívá obalování osiva hnojivem. Metodou iseed se dostane na hektar vyseté plochy až 40 kg hnojiva. Výhodou této úpravy je snadnější výsev, lepší kontakt s půdou a při přesevu poškozeného trávníku lépe pronikají obilky přes nadzemní část drnu. Také jsou lépe chráněna proti unášení větrem nebo konzumací ptactvem (Knot et al., 2008). Podle Nijëstein, (2008), tato metoda Osivo a sadba,

112 ošetření iseed od firmy DLF-Trifolium, která je založená na obalení semen hnojivem, obsahuje 61 % osiva a 39 % obalového materiálu, což znamená, že 164 kg produktu obsahuje 100 kg osiva, 20 kg dusíku a 4 kg fosforu. Dusík je částečně ve snadno rozpustné formě a částečně v pomalu rozpustné formě; fosfor je pouze ve formě rychledostupné. Jak uvádí Černoch (2009), na rozdíl od šlechtění odrůd, kterým se zlepšují genetické vlastnosti rostlin, nové technologie ošetření osiv upravují podmínky pro vzcházení semen tak, aby bylo možné plně využít genetický potenciál odrůdy. Toto potvrzují výsledky výzkumu vlivu ošetření metodou iseed na klíčivost a růst kořenů jetele plazivého (Sochorec a Knot, 2012) a pozitivního vlivu ošetření obilek na klíčivost metodou Proradix a Headstart (Knot et al., 2013) respektive metodou iseed (Sochorec et al., 2013). Dobrý kořenový systém je předpokladem pro odolný a kvalitní travní porost. V posledních letech se setkáváme stále častěji se opakujícími periodami sucha a horka, což může velmi významně ovlivnit klíčivost travních druhů (Martínek et al., 2011). Velký význam k odolnosti proti suchu má rychlost počátečního vývoje kořenového systému (Sun et al., 2013). Metodika Ve Výzkumné pícninářské stanici Vatín v roce 2014 byl založen pokus. V laboratorních podmínkách byl sledován vliv úpravy obilek metodou iseed na dynamiku klíčení, celkovou klíčivost a nárůst kořenů u lipnice luční (odrůdy Yvette), jílku vytrvalého (odrůdy Beatrice a Milan). V pokusu bylo použito osivo staré 3 roky. Pokus byl založen na klíčidle TZ s možností regulace teploty a osvětlení. Na Petriho misky s navlhčeným filtračním papírem byl uložen křemitý písek, aby bylo možno odebrat rostlinky pro skenování kořenů. Pro každou variantu bylo umístěno 20 obilek ve třech opakováních. Vlhkost v miskách byla zajišťována pomocí pruhů filtračního papíru. Teplotní režim byl nastaven 16 hodin se zapnutým osvětlením při teplotě 20 C a noční režim 8 hodin při vypnutém osvětlení s teplotou 10 C. Počet vyklíčených semen byl zaznamenáván 4., 7., 10., 13. a 18. den po založení. Poslední odečet byl proveden 20. den od založení. Následně byly odebrány rostlinky k hodnocení rozměrů kořenového systému. Hodnocení bylo provedeno metodou skenování a následného vyhodnocení obrazu pomocí softwaru WinRhizo (Regent Instruments Inc. Canada). Tento systém využívá nestatistické metody analýzy obrazu pro měření morfologie kořenového systému. Vypočítá celkovou délku kořenů, povrch kořenů za předpokladu, že mají kruhový průřez a objem kořenů (Regent Instruments Inc. Canada). Výsledky byly zpracovány v programu Statistika s hladinou spolehlivosti P 0,05. Byl použit Tukey test. Výsledky a diskuse Klíčivost Z výsledků je patrné (tab. 1), že ošetřené osivo lipnice luční vykazovalo sedmý a desátý den nižší hodnoty klíčivosti oproti neošetřenému. Od třináctého dne ale už byla klíčivost vyšší u ošetřené varianty. Sledované rozdíly nebyly statisticky průkazné. U obou odrůd jílku vytrvalého byla u ošetřené varianty sledována klíčivost nižší. U odrůdy Milan nebyly sledovány statisticky průkazné rozdíly v průběhu klíčení. Konečná klíčivost byla u ošetřené varianty o 6 % nižší. Poměrně zarážející je pomalý start klíčení u této odrůdy, kdy první vyklíčená semena byla zjištěna až desátý den po založení pokusu. To může souviset se stářím osiva, jelikož u jílku je tak pomalý počáteční vývoj velmi nezvyklý. U odrůdy Beatrice byly sledovány statisticky průkazné rozdíly od 7 do 13 dne. Neošetřená varianta dosahoval vyšších hodnot oproti ošetřené (7. den o 56,7 %; 10. den o 43,3 % a 13. den o 22,3 %). Celková klíčivost u ošetřené varianty byla o 7,4 % nižší oproti neošetřené. Sochorec a Knot (2011) při ověřování vlivu ošetření obilek metodou iseed na klíčivost lipnice luční Yvette a kostřavy červené Darwin zjistili statisticky neprůkazné zvýšení klíčivosti ošetřených odrůd. 110 Osivo a sadba,

113 Tab. 1: Dynamika klíčení a klíčivost u jednotlivých druhů a jejich odrůd Druh Varianta 3. den 7. den 10. den 13. den 18. den 20. den Lipnice luční Jílek vytrvalý Jílek vytrvalý Yvette 0 a 47,0 a 47,0 a 50,9 a 54,0 a 55,0 a Yvette iseed 0 a 36,2a 37,2 a 52,0 a 55,2 a 55,2 a Milan 0 a 0,0 a 10,5 a 28,8 a 47,9 a 48,9 a Milan iseed 0 a 0,0 a 14,8 a 31,0 a 38,2 a 46,0 a Beatrice 0 a 48,8 b 52,7 b 57,9 b 60,2 a 60,2 a Beatrice iseed 0 a 21,1 a 29,9 a 45,0 a 53,8 a 55,8 a Různá písmena představují statisticky průkazný rozdíl, Tukey test (p 0,05) Velikost kořenů Při porovnání výsledků délky kořenů (graf 1) je patrný negativní vliv ošetření osiva jílku vytrvalého u obou jeho odrůd. U odrůdy Milan byla zaznamenána větší délka kořenů o 36,1 % u neošetřené varianty. Délka u neošetřené varianty odrůdy Beatrice byla o 27,7 % vyšší oproti ošetřené variantě. Zjištěné rozdíly hodnot mezi ošetřenou a neošetřenou variantou u obou odrůd jílku vytrvalého byly statisticky průkazné. Opačný vliv ošetření na délku kořenů byl pozorován u lipnice luční odrůdy Yvette, kde byla délka kořenů u ošetřené varianty o 18,1 % vyšší oproti neošetřené variantě. Zjištěné rozdíly nebyly statisticky průkazné. Graf 1: Porovnání délek kořenů u sledovaných druhů a jejich odrůd Různá písmena představují statisticky průkazný rozdíl, Tukey test (p 0,05) Byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly plochy kořenů (graf 2) u obou odrůd jílku vytrvalého. Plocha kořenů neošetřené varianty odrůdy Milan byla o 27,5 % vyšší a u odrůdy Beatrice byla plocha vyšší o 29 % oproti ošetřené variantě. Plocha kořenů ošetřené varianty lipnice luční byla o 1 % vyšší oproti neošetřené variantě, zjištěný rozdíl nebyl statisticky průkazný. Rovněž Sochorec a Knot (2012) pozorovali negativní vliv ošetření na délku kořenů u jílku vytrvalého odrůdy Beatrice a dále také u kostřavy červené. Sledovali také pozitivní vliv ošetření na délku kořenů u lipnice luční odrůdy Yvette. Osivo a sadba,

114 Graf 2: Porovnání rozdílů plochy kořenů u sledovaných druhů a jejich odrůd Různá písmena představují statisticky průkazný rozdíl, Tukey test (p 0,05) Závěr Byl zjištěn pozitivní vliv ošetření metodou iseed na klíčivost osiva lipnice luční. Tento vliv však nebyl statisticky průkazný. Negativní, statisticky neprůkazný vliv ošetření byl pozorován u jílku vytrvalého u obou sledovaných odrůd. Průkazný rozdíl byl zjištěn v dynamice klíčení u jílku vytrvalého odrůdy Beatrice, kdy od 7. do 13. dne byla průkazně vyšší klíčivost u neošetřené varianty. Byly zaznamenány rozdíly v délce kořenového systému mezi odrůdami i mezi ošetřenými variantami. Ošetření iseed průkazně snižovalo délku kořenů u obou odrůd jílku vytrvalého. U lipnice luční nebyl vliv obalených obilek pozorován. U obou odrůd jílku vytrvalého bylo dosaženo u neošetřených obilek průkazně vyšších hodnot plochy kořenů. Hodnoty plochy kořenů lipnice luční nebyly průkazně odlišné, i když ošetřená varianta dosáhla vyšších hodnot. Poděkování Příspěvek byl zpracován s podporou grantu QJ Vývoj a optimalizace metod stanovení biogenních aminů v návaznosti na zvýšení zdravotní bezpečnosti siláží. Literatura KNOT P., VRZALOVÁ J., HRABĚ F., (2008). Moderní technologie ošetření obilek lipnice luční. Zahradnictví: Měsíčník pro profesionální zahradníky. Odborný recenzovaný časopis, č. 7, s MARTÍNEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., ŠANTRŮČEK J., GALAJDOVÁ Z., (2012). Růstovécharakteristiky vybraných odrůd jetele plazivého v prvních vývojových fázích. Vliv abiotických a biotickýchstresorů na vlastnosti rostlin 2012 (Sborník recenzovaných příspěvků), VÚRV Praha Ruzyně, Česká zemědělskáuniverzita v Praze, , s KNOT P., PANČÍKOVÁ J., RAUS J., SOCHOREC M., (2013). The effect of Proradix and Headstart methods treatment on germinability of Poa pratensis caryopsis. In: Seed and Seedlings XI., Scientific and technical seminar , Prague, NIJËNSTEIN H., (2008). Nutrientseedcoatingforgrasses. In 1st EUROPEAN TURFGRASS SOCIETY CONFERENCE.1. vyd. Pisa, Itálie: UlivaFoa, 2008, s SOCHOREC M., KNOT P., (2011). Úprava osiva metodou iseed a její vliv na klíčení a počáteční vývoj lipnice luční a kostřavy červené. Úroda, vědecká příloha. [CD-ROM]. In Úroda, vědecká příloha sv. LIX, č. 12, s Osivo a sadba,

115 SOCHOREC M., RAUS J., KVASNOVSKY M., KNOT P. (2013). The effect of nutrient seed coating and temperature on germination of Red fescue, Kentucky bluegrass, Perennial ryegrass and White clover. In: Seed and Seedlings XI., Scientific and technical seminar, , Prague, SOCHOREC M., KNOT P., (2012). The effect of fertilizer seed coating on the germinating capacity and initial development of some turf grass species and white clover. ActaUniversitatisAgriculturaeetSilviculturaeMendelianaeBrunensis.60 (5): SUN J., MEYER W., CROSS J., HUANG B., (2013). Growth and PhysiologicalTraitsofCanopy and Root Systems AssociatedwithDroughtResistance in Tall Fescue. Crop Science, vol. 53, issue 2, s Contact adress:ing. Michal Kvasnovský, Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita v Brně. Zemědělská 1, v Brně, michal.kvasnovsky@gmail.com Osivo a sadba,

116 VLIV MOŘENÍ OSIVA BIOLOGICKY AKTIVNÍMI LÁTKAMI PŘI ZAKLÁDÁNÍ SEMENÁŘSKÝCH POROSTŮ NA VITALITU VYPRODUKOVANÝCH SEMEN Influence of Seed Treatment by Biologically Active Substances on Seed Vigour from Established Seed Crop Stands Pavel Procházka, Přemysl Štranc, Jaroslav Štranc, Jan Kříž KRV ČZU v Praze, Abstract In a three-year experiment was soybean seed before the establishment of seed stands dressed by biological active substances: lignohumate B (mixture of humic and fulvic acids) Lexin (a mixture of humic and fulvic acids enriched auxins) brassinosteroid (a synthetic analog of the natural 24- epibrassinolide) and the so-called. "Complex pickling "(mixture of saturated sucrose solution, Lexin, mordants fungicide Maxim XL 035 FS and pinolene-based adjuvant Agrovital). After harvesting soybean seeds from different crop stands accelerated aging tests (AA test) was made and then laboratory germination test. The results show that the most effective way to seed treatment was "complex pickling". Keywords: seed crop stand, soybeans, seed dressing, accelerated aging test, germination Souhrn V tříletých pokusech bylo osivo sóji před založením semenářských porostů namořeno biologicky aktivními látkami: Lignohumátem B (směs huminových kyselin a fulvokyselin), Lexinem (směs huminových kyselin a fulvokyselin obohacená o auxiny), brassinosteroidem (syntetický analog přírodního 24-epibrassinolidu) a tzv. komplexním mořením (směs nasyceného roztoku sacharózy, Lexinu, fungicidního mořidla Maxim XL 035 FS a pomocné látky na bázi pinolenu Agrovital). Po sklizni semene sóji z jednotlivých porostů byl proveden test urychleného stárnutí (TUS) a následně zkouška laboratorní klíčivosti. Z výsledků pokusů vyplývá, že nejefektivnějším způsobem moření osiva bylo komplexní moření. Klíčová slova: semenářský porost, sója, moření, test urychleného stárnutí, klíčivost Úvod Moření osiva je biologický, chemický a fyzikální (mechanický) proces, sloužící ke zmírnění negativního působení různých vnějších nebo vnitřních vlivů. Zlepšuje jeho klíčivost a vitalitu, a tím podporuje tvorbu zdravé rostliny se zvýšeným produkčním potenciálem (Khanzada et al., 2002; Procházka et al., 2013). V praxi je zatím nejrozšířenější moření osiva fungicidy a insekticidy jako jedna z metod ochrany rostlin proti chorobám a škůdcům (Procházka et al., 2014). Moření lze však využít také pro aplikaci látek stimulujících počáteční fáze růstu rostlin. Proces moření osiva lze například u luskovin sloučit s jeho inokulací (Procházka et al., 2012). Lze konstatovat, že moření osiva patří obvykle mezi velmi levné a vysoce efektivní metody ochrany rostlin a stimulace růstu (Procházka et al., 2012). Samotné klíčení, zejména jeho rychlost (objevení se kořínku a další vývin klíční rostliny) závisí na dostatku vody, vhodné teplotě a přístupu kyslíku. Pokusy, které probíhají již od 50. let 20. století, 114 Osivo a sadba,

117 prokázaly pozitivní vliv auxinových přípravků na klíčení semen a vývoj mladých rostlin (Štranc et al., 2013). Již při produkci osiva (zejména v důsledku extrémních povětrnostních podmínek, či špatné agrotechniky) a jeho skladování dochází k výraznému ovlivnění kvality osiva. Je proto účelné zabývat se zvyšováním vitality osiva jeho mořením, a tím vytvořit předpoklady pro tvorbu kvalitního a vitálního porostu (Dornbos, 1995). Přestože k nejdůležitějším semenářským znakům kvality osiva náleží vysoká klíčivost a dobrý zdravotní stav, pro pěstitele jsou rozhodujícími kritérii polní vzcházivost a vyrovnané vzcházení. Tyto vlastnosti jsou výrazně ovlivněny nejen uniformitou osiva jak ve smyslu fyzikálních charakteristik (tvar, velikost, hmotnost), tak ve smyslu jeho semenářské hodnoty (čistota, klíčivost), ale i podmínkami prostředí. Ty jsou povahy abiotické (zejména průběh počasí a půdní podmínky), antropogenní (celková úroveň hospodaření a konkrétní agrotechniky) a biotické (půdní mikroflóra, mikrofauna, choroby, škůdci, prospěšné mikroorganizmy apod.). Ke zvýšení predikce polní vzcházivosti jsou využívány různě modifikované laboratorní testy vitality, do kterých jsou vkládány určité stresující faktory. Metodicky se obvykle porovnává klíčivost osiva čerstvého a osiva deteriorovaného, tedy zestárlého, respektive zhoršeného (Coolbear, 1995; Procházka et al., 1998; Hosnedl, 2003). Při výzkumu kvality osiva ve vztahu k různým faktorům však nelze stavět pouze na hodnotách laboratorní klíčivosti, neboť i vysoce klíčivé osivo může mít různou vitalitu, což je vlastnost semen, která objektivizuje jeho kvalitu (Honsová et al., 2005). Metodika Cílem pokusů bylo sledování vlivu moření osiva sóji biologicky aktivními látkami na jeho klíčivost, polní vzcházivost, tvorbu výnosových prvků a kvalitativních parametrů semenářského porostu sóji, tedy celkovou kvalitu vyprodukovaného osiva. V pokusu jsme použili následující biologicky aktivní látky: Lignohumát B směs huninových kyselin a fulvokyselin v poměru 1 : 1; Lexin koncentrát huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů; Brassinosteroid v pokusu byla použita substance pod označením 4154, tj. naředěný syntetický analog přírodního 24-epibrassinolidu (2α,3α,17β-trihydroxy-5α-androstan-6-on), který dále uvádíme jen jako brassinosteroid; Komplexní moření směs nasyceného roztoku sacharózy, Lexinu, fungicidního mořidla Maxim XL 035 FS a pomocné látky na bázi pinolenu Agrovital. Pokusy byly uskutečněny ve vegetačním období let 2012 až 2014 s velmi ranou odrůdou Merlin. Z důvodu jednotnosti (uniformity) metodiky jsme k moření osiva přistupovali vždy bezprostředně před jeho výsevem, podle schématu uvedeného v tab. 1. Při stanovení výsevku jsme vycházeli z doporučení osivářské firmy, které pro odrůdu Merlin činí 68 semen/m 2. Ve všech případech (u všech variant) jsme osivo inokulovali přípravkem Nitrazon+. Tab. 1.: Schéma moření osiva sóji jednotlivých variant Přípravek Dávkování na 20 kg osiva Lignohumát B 25,7 ml Lexin 6,5 ml Brassinosteroid 2,2 ml substance 4154 Komplexní nasycený roztok moření sacharózy 6,5 ml Lexin 10 ml Agrovital 20 ml Maxim XL 035 FS Pokus jsme založili metodou dlouhých dílců, v katastrálním území Studeněves (50 13'50''N, 14 2'54''E), v nadmořské výšce 306 m. Každá varianta měla tři opakování o velikosti 0,1 ha. Osivo a sadba,

118 Pedologicky se jednalo o kambizem arenickou na karbonátové svahovině, středně těžkou až lehčí. Průměrná roční teplota pokusného stanoviště je 8 10 C a průměrný roční úhrn srážek se pohybuje mezi mm. Předplodinou sóji byl v prvním pokusném roce jarní ječmen, ve druhém roce ozimá pšenice a v třetím roce jarní ječmen. Pro všechny pokusné varianty sóji byla zvolena jednotná pěstitelská technologie (tab. 2). Tab. 2: Pěstitelská technologie pokusů ve všech třech hodnocených letech Termín Operace srpen předchozí rok podmítka disky (12 cm) kypření (15cm) říjen předchozí rok prohlubování (30 cm) březen hnojení (200kg/ha NPK 15) předseťová příprava cca 14 před setím 2 x kompaktor na 6 a 4 cm moření osiva a inokulace den setí setí pokusů cca 2 dny po zasetí počátek října PRE ošetření herbicidem sklizeň pokusů Po sklizni porostů sóji byl u jednotlivých variant proveden test urychleného stárnutí semen (TUS) spojený se zkouškou laboratorní klíčivosti. Pro TUS byly použity plastové nádoby o rozměrech daných metodikou ÚKZÚZ, které byly před použitím důkladně omyté přípravkem Savo. Do plastových nádob bylo odměřeno 40 ml destilované vody a vloženo suché sítko. Navážený vzorek osiva jednotlivých odrůd (42 g) byl vždy uložen na sítko do nádoby pouze v jedné vrstvě. Misky s uloženým osivem jsme přikryli plastovými víčky bez otvorů a vložili do temné komory o teplotě 41 C na dobu 72 hodin. Po vyjmutí misek z komory jsme z nich opatrně odložili víčka, aby z nich neskapávala kondenzační voda na semena. Vyjmutá suchá semena jsme zvážili. [Hmotnosti semen z jednotlivých misek se musí pohybovat mezi g včetně krajních hodnot.] Pokud tomu tak není, TUS nebyl proveden správně a je nutné jej opakovat. Po zvážení byla semena uložena do misek na skládaný filtrační papír, pod který bylo dále vloženo 5 10 listů filtračního papíru zalitého 25 ml destilované vody. Zkoušku klíčovosti jsme provedli ve 4 opakováních, přičemž každá varianta měla i kontrolní variantu klíčivosti osiva nezestárlého TUS. Misky s 50 semeny sóji jsme vložili do klimaboxu SANYO (model MLR-350H) o konstantní teplotě 20 C a úplném zatemnění. Za vyklíčené semeno jsme považovali semeno s alespoň 5 mm dlouhým klíčkem. Odečty byly prováděny 3., 5. a 8. den od založení pokusu. Výsledky Z výsledků zkoušek laboratorní klíčivosti vyplývá, že semena pocházející z porostů, které byly před výsevem namořené, měla ve všech třech letech vyšší laboratorní klíčivost. Laboratorní klíčivost byla vyšší i v případě, že semena byla zatížena testem urychleného stárnutí, což svědčí o vyšší vitalitě takto ošetřených semen. Nejlepších výsledků dosáhla ve všech třech letech semena pocházející z porostu, jehož osivo bylo před výsevem ošetřeno komplexním mořením. 116 Osivo a sadba,

119 Graf 1: Laboratorní klíčivost osiva jednotlivých variant a jeho laboratorní klíčivost po TUS v roce 2012 V roce 2012 byly pokusné parcely sklízeny přibližně dva týdny od počátku plné zralosti porostů sóji. Semena v luscích tak byla delší dobu vystavena značně kolísajícím povětrnostním podmínkám, které v uvedeném období panovaly. I když osivo ze všech sklizených variant splňovalo základní parametry pro laboratorní klíčivost stanovenou ÚKZÚZ (80%), je zřejmé, že po senescenci osiva pomocí TUS, laboratorní klíčivost dosahovala podstatně nižších hodnot, což vypovídá o jeho nižší vitalitě. Graf 2: Laboratorní klíčivost osiva jednotlivých variant a jeho laboratorní klíčivost po TUS v roce 2013 Výsledky zkoušek klíčivosti i TUS z roku 2013 (viz graf 2) ukazují, že osivo, které bylo sklizené v optimální zralosti a za optimálních podmínek, mělo i v případě neošetřených variant poměrně dobrou klíčivost. Přesto však moření tohoto osiva (před založením porostů) zabezpečilo jak vyšší klíčivost nově vyprodukovaného osiva, tak i jeho vyšší vitalitu (zjištěnou opět pomocí testu urychleného stárnutí). Osivo a sadba,

120 Graf 3: Laboratorní klíčivost osiva jednotlivých variant a jeho laboratorní klíčivost po TUS v roce 2014 V roce 2014 byly porosty sóji sklízeny velmi pozdě, a to v důsledku mimořádně vlhkého podzimního počasí. Vlhkost semen přesahovala 20 %, což výrazně ovlivnilo jejich semenářskou hodnotu. Osivo z varianty, která nebyla před výsevem mořená, jen těsně splnilo limit stanovený ÚKZÚZ pro minimální klíčivost. Aplikace všech biologicky aktivních látek tak přispěla ke zvýšení klíčivosti vyprodukovaných osiv (viz graf 3). V uvedeném povětrnostně nepříznivém roce byla u osiva všech variant, po ošetření biologicky aktivními látkami, zaznamenána jeho výrazně vyšší vitalita (klíčivost po TUS), než u osiva neošetřeného. Graf 4: Polní vzcházivost osiva jednotlivých variant v letech (vztaženo ke kontrole v rel. %) 118 Osivo a sadba,

121 Porosty sóji založené osivem mořeným biologicky aktivními látkami se vyznačovaly vyšší a rychlejší polní vzcházivostí (viz graf 4), byly dříve a homogenněji zapojené, vitálnější a celkově v lepším produkčním stavu. Lépe odolávaly povětrnostním stresům v průběhu celé vegetace, a to i v případě jejich oddálené sklizně způsobené dlouhodobými srážkami. Závěr Osivo mořené biologicky aktivními látkami podpořilo tvorbu kvalitního a vitálního porostu, který se lépe vyrovnával se stresovými podmínkami během vegetace a byl schopen poskytnout nejen vyšší produkci, ale zejména vyšší semenářskou kvalitu nového osiva. Nejvyšší náklady na moření byly vynaloženy u varianty komplexní moření (221 Kč/ha). Osivo této varianty však dosáhlo ve všech pokusných letech nejvyšší laboratorní klíčivosti a vitality, a tím bohatě vykompenzovalo zvýšené náklady na jeho moření. Z výsledků je proto zřejmé, že moření osiva (sóji) je významným přínosem ke zvýšení nejen kvality, ale i objemu produkce semenářských porostů. Tyto efekty lze samozřejmě očekávat rovněž u běžných produkčních porostů. Literatura COOLBEAR P. (1995). Mechanism of seed deterioration. In Basta A. S. Seed quality: Basic mechanism and agricultural implications, Haworth press, s DORNBOS JR., D.L. (1995). Seed vigour. In: Seed quality: Basic mechanism and agricultural implication, Basra, A.S.(Ed.). Food product press, New York, s HONSOVÁ H., CECHA V., HOSNEDL V., (2005). Vitalita osiva ovsa. In sborník Osivo a sadba VII, ČZU, Praha, s HONSOVÁ H., (2013). Moření osiva zlepšuje polní vzcházivost a může zvýšit i výnos. In sborník Osivo a sadba XI, ČZU, Praha, s HOSNEDL V., (2003). Klíčivost a vzcházivost osiva. In sborník Osivo a sadba VI, ČZU, Praha, s KHANZADA K.A., RAJPUT M.A., SHAB G.S., LODHI M., MEHBOOB F., ( 2002). Effect of seed dressing fungicides for the control of seed borne of mycoflora of wheat, Asia journal of plant sciences, 1, 4, s PROCHÁZKA P., ŠTRANC P., PAZDERŮ K., ŠTRANC J., (2012). Možnosti využití biologicky aktivních látek při moření osiva sóji In sborník Sója 2012, ČZU, Praha, s PROCHÁZKA P., ŠTRANC P., KŘÍŽ J., ŠTRANC J., (2013). Moření osiva sóji biologicky aktivními látkami. In sborník Osivo a sadba XI, ČZU, Praha, s PROCHÁZKA P., ŠTRANC P., ŠTRANC J., (2014). Dozrávání, desikace a sklizeň sóji, Agromanuál, Kurent, České Budějovice, r. 9, č. 8, s ŠTRANC J., ŠTRANC P., ŠTRANC D., PROCHÁZKA P., (2013). Efekty použití přípravků s obsahem auxinu při zakládání a podzimním ošetřování porostů ozimé pšenice, Agromanuál, Praha, 2013, č. 8, s PROCHÁZKA S., MACHÁČKOVÁ I., KREKULE J., ŠEBÁNEK J. A KOL. (1998). Fyziologie rostlin, Academia, Praha: 483s. Contact address: Ing. Pavel Procházka, Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 129, Praha 6-Suchdol, tel , pavelprochazka@af.czu.cz Osivo a sadba,

122 MOŽNOSTI IDENTIFIKACE A CHARAKTERIZACE ODRŮD VOJTĚŠKY SETÉ (Medicago sativa L.) S VYUŽITÍM MIKROSATELITNÍCH MARKERŮ The Possibilities for Identification and Characterization of Alfalfa (Medicago sativa L.) Cultivars Using Microsatellite Markers Tereza Sabolová Zemědělský výzkum, s.r.o. Troubsko Abstract The aim of this study was to establish possibilities of chosen SSR markers for the identification and differentiation a set of 37 alfalfa cultivars (Medicago sativa L.) and also the utilization these SSR markers to detect genetic diversity among alfalfa cultivars. A total of 5 SSR markers were selected from previous studies based on their high polymorphism identification content (PIC). All used markers were polymorphic and produced reproducible, consistent and easily scorable data. These five primer pairs amplified altogether 18 different polymorphic alleles with an average number of 3.6 alleles per locus. The number of alleles ranged from 3 (FMT13) to 6 (AFctt1). The expected heterozygosity (H e ) and polymorphic information content (PIC) of the tested SSR markers were calculated. The H e of the tested SSR markers ranged from (FMT13) to (AFctt1) with an average of The PIC rangedfrom (MTIC430) to (AFctt1) with an average of The dendrogram based on hierarchical cluster analysis using UPGMA algorithm for the detection of genetic diversity was constructed. The cultivars were grouped into three main clusters. It was not possible to distinguish cultivars Koly (YEM) & Remany (YEM) and KM Mararton (HUN) & Creno (DNK) from each other, respectively. Keywords: genetic variability, alfalfa, SSR markers Souhrn Cílem této práce bylo zjistit možnosti využití SSR markerů při identifikaci a charakterizaci 37 odrůd vojtěšky seté (Medicago sativa L.) a použití těchto markerů pro studium genetické variability mezi sledovanými odrůdami vojtěšky seté. Všech 5 použitých mikrosatelitních lokusů poskytovalo polymorfní spektra vhodná pro efektivní charakterizaci sledovaných genotypů. Pět SSR primerů amplifikovalo celkem 18 polymorfních alel s průměrným počtem 3,6 alely na lokus, s rozsahem 3 pro lokus FMT13 až 6 pro lokus AFctt1. Pro jednotlivé SSR markery byly vypočteny statistické hodnoty H e (očekávaná heterozygozita) a PIC (polymorfní informační obsah). Hodnota H e u testovaných SSR markerů byla v průměru odhadnuta na 0,6297, u jednotlivých mikrosatelitů se pohybovala v rozmezí od 0,5737 u mikrosatelitu FMT13 do 0,7267 u mikrosatelitu AFctt1. Stupeň polymorfismu stanovený hodnotou PIC byl zjištěn nejnižší (0,4921) pro lokus MTIC430, naopak jeho nejvyšší hodnota (0,6788) byla dosažena u markeru AFctt1. Průměrná hodnota PIC dosáhla hodnotu 0,5593. Pro hodnocení genetické diverzity byl na základě hierarchické klastrové analýzy využitím algoritmu UPGMA zkonstruován dendrogram. Genotypy byly seskupené do tří hlavních klastrů. Pomocí 5 použitých mikrosatelitních markerů nebylo možné odlišit odrůdy Koly (YEM) & Remany (YEM) a KM - Mararton (HUN) & Creno (DNK), které mají zřejmě podobný genetický základ a na jejich odlišení je potřebné použít větší množství markerů. Klíčová slova: genetická variabilita, vojtěška setá, SSR markery 120 Osivo a sadba,

123 Úvod Vojtěška setá je z agronomického hlediska nejvýznamnějším představitelem rodu Medicago a zároveň je nejdůležitější pícninou na světě, pěstovaná na všech kontinentech s pěstební plochou přibližně 33 mil. ha (Nedělník et al., 1997). V České republice je v současné době vojtěška setá pěstována na 65 tis. ha zemědělské půdy (Český statistický úřad, 2011). I přes současný trend, jako je snižování osevních ploch této pícniny, patří vojtěška mezi naše nejvýnosnější pícniny. Její předností jsou především poměrně stálé a vysoké výnosy, odolnost proti suchu a vytrvalost. Z krmivářského hlediska je ceněna především produkcí stravitelných bílkovin z 1 ha a nízkými náklady na výrobu 1 kg stravitelné bílkoviny (Hrabě et al., 2004). Vzhledem k významu vojtěšky a v důsledku intenzivní selekce a tvorby lokálních vysokoprodukčních populací se radikálně snížila genetická variabilita této plodiny. Proto je tvorba nových odrůd vojtěšky konvenčními šlechtitelskými postupy čím dál více těžší. Popis morfologických znaků, jako nejčastější metoda zaměřená na rozlišení rostlinných druhů a jednotlivých genotypů, je již nepostačující a je silně ovlivněna podmínkami prostředí. Proto k základním metodám diferenciace a charakterizace genotypů se připojují metody využívající markery na biochemické úrovni (izoenzymy či zásobní proteiny) nebo na úrovni DNA. Výhodou molekulárních markerů je, že vyjadřují změny na úrovni DNA, a tím odrážejí skutečnou genetickou vzdálenost mezi genotypy. DNA markery, které se využívají při selekci požadovaných genotypů, nejsou ovlivněny agroekologickými podmínkami pěstování a nezávisí na stádiu vývoje rostliny, ve kterém jsou analyzovány. Jedním z nejpoužívanějších typů DNA markerů, které se při identifikaci a diferenciaci rostlinných genotypů využívají, jsou mikrosatelitní markery. Mikrosatelity (SSR, Simple Sequence Repeat, Tautz 1989) jsou tandemově se opakující úseky DNA nejčastěji o délce 2-6 párů bazí. Mikrosatelitové lokusy patří mezi nejvariabilnější oblasti genomu, kdy je polymorfismus dán zejména rozdílem v počtu opakování základního motivu nukleotidů. Pro SSR markery dále platí kodominantní charakter dědičnosti, častý a poměrně rovnoměrný výskyt v genomu, vysoká reprodukovatelnost, informativnost a jejich snadné a rychlé testování. Cílem této práce bylo zjistit možnosti využití SSR markerů při identifikaci a charakterizaci vybraných odrůd vojtěšky seté (Medicago sativa L.) a použití těchto markerů pro studium genetické variability mezi odrůdami vojtěšky seté. Materiál a metodika Biologický materiál Odrůdy použité k identifikaci a charakterizaci pocházely z 8 států (Česká republika, Maďarsko, Francie, Jemen, USA, Dánsko, Slovensko a Švédsko). Genetická variabilita byla detekována u 37 kultivarů vojtěšky seté (Medicago sativa L.), (tab. 1). Testovaný materiál byl získán z kolekce genotypů Výzkumného ústavu pícninářského, spol. s r.o. Troubsko, uloženého v centrální genové bance České republiky ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby, v.v.i. v Praze-Ruzyni. Byl pěstován na pozemcích Výzkumného ústavu pícninářského, spol. s r.o. v Troubsku. Izolace DNA Pro molekulární analýzy byla genomová DNA extrahována pomocí izolačního kitu GenElute Plant Genomic DNA Miniprep Kit (fi. Sigma, USA) z listů napěstovaných rostlin. Ze rostlin z každého původu byl vytvořen směsný vzorek, z kterého byla odebrána listová hmota o hmotnosti mg. Osivo a sadba,

124 Tab. 1: Přehled testovaných odrůd vojtěšky seté (Medicago sativa L.) Por. č. Odrůda Původ Por. č. Odrůda Původ 1 Palava CZE 20 Szapkó HUN 2 Jarka CZE 21 Klaudia HUN 3 Zuzana CZE 22 Jozsó HUN 4 Hunor 40 CZE 23 Harpe FRA 5 Jitka CZE 24 Julia FRA 6 Kamila CZE 25 Timbale FRA 7 Litava CZE 26 Exquise FRA 8 Magda CZE 27 Galaxie FRA 9 Morava CZE 28 Bahdhy YEM 10 Niva CZE 29 Koly YEM 11 Oslava CZE 30 Remany YEM 12 Vlasta CZE 31 Satary YEM 13 Holyna CZE 32 Wasny YEM 14 Tereza CZE 33 Perfekta USA 15 Denisa CZE 34 Legendairy USA 16 KM Gyongy HUN 35 Creno DNK 17 KM Maraton HUN 36 Lubona SVK 18 Alexandra HUN 37 SW Nexus SWE 19 KM Bossy HUN SSR PCR amplifikace a agarózová gelová elektroforéza Jako genetických markerů bylo využito polymorfismu DNA, který byl detekován metodou SSR. Použité mikrosatelitní lokusy (5) byly převzaty ze tří publikací (Diwan et al. 2000; Touil et al. 2008; Julier et al. 2003) na základě vysokého PIC. Amplifikační reakce byly prováděny v objemu 20 µl v termocykleru (Techne, Anglie). Každá reakce obsahovala 0,9 U DyNAzyme II DNA polymerázy (Finnzymes, Finsko), 10 mm Tris-HCl (ph 8.8), 1,5 mm MgCl 2, 50 mm KCl a 0,1% Triton X-100 (DyNAzyme II DNA polymerase 10x Buffer, Finnzymes, Finsko), 100 µm dntp (TaKaRa, Japonsko), 10 µm SSR primerů (Metabion, Německo) a 2 µl templátové DNA. K amplifikaci genomové DNA byl použit teplotní a časový profil: 1 cyklus 95 C - 4 min., 30 cyklů (95 C 30 s, 55 C 30 s a 72 C 30 s), po kterých následovalo dalších 10 cyklů s annealingovou teplotou 53 C a závěrečná elongace v délce 10 min. při teplotě 72 C. Produkty satelitní DNA byly separovány na horizontální elektroforéze HE 99X (Hoefer, USA) v 3 % agarózovém gelu při konstantním napětí 120 V po dobu 80 minut. Pro elektroforézu byl použit TBE pufr a pro vizualizaci bylo použito barvivo ethidium bromid. Statistická analýza Výsledky molekulárních analýz byly hodnoceny pomocí binární matice, kde 1 znamená přítomnost produktu a 0 absenci produktu. Takto zpracované výsledky byly statisticky vyhodnoceny počítačovým programem FreeTree software v ( s použitím konstrukční metody shlukové analýzy UPGMA (Unweight Pair Group Method with Arithemetic Mean) a využitím Jaccardova koeficientu podobnosti (Jaccard, 1901). Poté byl pomocí programu TreeView ( sestaven dendrogram znázorňující genetickou podobnost testovaných genotypů. Pro jednotlivé SSR markery byly vypočteny statistické hodnoty H e (očekávaná heterozygozita) a PIC (polymorfní informační obsah, PIC Calculator free software charakterizující míru variability jednotlivých SSR markerů. Tyto hodnoty jsou uvedené v tabulce Osivo a sadba,

125 Výsledky a diskuse Na identifikaci a diferenciaci 37 odrůd vojtěšky seté bylo použito 5 mikrosatelitních markerů popsaných v předcházejících studiích pro Medicago sativa L. (Diwan et al. 2000; Touil et al. 2008; Julier et al. 2003). Všech 5 SSR markerů (tab. 2) poskytovalo polymorfní spektra vhodná pro efektivní charakterizaci sledovaných genotypů. Celkový počet polymorfních alel, nalezených na 5 mikrosatelitních lokusech u sledovaných odrůd vojtěšky seté, byl 18. Průměrný počet alel na mikrosatelitní lokus byl 3,6 s rozsahem 3 alely pro lokus FMT13 až 6 alel pro lokus AFctt1. Podobné hodnoty průměrného počtu alel dosaženy v této práci (3,6) byly také zjištěny v předcházejících studiích zaměřených na studium genetické diverzity u r. Medicago (Akritidis et al. 2009, Petolescu et al. 2010). Pro očekávanou heterozygotnost (H e ) napříč všemi mikrosatelitními lokusy byla v průměru odhadnuta hodnota 0,6297, u jednotlivých mikrosatelitů se pohybovala v rozmezí od 0,5737 u mikrosatelitu FMT13 do 0,7267 u mikrosatelitu AFctt1. Pro vyjádření genetické variability (stupně polymorfismu) sledovaných kultivarů v hodnocených lokusech byl zjišťován polymorfní informační obsah. PIC hodnoty pro každý mikrosatelitový lokus byly vypočteny PIC Calculator free software Markery byly klasifikovány jako vysoce polymorfní, když hodnota PIC byla 0,5 (Botstein et al., 1980). Stupeň polymorfismu stanovený hodnotou PIC byl zjištěn nejnižší (0,4921) pro lokus MTIC430, naopak jeho nejvyšší hodnota (0,6788) byla dosažena u markeru AFctt1. Průměrná hodnota PIC dosáhla hodnotu 0,5593. Tab. 2: Přehled polymorfních SSR lokusů, jejich charakteristika a vypočtené hodnoty PIC a He Lokus AFca11 (D) Motiv repetice (CA) 11 Přímý primer (5-3 ) cttgagggaactattgttgagt Zpětný primer (5-3 ) aacgtttcccaaaacatactt PIC 0,5539 H e 0,6310 AFctt1 (D) (CTT) 9 (CAA) 3 cccatcatcaacattttca ttgtggattggaacgagt 0,6788 0,7267 B21E13 (J) (GA) 13 gccgatggtactaatgtagg aaatcttgcttgcttctcag 0,5632 0,6391 FMT13 (J) gatgagaaaatgaaaagaac caaaaactcactctaacacac 0,5085 0,5737 MTIC430 (T) (AG) 5 tgatagccataactccgaat gcgtcttttcttcatttcac 0,4921 0,5779 Průměr 0,5593 0,6297 D Diwan et al. (2000); J Julier et al. (2003); T Touil et al. (2008) Na základě statistických analýz byl sestaven dendrogram genetické vzdálenosti odrůd vojtěšek (Jaccardův koeficient), který naznačuje genetické vztahy mezi sledovanými genotypy (graf 1). Dendrogram je možno rozdělit na tři hlavní klastry: v klastru č. 1 je samostatně zařazena česká odrůda Denisa, která je geneticky významně odlišena od všech ostatních položek. V klastru č. 3 se nachází česká odrůda Tereza a jemenská odrůda Bahdhy. Nejrozsáhlejší klastr č. 2 je rozdělen do 5 skupin, přičemž první 2 skupiny tvoří samostatní skupinu odrůda Wasny vyšlechtěná v Jemenu a odrůda Niva českého původu. Do 3. skupiny je zařazeno celkem 14 odrůd evropského původu (CZE, HUN, FRA, SVK), ze kterých 7 bylo vyšlechtěných v České republice, další 3 odrůdy byly vyšlechtěny v Maďarsku a Francii. Tato skupina obsahuje i tři jemenské odrůdy Satary, Koly a Remany. Čtvrtá skupina je tvořena převážně odrůdami evropského původu, kromě odrůdy Legendairy pocházející z USA. Tuto skupinu tvoří celkem 11 odrůd evropského původu (CZE, HUN, DNK, FRA, SWE), ze kterých 5 bylo vyšlechtěných v České republice a 3 odrůdy v Maďarsku. Dvojice odrůd Timbale (FRA) a KM Bossy (HUN) tvoří poslední 5. skupinu. Osivo a sadba,

126 Hodnota Jaccardova koeficientu se pohybovala v rozsahu od 0,13333 (vysoká genomická rozdílnost) do 1 (max. genomická podobnost), což prokazuje vysoký polymorfismus analyzovaných genotypů. Výsledky ukázaly, že nejnižší genetická distance byla zaznamenána mezi odrůdou Koly (YEM) & Remany (YEM) a KM Maraton (HUN) & Creno (DNK), naopak, nejvyšší genetická vzdálenost byla zjištěna mezi odrůdou Bahdhy (YEM) & Denisa (CZE). Graf 1: Dendrogram genetické příbuznosti 37 odrůd vojtěšky seté (Medicago sativa L.) založený na UPGMA analýze při použití Jaccardova koeficientu po amplifikaci 5 mikrosatelitními lokusy Závěr V práci jsou prezentovány výsledky SSR analýzy souboru 37 kultivarů vojtěšek. Analýza 5 mikrosatelitních lokusů umožnila úspěšné rozlišení a rozdělení jednotlivých genotypů do klastrů v dendrogramu s výjimkou odrůd Koly (YEM) & Remany (YEM) a KM Mararton (HUN) & Creno (DNK), které mají zřejmě podobný genetický základ. Na základě vyhodnocení binární tabulky byly vypočítány koeficienty podobnosti (koeficient podle Jaccarda) a výsledný dendrogram genetické odlišnosti odrůd byl sestaven metodou UPGMA. Významně se podařilo odlišit české odrůdy Denisa a Niva a jemenskou odrůdu Wasny. Všechny tři odrůdy jsou samostatně zařazeny v jednotlivých klastrech, resp. skupinách. Zvolené mikrosatelitní analýzy poukázaly na možnost detekce genetického polymorfismu mezi vybranými odrůdami vojtěšky seté (M. sativa L.), pomocí kterého je možné identifikovat genotypy, a 124 Osivo a sadba,

127 odhadnout tak genetickou diverzitu ve sledovaném souboru odrůd. Dendrogram získaný z klastrové analýzy demonstruje využitelnost mikrosatelitních markerů při studiu genetické diverzity sledovaných odrůd vojtěšky seté. Na základě získaných výsledků je možné potvrdit, že použité mikrosatelitní primery vykazují vysokou rozlišovací schopnost, a proto mohou být využity v procesu identifikace a diferenciace kultivarů, popř. v mapování. Předkládané výsledky umožňují výběr geneticky rozdílných genotypů, což může být přínosem pro šlechtitele, kteří se v rámci procesu zlepšování genetického potenciálu vojtěšky seté snaží do svých šlechtitelských programů zařadit některé geneticky výrazně rozdílné genotypy. Poděkování Výsledky byly dosaženy při řešení Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů rostlin a agrobiodiverzity financovaného MZe ČR a za podpory prostředků na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace. Literatura AKRITIDIS P., MYLONA P. V., TSAFTARIS A. S., POLIDOROS A. N., (2009). Genetic diversity assessment in Greek Medicago truncatula genotypes using microsatellite markers. Biologia Plantarum, 53(2): BOTSTEIN D., WHITE R. L., SKOLNICK M., DAVIS R. W., (1980). Construction of genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. Am. J. Hum. Genet., 32: ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD (2011). Dostupné z: < DIWAN N., BOUTON J. H., KOCHERT G., CREGAN P. B., (2000). Mapping of simple sequence repeat (SSR) DNA markers in diploid and tetraploid alfalfa. Theor. Appl. Genet., 101: HRABĚ F. a kol., (2004). Trávy a jetelovinotrávy v zemědělské praxi. Vydavatelství Ing. Petr Baštan, Olomouc. ISBN: JACCARD P., (1901). Étude comparative de la distribuition florale dans une portion des Alpes et des Jura, Bull. Soc. Vandoise Sci. Nat., 37: JULIER B., FLAJOULOT S., BARRE P., CARDINET G., SANTONI S., HUGUET T., HUYGHE Ch., (2003). Construction of two genetic linkage maps in cultivated tetraploid alfalfa (Medicago sativa L.) using microsatellite and AFLP markers. BMC Plant Biology, 3(9). KEMP S., (2002). PIC Calculator free software. Dostupné z: < NEDĚLNÍK J., HOFBAUER J., PŘIDALA A., (1997). Biology of pollination and seed development of lucerne. In: CHLOUPEK O., SIMON U., (Eds.): Seed production of lucerne. Academia Publishing House, Prague, s PAGE R. D. M., (1996). TREEVIEW: An application to display phylogenetic trees on personal computers. Computer Applications in the Biosciences, 12: Dostupné z: < PAVLÍČEK A., HRDÁ S., FLEGR J., (1999). FreeTree freeware program for construction of phylogenic trees on the basis of distance data and bootstrap/jackknife analysis of the tree robustness. Application in the RAPD analysis of the genus Frankelia. Folia Biol.,45: FreeTree software v Dostupné z: < PETOLESCU C., CIULCA S., LAZAR A., SCHITEA M., BADEA E. M., (2010). Intra-population genetic diversity in romanian alfalfa cultivars as revealed by SSR markers. Romanian Biotechnological Letters, 15(2): TAUTZ D., (1989). Hypervariability of simple sequences. Current Opinion in Genetics and Developement, 4: TOUIL L., GUESMI F., FARES K., ZAGROUBA C., FERCHICHI A., (2008). Genetic diversity of some mediterranean populations of the cultivated alfalfa (Medicago sativa L.) using SSR markers. Pakistan Journal of Biological Sciences, 11(15): Contact address: Mgr. Tereza Sabolová, Oddělení fyziologie a genetiky rostlin, Laboratoř molekulární biologie a genetiky, Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko, Zahradní 400/1, Troubsko, E- mail: sabolova@vupt.cz Osivo a sadba,

128 VLIV DOBY SKLADOVÁNÍ OSIVA VOJTĚŠKY NA JEHO KLÍČIVOST V ZÁVISLOSTI NA TVRDOSLUPEČNOSTI OSIVA Effect of Storage on Germination of Lucerne Seeds in Relation to Initial Hard Seed Content Josef Hakl, Jana Konečná, Jaromír Šantrůček KPT ČZU v Praze Abstract The storage of legume seeds affects their qualitative traits. The aim of this study was investigated the effect of initial hard seed content on changes of germination during three or four year storage period. The commercial seeds of 13 Czech lucerne varieties were evaluated. The significant decline of germination was observed already at three year storage period. The hard seed content was also reduced after three year, mainly at seeds with initial content over 3 %. After four year period, the seeds with initial hard seed content over 10 % achieved significantly higher germination in contrast to seeds with this initial value up to 10 %. It is possible to conclude, that the hard seed content is very important parameter connected with changes of seed germination during storage period. Keywords: forage, alfalfa, hard-seed, storage Souhrn Skladování osiv jetelovin má významný vliv na jeho parametry. Cílem této práce bylo určit vliv výchozí tvrdoslupečnosti na klíčivost osiva vojtěšky po tříletém nebo čtyřletém skladování. Testy probíhaly u 13 osiv českých odrůd vojtěšek. K průkaznému poklesu klíčivosti docházelo u všech osiv již po tříletém skladování. Obsah tvrdých semen se významně snižoval především u osiv s výchozí tvrdoslupečností vyšší než 3 %, a to již po třech letech. Po čtyřletém skladování dosahovala osiva s počáteční tvrdoslupečností vyšší než 10 % průkazně vyšší klíčivosti než osiva, jejichž počáteční tvrdoslupečnost byla nižší než 10 %. Výsledky ukazují, že tvrdoslupečnost osiv jetelovin lze pokládat za nejvýznamnější parametr ovlivňující změny klíčivosti během skladování. Klíčová slova: pícniny, tvrdoslupečnost, skladování Úvod Vojtěška setá je v České republice významnou pícninou, především v suchých a teplejších oblastech. Výběr vhodné odrůdy a kvalita osiva mají u všech polních plodin pro úspěšné zakládání porostů velký význam. U víceleté vojtěšky seté je však důraz na úspěšné založení porostu ještě vyšší s ohledem na skutečnost, že veškeré chyby při založení porostu se přenášejí do dalších let. Založení porostu je jedním z hlavních faktorů ovlivňující dosahovaný výnos píce porostů vojtěšky. Vzcházivost vojtěšky je důležitý parametr při založení porostu, který je významně ovlivněn vnitřními i vnějšími faktory. K vnějším faktorům patří vlastnosti půdy (Hakl et al., 2012), ale také například hloubka setí (Townsend, 1992). Podle Nelsona et al. (1998) jsou hlavní faktory ovlivňující vzcházivost a počáteční přežívání semenáčků vojtěšky především kontakt osiva s půdou a výskyt chorob či škůdců. Vliv podmínek prostředí a dopad aplikovaných technologických opatření při pěstování vojtěšky seté na výnos píce v podmínkách ČR souhrnně popisují Hakl et al. (2014). 126 Osivo a sadba,

129 Kvalita osiva se běžně hodnotí především jeho klíčivostí. Ta je u vojtěšky (a obecně u jetelovin) ovlivněna specifickou vlastností semen tzv. tvrdoslupečností. Podle našich předchozích výsledků (Hakl et al., 2009) během pětiletého skladování nedošlo k poklesu HTS, pokud byla výchozí tvrdoslupečnost 17 % a vyšší, zatímco pokles klíčivosti během tohoto období eliminovala až tvrdoslupečnost vyšší než 30 %. Také obsah tvrdých semen se v tomto období významně snižoval u osiv s výchozím podílem 17 % a vyšším. Tvrdoslupečnost osiva při sklizni závisí na řadě faktorů ročníku, šetrnosti výmlatu i na původu osiva (Klesnil et al., 1968) a z publikovaných výsledků vyplývá, že právě tvrdoslupečnost osiv jetelovin lze pokládat za nejvýznamnější parametr ovlivňující změny HTS a klíčivosti u osiv během skladování (Hakl et al., 2009). Tyto výsledky vycházely z testů 6 různých osiv vojtěšky (odrůda Jarka a 5 novošlechtění) během pětileté doby skladování, a proto zobecnění těchto výsledků v širším měřítku není korektní. Cílem této studie tedy bylo otestovat hypotézu o vlivu vyšších hodnot výchozí tvrdoslupečnosti na omezení redukce klíčivosti během skladování na širším souboru osiv českých odrůd vojtěšky. Metodika Pokusy s testováním klíčivosti 13 osiv vojtěšek (poskytnutých ŠS v Želešicích) po tříletém nebo čtyřletém skladování proběhly v roce U vzorků osiv byla vždy v osmi opakováních po 50 semenech stanovena klíčivost dle ČSN (5 dní ve tmě při 5 ºC, pak při 20 ºC v režimu 16 hodin den/8 hodin noc klíčení do 10. dne). Tyto testy byly provedeny v semenářské laboratoři čistící stanice osiv Chotiměř. Výsledek zkoušky se stanovil jako průměr čtyř opakování po 100 semenech. Za tvrdoslupečná jsou považována semena, která do konce zkušební doby nenabobtnala, protože jejich osemenění zabránilo přístupu vody k embryu. Tvrdá semena se podle vyhlášky 384/2006 Sb., započítávají ke klíčivým, u vojtěšky do maximálního podílu 40 %. Hodnoceno bylo osivo 7 českých odrůd vojtěšky seté: Pálava, Zuzana, Vlasta, Jitka, Kamila, Morava, Magda a Holyna, po třech nebo čtyřech letech od sklizně. Jako výchozí parametry osiv byly považovány hodnoty klíčivosti a tvrdoslupečnosti zjištěné během uznávacího řízení v roce sklizně pracovištěm ÚKZÚZ. Vliv dvou kategorií výchozí tvrdoslupečnosti a doby skladování na výsledné hodnoty klíčivosti byl statisticky vyhodnocen pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu s interakcí, zatímco porovnání původní klíčivosti a tvrdoslupečnosti při sklizni s hodnotami po 3 či 4 letech skladování se uskutečnilo jednostranným t-testem v programu STATISTICA. Výsledky a diskuse Při porovnávání vlivu doby skladování na změny sledovaných kvalitativních parametrů oproti výchozím hodnotám z roku uznání osiva bylo vyhodnocení provedeno pomocí jednostranného t-testu jak pro klíčivost, tak i pro tvrdoslupečnost. Výsledky jsou uvedeny v tab. 1 a 2, samostatně pro osiva se tříletou a čtyřletou dobou skladování. Změny v klíčivosti po třech letech skladování Výsledky v tab. 1. ukazují, že po třech letech skladování došlo k průkaznému snížení klíčivosti a tvrdoslupečnosti u všech hodnocených osiv. Toto zjištění podporuje závěry Acharya et al. (1998), kteří uvádějí pokles klíčivosti osiva vojtěšky již po tříletém skladování. Tab. 1: Vliv tříletého skladování na hodnoty klíčivosti (K) a tvrdoslupečnosti (T) osiv vojtěšky Odrůda K (%) 2009 K (%) 2012 P T (%) 2009 T (%) 2012 P Kamila E <0, <0,000 Morava C , <0,000 Magda SE <0, <0,000 Holyna SE <0, <0,000 Jitka SE , ,049 Osivo a sadba,

130 Změny v klíčivosti po čtyřech letech skladování Po čtyřech letech skladování došlo k průkaznému snížení klíčivosti u všech hodnocených osiv. K průkazné redukci podílu tvrdoslupečných semen docházelo pouze u některých osiv s počátečními hodnotami 2 3%. Acharya et al. (1998) uvádějí, že po 4 letém skladování nedochází k průkaznému snížení podílu tvrdých semen. V tomto experimentu však došlo u většiny testovaných osiv k průkaznému snížení tvrdoslupečnosti po tříleté či čtyřleté době skladování. To je v souladu s výsledky, které uvádí Hakl et al. (2009), kde při výchozím podílu tvrdých semen kolem 30 % dochází po čtyřech letech k průměrnému meziročnímu poklesu o cca 5 abs. %, při výchozím podílu % je meziroční pokles cca abs. 2 %. U osiva s výchozím podílem tvrdoslupečných semen cca 5 % byl již pokles nevýznamný. V souladu se závěry Hakla et al. (2009), k průkaznému snížení podílu tvrdých semen po čtyřletém skladování nedošlo v našem experimentu pouze u některých osiv s výchozí tvrdoslupečností cca 2 % Tyto výsledky nebyly ovlivněny výchozími parametry osiv, neboť z jejich provedeného porovnání vyplynulo, že mezi dvěma soubory osiv (tříleté nebo čtyřleté skladování) nebyly statisticky průkazné rozdíly v klíčivosti ani v tvrdoslupečnosti. Je tedy možné konstatovat, že mezi porovnávanými soubory osiv nebyly v roce registrace významné kvalitativní rozdíly. Tab. 2: Vliv čtyřletého skladování na hodnoty klíčivosti (K) a tvrdoslupečnosti (T) osiv vojtěšky Odrůda K (%) 2008 K (%) 2012 P T (%) 2008 T (%) 2012 P Pálava SE < 0, < 0,000 Niva SE < 0, ,516 Zuzana SE < 0, < 0,000 Vlasta SE < 0, < 0,000 Jitka SE < 0, ,001 Morava SE < 0, < 0,000 Magda SE < 0, < 0,000 Kamila SE < 0, ,320 Vliv výchozí tvrdoslupečnosti na snižování klíčivosti Osiva byla dále na základě výchozí tvrdoslupečnosti rozdělena do dvou kategorií (do 10 % a nad 10 %). Následně byl vyhodnocen vliv doby skladování a výchozí kategorie tvrdoslupečnosti na klíčivost a tvrdoslupečnost. Tyto výsledky jsou prezentovány v grafu 1. Lze shrnout, že po tříletém skladování nebyl významný rozdíl v dosažené klíčivosti osiv mezi kategoriemi výchozí tvrdoslupečnosti. Po čtyřletém skladování osiv však již došlo k průkaznému snížení klíčivosti u osiv s původní hodnotou tvrdoslupečnosti pod 10 %. Osiva s výchozí tvrdoslupečností nad 10 % si udržela vyšší hodnotu klíčivosti i po čtyřletém skladování. Z výsledků tedy vyplývá, že tvrzení Hakla et al. (2009) o tom, že tvrdoslupečnost osiv jetelovin lze pokládat za nejvýznamnější parametr ovlivňující změny klíčivosti během skladování, lze zobecnit i v rámci širšího souboru vzorků českých odrůd vojtěšky seté. Velkou roli na výsledky testů klíčivosti u starších osiv má i skutečnost, že při laboratorním testu mají semena optimální podmínky, kdy se nemusí projevit částečné snížení vlivu delšího skladování. Pro eliminaci nadhodnocování kvality u starších osiv by spíše vyhovovaly testovací podmínky mírně stresující, neboť při simulaci těchto podmínek v laboratoři se rozdíl mezi klíčivostí v laboratoři a polní vzcházivostí značně snižuje. Zde by proto byly patrně vhodnější spíše testy vitality osiva, mezi které u jetelovin patří například hodnocení vodivosti vodního výluhu osiva (Wang et al., 1996). Hodnoty vodivosti mají podle těchto autorů vyšší vztah ke vzcházivosti než ke klíčivosti. Jak však upozorňují na základě svých výsledků Hakl et al. (2013), hodnota vodivosti vodního výluhu osiva vojtěšky měla spíše 128 Osivo a sadba,

131 doplňkový charakter, a proto by měla být uváděna společně s klíčivostí osiva. Jak také potvrzují Pazderů a Hosnedl (2011), vitalita osiva významně ovlivňuje polní vzcházivost a ve stresových podmínkách prostředí je hlavním faktorem, který rozhodne o tom, zda se podaří založit optimální porost. Přesto není dosud považována za základní ukazatel kvality osiv, kterým je stále pouze klíčivost. Graf 1: Vliv výchozí tvrdoslupečnosti na klíčivost osiva vojtěšky po tříletém a čtyřletém skladování (rozdílné písmenné indexy vyjadřují statisticky průkazné rozdíly Tukey HSD testu, α = 0,05) Poděkování Autoři děkují Ing. Václavu Němcovi za zajištění laboratorních testů klíčivosti. Příspěvek byl zpracován na FAPPZ ČZU v Praze za podpory S grantu MŠMT ČR. Literatura ACHARYA S. N., STOUT D. G., BROOKE B., THOMPSON, D., (1998). Cultivar and storage effects on germination and hard seed content of alfalfa. Canadien Journal of Plant Science, 79 (2), ČSN : Osivo a sadba. Zkoušení osiva. (1984). HAKL J., FUKSA P., KONEČNÁ J., PACEK L., TLUSTOŠ P., (2014). Effect of applied cultivation technology and environmental conditions on lucerne farm yield in the Central Europe. Plant Soil Environment, 60, HAKL J., MARTINEK J., ŠANTRŮČEK J., KRAJÍC L., HLAVIČKOVÁ D., (2009). Změny u osiv českých novošlechtění vojtěšek v průběhu pěti let skladování. In. Seed and Seedlings IX, FEB 10, Praha, ČR, HAKL J., MÁŠKOVÁ K., ŠANTRŮČEK J., FÉR M. (2013). Vliv vodivosti osiva vojtěšky na jeho vzcházivost v různých půdních podmínkách. In. Seed and Seedlings XI., FEB 7, Praha, ČR, HAKL J., MÁŠKOVÁ K., ŠANTRŮČEK J., FÉR M., (2012). Seed emergence of lucerne varieties under different soil conditions. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 48, Osivo a sadba,

132 NELSON C.J., HALL M.H., COUTTS J.H. (1998). Seeding rate effects on self-thinning of alfalfa. In. Proc. Am. Forage and Grassl. Counc., Indianapolis, MAR 8 10, Georgetown, TX., PAZDERŮ K., HOSNEDL V. (2011). Vitalita jako základní informace o kvalitě osiva. In. Seed and Seedlings X., FEB 10, Praha, ČR, TOWNSEND C. E. (1992).: Seedling emergence of yellow-flowered alfalfa as influenced by seed weight and planting depth. Agronomy Journal, 84, KLESNIL A., VELICH J., REGAL V. (1965). Vojtěška. SZN, Praha, 201 s. Vyhláška č. 384/2006 Sb. Podrobnosti o uvádění osiva a sadby pěstovaných rostlin do oběhu WANG Y.R., YU L., NAN Z.B., (1996). Use of seed vigour test to predict field emergence of lucerne. New Zealand Journal of Agricultural Research, 39, Contact address: Josef Hakl, Katedra pícninářství a trávníkářství, ČZU v Praze, Kamýcká 957, Praha 6 Suchdol, hakl@af.czu.cz 130 Osivo a sadba,

133 VLIV PŘEDSEŤOVÉ APLIKACE RŮSTOVÝCH STIMULÁTORŮ NA RŮST A VÝVOJ TŘÍ ODRŮD BRAMBOR The Influence of Growth Stimulators on Growth and Development of Three Potato Varieties Maria Pytlarz-Kozicka 1, Lesław Zimny 2, Sylwia Lewandowska 3 1 Department of Crop Production 2 Department of Agroecosystems and Green Areas Management 3 Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland Abstract The study was conducted in years on the experimental field of Department of Crop Production in Pawłowice (51 09' N, 17 06' E), belonging to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The research was done on good rye soil complex, in a split-plot design with two variables: 1. Growth stimulators - a) Control - no treatment, b) Kelpak, c) Nano-Gro, 2. Varieties - Michalina, Viviana, Zenia belonging to different earliness groups and having different resistance to disease. Treatment of seed potatoes and their foliar application contributed to faster growth and development of plants and reduction of infection by pathogens. Potatoes of tested varieties, on the objects treated by stimulators Kelpak and Nano-Gro, were characterized by higher growth, higher number and mass of shoots, tubers during the vegetation season. Keywords: stimulators, treating, plant vigor, potato Souhrn Tato studie byla provedena v letech na experimentálním pozemku katedry rostlinné výroby v Pavlovicích (51 09' N, 17 06' E), patřícím Wroclawské univerzitě přírodních a živých věd. Výzkum byl založen na žitném typu půdy, ve split-plot designu se dvěma proměnnými: 1. Růstové stimulatory Kelpak, Nano-Gro a neupravená kontrola; 2. Odrůdy Michalina, Viviana, Zenia z různých skupin ranosti s různou odolností k chorobám. Úpravy sadby namáčením v růstových regulátorech spolu s foliární aplikací těchto preparátů přispěly k rychlejšímu růstu a vývoji rostlin bramboru a redukci infekce patogenů. Porosty testovaných odrůd po aplikaci obou růstových regulátorů měly vyšší růst, vyšší počet a objem stonků a vyšší počet nasazených hlíz ve vegetační sezóně. Klíčová slova: stimulátory, úpravy, vitalita, brambory Introduction Currently in agriculture besides chemical plant protection, to work against stressful conditions, which may appear during vegetation period, biostimulators are applied as seed dressing or sprays. They support and stimulate the development of plants and help to increase their productivity. Naturally biostimulators primarily stimulate root s development, what contributes to improve the supply of plant nutrients, thus accelerating life processes, the increase of resistance to stress conditions (drought) and simplify their regeneration after the cessation of unfavorable factor. Such plants are stronger and Osivo a sadba,

134 therefore also more resistant to pathogens. Besides, biostimulators have the advantage that due to the way of working are safe for environment, replacing partly chemical plant protection. Kelpak SL is a growth regulator produced from brown algae Ecklonia maxima, extracted from South Africa coast (Lamparski and Szczepanek, 2013). THE PRODUCT Supports the processes of plants adaptation to stressful conditions. It has been proved that plants treated with the extract of the brown algae are more resistant to drought, lack of nutrients in soil and salinity. The beneficial effect of this biostimulator appears in yield increase (Matysiak and Adamczewski, 2006). Nano-Gro is a plant growth stimulator that activates defense mechanisms of plants manifested in growth and strengthening the roots. This allows to absorb intensive nutrients from soil, which results in stronger growth and greater resistance to unfavorable environmental conditions. Nano-Gro is produced in form of granules consisting of oligosaccharide molecules impregnated with sulfate elements: Fe, Co, Al, Mg, Mn, Ni, Ag (at concentrations of 10-9 mol) ( The aim of this study was to determine the influence of growth stimulators with different spectra of action (Kelpak SL and Nano-Gro ) on the health and plants development of three potato varieties. Methods The field study was conducted in years , on the experimental field of Department of Crop Production in Pawłowice (51 09' N, 17 06' E), belonging to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The research was done in a split-plot design with two variables: 1. Growth stimulators - a) Control - no stimulator b) Kelpak SL c) Nano-Gro 2. Varieties - Michalina, Viviana, Zenia. The area of plots for planting and harvesting was 12,5 m 2 (2,5 m x 5 m). The experiment was set up on brown soil formed from weakly loamy sand on loose sand. The soil is classified as a V quality class, good rye complex. Soil reaction (ph) - slightly acidic, the abundance in phosphorus and potassium - very high, in magnesium - high. Planting was done manually by use of an indicator, using seed potatoes category B III, in the second half of April. The seed potatoes, according to the object, were primed wet, immediately before planting using a stimulator Nano-Gro at a dose of 1 pellet in 100 kg of potatoes or using Kelpak SL product in a concentration of 0.4 %. The observations were carried out during the vegetation and plant development period. The fallowing traits were tested: plant infection by pathogens, the occurrence of next development phases, the effectiveness of tested growth stimulators and their impact on plant ontogeny, the course of physiological processes and health. During the vegetation period foliar treatments were used by means of Nano-Gro stimulator (8 pellets/ha) in phase BBCH 50-59, while Kelpak SL in phases BBCH and In phases BBCH 50-59, and 70-79, 5 consecutive plants were taken as samples from each plot to determine the number of shoots, tubers and stolons. Next, above ground plant parts, tubers and roots were weighed to analyze the influence of tested products on growth stimulation and development of plants. The results were statistically elaborated by analysis of variance, for twofactorial experiment established in split-plot method. The significant effect of tested factors was determined based on F-test in analysis of variance. Weather conditions in tested years, during the vegetation period of potatoes, differed from their water needs (tab. 1). Rainfall distribution was very uneven and unfavorable for potato yield in years 2010 and 2011, while monthly average temperatures were higher than the annual precipitation mean. 132 Osivo a sadba,

135 Tab. 1: Weather conditions during vegetation season in years of conducted research. Wrocław- Swojec Years Month IV V VI VII VIII IX air temperature ( 0 C) ,3 12,7 17,9 21,4 18,9 12, ,9 14,8 19,1 18,1 19,2 15, ,8 15,8 17,3 20,0 19,3 14, ,6 13,9 16,9 18,7 18,2 13,7 rainfall (mm) Needs [Dzieżyc i in.1987] ,4 140,7 32,9 78,6 109,1 134,1 Cover % ,0 49,4 95,7 170,9 78,9 30,4 Cover % ,6 63,7 94,7 108,0 73,2 52,6 Cover % Results and discussion In agriculture, to strengthen the competitiveness of crops, and in order to increase their tolerance to unfavorable factors, some treatments with supporting plant substances are used during the vegetation season (Ananieva et al., 2002, Bergmann et al. 2002, Agarwal et al., 2005, El-Tayeb, 2005, Al-Khateeb, 2006, Arfan et al., 2007, Khan and Sarvajeet, 2007, Grzyś, 2012). In treatments aimed at increasing the yield potential of crops are more widely used resources of plant origin such as biostimulators. Numerous studies and scientific reports, observations of farming practices, as well as information of biosubstances manufacturers indicate their positive impact on the physiological processes taking place in the crop plant (Matysiak and Adamczewski, 2009). More and more often are also used methods, in which seeds before sowing are subjected to treatments, which speed up the growth and plant development and increase their tolerance to negative environmental factors. For this purpose some treatments were used such as: hydrating conditioning, sowing germinated seeds, laser biostimulation soaking in solutions of growth regulators or in other substances characterized by stimulation effects on seed germination and seedling growth (Pabis, 2000). The stimulators used in the experiment did not affect the length of vegetation period (tab. 2). Only slightly differences in the length of some phenophases of tested varieties on objects were found out, in which the stimulator had been used relative to the control. Some studies show that growth stimulators can reduce plant infection caused by pathogens (Szymczak-Nowak, 2009), may limit the occurrence of pests (Tomczyk and Rudzińska, 2011) and can also limit the pressures of phytophages (Hankins and Hockey, 1990). Osivo a sadba,

136 Tab. 2: Development of plants. Average for tested years Phenophase Control Kelpak SL Nano-Gro M* V* Z* M V Z M V Z Planting Beginning of emergence 28** Fullness of emergence Formation of shoots Beginning of budding Fullness od budding Beginning of flowering Fullness of flowering End of flowering Plants wither Length of vegetation season *M Michalina, V* Viviana, Z * Zenia, (28**) The pass time since the previous development phase The use of these substances in potato cultivation favored to reducing the potato plant infection caused by Phytophtora infestans (tab. 3) and contributed to the reduction of Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata). Phytosanitary value of biostimulators used in reducing plant infection by pathogenic fungi, causing Phytophtora infestans, was significant. It can be assumed that after application of biostimulators some biochemical changes occur in a plant, characterized by increased excrete of volatile organic compounds, responsible for the selection and settlement mechanism of plants (Piesik, 2008). Before the detailed studies on the biochemical level, it is necessary to confirm scientifically the impact of algae extracts applications on the numbers of phytophages, especially during periods of their mass occurrence of economically important plant species. Tab. 3: Plant infection by Phytophtora infestans (scale of 9 degrees). Average for tested years Date of Control Kelpak SL Nano-Gro observation M* V* Z* M V Z M V Z 1 4 VII VII VII VII VII 2 VIII VIII VIII M* Michalina, V* Viviana, Z* Zenia, 9 no infection, 1 total infection 134 Osivo a sadba,

137 Growth stimulators improve the downloads of minerals and stimulate the growth of roots and leaves (Michalski et al., 2008) and consequently may contribute to improve the productivity of crops (Matysiak et al., 2011; Truba et al., 2012). Potato productivity depends, inter alia, on the number of shoots per hectare. Moreover, potatoes cultivated on objects, where stimulators were used, gave the bushes with a slightly larger number of shoots (tab. 4). However, this trait has not been proven with statistical test. Quantity of shoots on plant, as well as per hectare, depended significantly on the varietal characteristics. Plant height depended on the measurement date and the tested object (graph 1). The highest plants were observed on the objects on which Kelpak SL was used, while the lowest on control objects. Tab. 4: The number of shoots per 1 plant and 1 ha (thous. pcs.). Average for tested years Stimulator Cultivar Number of shoots per plant per 1 ha Control - 3,3 152,8 Kelpak SL - 3,4 154,6 Nano-Gro - 3,7 168,0 NIR (α = 0,05) i.d. i.d. - Michalina 3,3 147,5 - Viviana 2,8 128,0 - Zenia 4,4 199,8 NIR (α = 0,05) 0,5 24,6 i.d.- insignificant difference Graf 1: Plant height. Average for stimulators Janas (2011) investigating Arugula (Eruca sativa), commonly known as rucola, showed that presowing bioconditioning with Nano-Gro product resulted in an increase in plants resistance to disease and unfavorable climatic conditions, the induction of metabolic processes and improvement of plant vigor. A significant improvement in plant vigor was stated in own studies of dynamics of growth and development plants during potato vegetation period (tab. 5, 5a, 5b). Osivo a sadba,

138 Tab. 5: Dynamics of plants development BBCH Average for 1 plant Stimulator Cultivar Quantity shoots tubers shoots tubers Mass [g] roots and stolons Control - 3,3 7,9 92,7 57,3 13,7 164,0 Kelpak SL - 3,5 10,5 124,0 64,3 22,3 221,0 Nano-Gro - 4,1 12,4 148,0 88,7 24,3 261,0 NIR (α = 0,05) i.d. 1,5 6,9 4,9 1,1 8,9 total - Michalina 3,3 9,7 120,0 59,7 21,3 201,0 - Viviana 2,8 9,8 104,3 98,3 20,3 223,0 - Zenia 4,8 11,3 145,0 52,3 18,7 216,0 NIR (α = 0,05) i.d. 0,6 5,4 4,8 i.d. i.d. i.d.- insignificant difference Tab. 5 a: Dynamics of plant development BBCH Average for 1 plant Quantity Mass [g] Stimulator Cultivar shoots tubers stolon s shoots tubers roots and stolon s total Control - 3,2 7,0 7,8 153,0 188,3 24,0 365,3 Kelpak SL - 3,5 7,5 9,6 211,3 247,3 31,0 489,6 Nano-Gro - 3,6 7,5 11,1 223,3 276,7 28,3 528,3 NIR (α = 0,05) i.d. i.d 1,4 7,7 8,1 2,2 9,1 - Michalina 3,7 7,8 12,4 185,3 243,3 38,3 453,3 - Viviana 2,9 10,0 7,1 193,0 237,7 20,3 451,0 - Zenia 3,4 7,5 8,9 209,3 233,3 24,7 467,3 NIR (α = 0,05) 0,4 0,7 0,9 i.d. i.d. 2,0 i.d. i.d.- insignificant difference 136 Osivo a sadba,

139 Tab. 5 b: Dynamics of plant development BBCH Average for 1 plant Stimulator Cultivar Quantity shoots tubers stolons shoots tubers Mass [g] roots and stolons Control - 2,7 10,3 10,2 197,3 495,7 18,7 711,7 Kelpak SL - 3,9 11,5 14,3 229,3 556,7 23,0 809,0 Nano-Gro - 4,6 13,7 17,5 271,3 753,3 33,7 1058,3 NIR (α = 0,05) i.d. 0,4 1,9 12,0 11,3 3,7 12,8 total - Michalina 3,1 14,9 16,1 204,7 555,7 27,7 788,1 - Viviana 3,9 9,5 14,0 94,3 538,7 16,7 649,7 - Zenia 4,1 11,1 11,9 399,0 711,3 31,0 1141,3 NIR (α = 0,05) 0,6 3,5 2,0 i.d. 9,2 3,3 i.d. i.d.- insignificant difference In research of plant growth, conducted in phase BBCH 51-59, was stated that the highest number of shoots, tubers and their mass were characterized by potatoes farming on the objects stimulated with Nano-Gro product. Mass of shoots, tubers and roots was here higher 35-44% than on control objects, while a difference in favor of Nano-Gro product in relation to Kelpak SL was from 8 % to 16. Among tested varieties, Michalina variety had the highest mass of plants. In research of plant development dynamics, in phase BBCH 61-69, the differences between plant mass on the objects stimulated with Nano-Gro and Kelpak SL product, and the control had decreased 3 10 %, depending on the tested trait. HOwever, in phase BBCH the plants were characterized by the highest mass on all objects in comparison to the previous development phases. The increase of total mass relative to BBCH ranged from 39.5 %, in case of plants on objects stimulated with Kelpak SL, to 50.1 on objects stimulated with Nano-Gro. The plant mass of tested varieties depended mainly on phenological phases and the maturity class of variety. The lowest mass was characterised by a very early Viviana variety, while the highest by medium late Zenia variety. Conclusions The use of growth stimulators Kelpak SL and Nano-Gro in potato cultivation positively influenced on growth and development of plants and reduced the number of plants infected by Phytophtora infestans. The three-year conducted study shows that stimulator Nano-Gro has the greatest potential to reduce the negative impact of stress conditions on potato plants. Literature AGARWAL S., SAIRAM R.K., SRIVASTAVA G.C., MEENA R.C., (2005). Changes in antioxidant enzymes activity and oxidative stress by abscisic acid and salicylic acid in wheat genotypes. J. Biol. Plant., 49 (4), AL-KHATEEB S.A., (2006). Promotive effect of 5-aminolevulinic acid on growth yield and gas exchange capacity of barley (Hordeum vulgare L.) grown under different irrigation regimes. J. King Saud Univ. Agric Sci., 18 (2), ANANIEVA E.A., ALEXIEVA V.S., POPOVA L.P., (2002). Treatment with salicylic acid decreases the effects of paraquat on photosynthesis. J. Plant Physiol., 159 (7), Osivo a sadba,

140 ARFAN M., ATHAR H.R., ASRAF M., (2007). Does exogenous application of salicylic acid trough the rooting medium modulate growth and photosynthetic capacity in two differently adapted spring wheat cultivars under salt stress? J. Plant Physiol., 164, BERGMANN H., ROST S., MACHELETT B., (2002). Improvement of drought tolerance and changes of glycine betaine or proline accumulation in Hordeum vulgare L. by choline and 2-aminoethanol treatments. J. Appl. Bot., 76, DZIEŻYC J., NOWAK L., PANEK K., (1987). Dekadowe wskaźniki potrzeb opadowych roślin uprawnych w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 314, EL-TAYEB M. A.,(2005). Response of barley grains to the interactive effect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regul., 45, ERLICHOWSKI T., PAWIŃSKA M., (2003). Biologiczna ocena preparatu Kelpak w ziemniaku. Prog. Plant Prot. 43 (2), GRZYŚ E., (2012). Wpływ wybranych substancji biologicznie czynnych na kukurydzę uprawianą w warunkach stresu. Monografie CXLV, UP Wrocław. HANKINS S.D., HOCKEY H.P., (1990). The effect of a liquid seaweed extract from Ascophyllum nodosum (Fucales, Phaeophyta) on the twospotted red spider mite Tetranychus urticae. Hydrobiologia 204 (205), JANAS R. (2011). Wpływ środków biologicznych o różnych mechanizmach działania na metabolizm roślin i jakość nasion rokietty siewnej. Biul. Inst. Hod. Aklim. Rośl. 262, KHAN N.A., SARVAJEET S., (2007). Abiotic Stress and Plant Responses, New Delhi, India: Narosa Publishing House. LAMPARSKI R., SZCZEPANEK M., (2013). Effect of bioregulator Kelpak application in spring wheat on the occurrence of phytophagous insects. Prog. Plant Prot. 53/1, MATYSIAK K., ADAMCZEWSKI K., (2009). Regulatory wzrostu i rozwoju roślin kierunki badań w Polsce i na świecie. Prog. Plant Prot. 49 (4), MATYSIAK K., ADAMCZEWSKI K., KACZMAREK S., (2011). Response of some crops cultivated in Great Poland to application of Asahi SL. Prog. Plant Prot. 51 (4), MICHALSKI T., HOROSZKIEWICZ-JANKA J., BARTOS-SPYCHAŁA M., (2008). Skuteczność Asahi SL w ochronie mieszanki jęczmienia z pszenicą w porównaniu do siewów czystych. In: Międzynar. Konf. Nauk. Biostymulatory w nowoczesnej uprawie. Warszawa, r. Ed. Z.T. DĄBROWSKI. Wieś Jutra, PIESIK D., (2008). Wpływ żerowania larw i chrząszczy skrzypionki zbożowej (Oulema melanopus L., Coleoptera: Chrysomelidae) na wydzielanie lotnych związków organicznych przez pszenicę (Triticum aestivum L. emend. Fiori et Paol.) oraz reakcja imagines na te komponenty. Rozprawa habilitacyjna 131. UT-P, Bydgoszcz, 88 pp. SZYMCZAK-NOWAK J., (2009). Effect of biostimulators on health and yielding of sugar beet. Prog. Plant. Prot. 49 (4), TOMCZYK A., RUDZIŃSKA M., (2011). Influence of selected biostimulators on harmfulness of two-spotted spider mite (Tetranychus urticae Koch) for glasshouse cucumber. Prog. Plant.Prot. 51 (1), TRUBA M., JANKOWSKI K., SOSNOWSKI J., (2012). Reakcja roślin na stosowanie preparatów biologicznych. Ochr. Śr. Zasobów Nat. 53, Contact address: Dr hab. Maria Pytlarz-Kozicka, Department of Crop Production, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Poland, Wrocław, Plac Grunwaldzki 24 A, maria.pytlarz-kozicka@up.wroc.pl 138 Osivo a sadba,

141 VLIV NAMÁČENÍ HLIZ V RŮSTOVÝCH STIMULÁTORECH NA VÝNOS VYBRANÝCH ODRŮD BRAMBOR The Impact of Growth Stimulators on Yielding of Selected Potato Varieties Maria Pytlarz-Kozicka 1, Lesław Zimny 2, Sylwia Lewandowska 3 1 Department of Crop Production 2 Department of Agroecosystems and Green Areas Management 3 Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland Abstract The study has shown that seed treatment with stimulators contributed to the increase of total yield and changes in its structure. Tested varieties of potato treated with stimulator Kelpak were characterized by higher tuber yield of commercial fraction, higher tuber mass and higher yield of dry matter and starch. Treating with stimulator Nano-Gro had a positive impact on total tuber yield, % of seed potatoes, reproductive coefficient and protein content in tubers. Control objects were characterized by the highest percentage content of dry matter and starch. Keywords: biostimulators, treating, yield, potato Souhrn Tato studie ukazuje, že namáčení sadby brambor do stimulátorů růstu může přispívat k navýšení výnosu a změnám výnosových prvků u brambor. U hodnocených odrůd brambor, jejichž sadba byla namočena do přípravku Kelpak, byl zjištěn vyšší výnos tržních hlíz, vyšší hmotnost hlíz a vyšší výnos sušiny a škrobu. Úprava sadby stimulátorem Nano-Gro měla pozitivní vliv na celkový výnos hlíz, % sadbových hlíz, množitelský koeficient a obsah proteinu v hlízách. Vyššího procentický podíl sušiny a škrobu byl zjištěn na neupravené kontrole. Klíčová slova: Introduction Biostimulators used in plants cultivation stimulate life processes and increase their resistance to stress conditions, contributing to get a higher and better quality yield (Kocira et al., 2013). Research, scientific reports and observations of agricultural practices indicate their positive impact on physiological processes occurring in crop. The yield of potatoes depends on a number of factors. The most important factors are: selection of healthy seed potatoes, proper density per hectare and the level of fertilization. The increase of potato yields thanks to traditional agricultural treatments is low, especially on light soils. Growth regulators might be the factors that allow to use better potential of potato yield. The efficiency of growth regulators is different and depends on following factors such as: species and plant variety, type and concentration of formulation, method of its application, habitat conditions during the growing season (Sawicka, 1994). At present, there are many products classified as biostimulators used in agriculture, such as fungicides, herbicides, insecticides and others. Chemical control of ontogenesis is thus becoming particularly important. This is indicated by widening circle of researchers dealing with these issues as well as the increase of preparations on the market. They increase the resistance of plants to stress factors Osivo a sadba,

142 and stimulate life processes (Jankiewicz et al., 1997). There is a general statement that biostimulators are safe for environment. However, in literature there are few publications concerning the use of these compounds in the cultivation of agricultural crops. The study is carried out primarily on spring rape, sugar beet, spring barley and spring wheat (Słowiński, 2004). Recently, growing interest in regulating growth substances and development of plants has been established. It is linked to the discovery of previously unknown compounds and more intensive research in this area (Szweykowska, 1997). Health-promoting effects of bio-stimulators are particularly visible when the plants are exposed to abiotic stress (Gawrońska et al., 2008), and cultivation conditions deviate from the optimal (Janas and Grzesik, 2011; Parylak and Pytlarz, 2015). Natural biostimulators first of all stimulate roots development, that contributes to improving the supply of plant nutrients, speed up life processes, increases resistance to stress conditions and simplify their recovery after the cessation of unfavorable factor. Such plants are stronger and more resistant to pathogens. These products are safe for environment and replace partly chemical protection. The aim of this study was to determine the influence of growth stimulators Kelpak SL and Nano-Gro on yield and its quality of three potato varieties. Methods The experiment was conducted in years on the experimental field of Department of Crop Production in Pawłowice, belonging to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The research was done in a split-plot design with two variables: 1. Growth stimulators - a) Control - no stimulators, b) Kelpak, c) Nano-Gro, 2. Varieties - Michalina, Viviana, Zenia, belonging to different groups of earliness and expressing different resistance to disease. The experiment was set up on brown soil formed from weakly loamy sand on loose sand of good rye soil complex. Soil reaction (ph) - slightly acidic, the abundance in phosphorus and potassium - very high, in magnesium - high. Potato planting was done in the second half of April, using seed potatoes category B III. The seed potatoes of testing varieties were primed wet, immediately before planting, using a stimulator Nano-Gro at a dose of 1 pellet in 100 kg of potatoes or using Kelpak SL in a concentration of 0.4%. Kelpak SL is a growth regulator produced from brown algae Ecklonia maxima (Lamparski and Szczepanek 2013). The product supports the processes of plants adaptation to stressful conditions. The beneficial effect of this biostimulator appears in yield increase (Matysiak and Adamczewski 2006). Nano-Gro is a plant growth stimulator that activates defense mechanisms of plants manifested in growth and strengthening the roots. This allows to absorb intensive nutrients from soil, which results in stronger growth and greater resistance to unfavorable environmental conditions ( Tab. 1: Averages of air temperature and sums of rainfall in the growing period. Wrocław-Swojec Years Months Averag IV V VI VII VIII IX e/ Sum air temperature [ 0 C] ,3 12,7 17,9 21,4 18,9 12,5 15, ,9 14,8 19,1 18,1 19,2 15,4 16, ,8 15,8 17,3 20,0 19,3 14,6 16, ,6 13,9 16,9 18,7 18,2 13,7 15,0 rainfall [mm] ,4 140,7 32,9 78,6 109,1 134,1 540, ,0 49,4 95,7 170,9 78,9 30,4 452, ,6 63,7 94,7 108,0 73,2 52,6 419, ,1 55,4 71,8 87,4 72,3 47,2 371,2 The observations of growth and plant development period, plant infection caused by pathogens were carried out during vegetation period. At the same time foliar treatments were used with Nano- 140 Osivo a sadba,

143 Gro stimulator (8 pellets/ha) in phase BBCH 50-59, while Kelpak SL in phases BBCH and The potatoes were harvested after natural drying haulms. After harvesting total yield of tubers and its structure, the starch content (using a polarimeter Polax-2L), the reproductive coefficient and the mass of average tuber was determined. Dry matter content by drying-weighing method and total protein content by Kjeldahl method was also determined. The results were statistically elaborated using analysis of variance, for two-actorial experiment established in split-plot method. The significant effect of tested factors was determined based on F-test in analysis of variance. The weather conditions during years were different (tab. 1). Average air temperature, from April to September, in all years was higher than multiannual average. Also the total amount of rainfall for the whole vegetation period exceed multiannual sums, especially in the first year of the study. The weather was shaped similarly in various months. This following weather course favored to growth and yielding of potato. Results and discussion In the scientific literature, there are few studies connected with the use of growth biostimulators in potato cultivation. The size and yield structure of potato crop depends on a number of factors. Agronomic factors, climatic and varietal are mentioned as the most important factors. Among the agronomic conditions, the production system has a great importance. In Poland dominates a conventional tillage system, hence the interest in the use of natural growth regulators is negligible. Reducing the use of chemicals in the integrated system or their total giving up in organic farming results in lower yield, but it is a yield of better quality (Zarzyńska, 2010). Kalbarczyk (2004) in his study underlines that in the southwestern part of the country meteorological factors have about 20 percent impact on the yielding variability in potato experimenting. In Polish climatic conditions rainfalls higher than average, during the summer period, resulted in increased yield, but only by properly conducted agricultural techniques. Weather conditions during the vegetation of potatoes in different study years differed from mean multiannual period. Rainfall distribution was very uneven and unfavorable to the yield of potatoes, while the monthly average temperatures were higher than the mean multiannual period (tab. 1), what might have an impact on the yield and quality. Tab. 2: Tuber yield. Average for tested years. Stimulator Cultivar Yield of tubers (t ha -1 ) total seed potatoes marketable Control - 30,8 22,4 26,1 Kelpak SL - 33,6 21,3 28,9 Nano- Gro - 33,8 20,9 28,1 NIR (α = 0,05) i.d. 1,2 0,8 - Michalina 35,3 22,8 31,7 - Viviana 26,8 18,3 20,9 - Zenia 36,1 23,6 30,5 NIR (α = 0,05) 5,2 4,5 4,9 i.d.- insignificant difference Matysiak and Adamczewski (2006), who studied the effect of bioregulator Kelpak on yielding of various types of cereals observed that Kelpak did not damage tested crop species and the crop growth after using this bioregulator varied depending on the species of 5-6 % for winter wheat and triticale, to 28 % for maize. Tested potato varieties in own studies also responded to rise of total yields on the use of tested stimulators from 8.2 % (Kelpak SL) to 8.8 % (Nano-Gro ), in relation to the controlled object (tab. 2). The yield of seed potatoes (tubers mm) from 4.9% to 6.7 % decreased under the Osivo a sadba,

144 influence of stimulators usage, while the yield of commercial fraction increased ( > 40 mm), respectively 9.7 % and 7.2 %. There were no significant differences among the studied varieties on the type of used growth stimulator. The percentage of seed potatoes in the total yield was lower on the objects with the use of stimulators (tab. 3), while the share of commercial fraction was slightly higher, but the differences were not statistically proven. Tab. 3: Percentage of seed potatoes and marketable tubers in total yield. Seed potatoes Marketable tubers Stimulator Cultivar % % Control - 71,9 85,9 Kelpak SL - 65,1 87,2 Nano-Gro - 67,0 86,2 NIR (α = 0,05) 1,4 i.d. - Michalina 65,0 89,8 - Viviana 73,9 84,3 - Zenia 65,0 85,2 NIR (α = 0,05) i.d. i.d. i.d - insignificant difference Erlichowski and Pawińska (2003) stated that the use of Kelpak resulted in a significant yield increase of Bryza variety and also an increase in the number of tubers of this variety, having a diameter greater than 60 mm. However, the authors underline the dependency of action of biostimulators on a proper dose of product, time of its use and the use of specific variety in cultivation. Also Kocira et al. (2013) stated an increase in yields and in the number and mass of French bean seeds after using an extract from brown algae Ecklonia maxima. Spiżewski (2014), in contrast, got higher yields at 14 % under the soaking effect of onion seeds in extract from brown algae Ecklonia maxima. Matysiak and Adamczewski (2006) observed an increase in grain yield, but also observed a tendency to reduce the mass of grains under the influence of tested stimulator. Sawicka (1994), based on her own observations on 37 potato varieties indicates that the reaction of varieties on the used biostimulators was different and depended mainly on varietal characteristics. Matysiak and Adamczewski (2010) also underline that certain varieties of the same species have greater "vulnerability" to Kelpak product. They applied this product in the form of spray at a potato plant height cm. Plants treated with Kelpak were characterized by a higher yield than the control objects (approx. 14% at a dose of 2.0 l.ha -1 ). Graf 1: The structure of Šeld (averages of years and stimulators) 142 Osivo a sadba,

145 In own study the yield structure was not significantly varied and was close to when stimulators were used as well as on control object (fig. 1). The yield structure of tested varieties depended on genetic traits the influence of tested stimulators on this trait was not stated (fig. 2). Michalina and Zenia formed more large tubers with a diameter greater than 60 mm, whereas Viviana variety less. The used biostimulators in experiment also positively affected on the average mass of tubers and the reproduction coefficient (tab. 4). The mass of tuber rose by 2.3 % under the influence of Kelpak, and by 9.5 % thanks to Nano-Gro. Similar results were obtained by testing reproductive coefficient. Comparing the testing varieties, Zenia variety had the highest tuber mass (101.7 g), while the highest reproduction coefficient had Michalina variety ((8.7). Graf 2: Structure of yield (averages of years and varieties) Tab. 4: Mass of average tuber and harvested year per unit of seed (averages of years) Stimulator Cultivar Mass of tuber Harvested yield per unit (g) of seed Control - 88,6 7,5 Kelpak SL - 90,8 7,8 Nano-Gro - 97, 9 8,3 NIR (α = 0,05) 3,8 0,7 - Michalina 94,6 8,6 - Viviana 81,0 6,9 - Zenia 101,7 8,1 NIR (α = 0,05) 7,5 0,9 Tab. 5: Yield of dry matter, starch and protein (averages of years) Stimulator Cultivar Dry matter Starch Protein % t ha -1 % t ha -1 % kg Control - 19,8 6,10 12,2 3,76 1, Kelpak SL - 18,9 6,55 11,9 4,02 1, Nano-Gro - 19,4 6,35 11,8 3,96 1, NIR (α = 0,05) 0,6 0,2 i.d. i.d. i.d. 12,3 - Michalina 19,7 6,95 12,0 4,24 1, Viviana 19,1 7,18 11,3 3,35 1, Zenia 19,3 6,97 12,5 4,51 1, NIR (α = 0,05) i.d. i.d. 0,5 0,2 0,1 24,9 i.d - insignificant difference Osivo a sadba,

146 Erlichowski (2005) in his own study confirmed that the use of Kelpak affects not only the yield but also the chemical composition of tubers (tab. 5). Potatoes of tested varieties were characterized by higher dry matter yield and starch on the objects treated with Kelpak. Treatment with Nano-Gro influenced positively on the protein content in tubers. However, control objects were characterized by the highest percentage content of dry matter and starch. Conclusions The use of biostimulators Kelpak SL and Nano-Gro resulted in higher total yields and trade fraction. The mass of tubers and % of large tubers has been also increased. Treatment with tested biostimulators influenced positively on the chemical composition of tubers. Kelpak influenced on higher yield of dry matter and starch, whereas Nano-Gro on protein content in tubers. Control objects were characterized by a higher percentage content of dry matter and starch. Literature ERLICHOWSKI T., (2005). Wpływ zastosowania regulatorów rozwoju roślin na cechy jakościowe i plonowanie ziemniaka. Prog. Plant Prot. 45, 2: ERLICHOWSKI T., PAWIŃSKA M., (2003). Biologiczna ocena preparatu Kelpak w ziemniaku. Prog. Plant Prot. 43 (2): GAWROŃSKA H., PRZYBYSZ A., SZALACHA E., SOWIŃSKI A., (2008). Physiological and molecular mode of action of Asahi biostimulator under optimal and stress conditions. In: Biostimulators in Modern Agriculture General Aspects (Ed. H. GAWROŃSKA). Editorial House, Wieś Jutra, Warsaw, p JANAS R., GRZESIK M., (2011). Możliwości zastosowania wybranych preparatów biologicznych w ekologicznej uprawie roślin prozdrowotnych. J. Res. Appl. Agric. Engin. 56 (3): JANKIEWICZ L.S., (1997). Regulatory wzrostu i rozwoju roślin. Zastosowanie w ogrodnictwie, rolnictwie, leśnictwie i kulturach tkanek. Wyd. Naukowe PWN. Warszawa. KALBARCZYK R., (2004). Czynniki agrometeorologiczne a plony ziemniaka w różnych rejonach Polski. Acta Agrophys. 4, 2: KOCIRA A., KORNAS R., KOCIRA S., (2013). Effect Assessment of Kelpak SL on the bean yield (Phaseolus vulgaris L.). J. Central Europ. Agric., 14(2), p LAMPARSKI R., SZCZEPANEK M., (2013). Wpływ stosowania bioregulatora Kelpak na występowanie fitofagów w pszenicy jarej. Prog. Plant Prot. 53 (1), MATYSIAK K., ADAMCZEWSKI K., (2006). Wpływ bioregulatora Kelpak na plonowanie roślin uprawnych. Prog. Plant Prot. 46 (2): MATYSIAK K., ADAMCZEWSKI K,. (2010). Wpływ preparatów Moddus 250 EC, Kelpak SL, Algaminoplant, Humiplant i Yeald Plus na wielkość i strukturę plonu bul ziemniaka. Ziemn. Pol. 1: PARYLAK D., PYTLARZ E., (2015). The use Nano-Gro biostimulant and stubble catch crop as a plant-health factor in winter wheat continuous crop. Prog. Plant Prot. (in print). SAWICKA B., (1994). Gospodarczy efekt stosowania regulatorów wzrostu uprawie 37 odmian ziemniaka. Pestycydy 3: SŁOWIŃSKI A.,(2004). Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Ochrona roślin 2: SPIŻEWSKI T., (2014). Nowoczesne rozwiązania w uprawie cebuli. Warzywnictwo SZWEYKOWSKA A., (1997). Fizjologia Roślin. Wyd. Naukowe UAM, Poznań. ZARZYŃSKA K., (2010). Tuber size distribution of potatoes grown in organic and integrated crop production systems in different environmental conditions. J. Res. Appl. Agric. Engin. 184.Vol. 55, 4: Contact address: Dr hab. Maria Pytlarz-Kozicka, Department of Crop Production, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Poland, Wrocław, Plac Grunwaldzki 24 A, maria.pytlarz-kozicka@up.wroc.pl 144 Osivo a sadba,

147 VLIV SKLADOVÁNÍ SADBOVÝCH BRAMBOR NA RYCHLOST POČÁTEČNÉHO RŮSTŮ NATĚ Influence of Storage Conditions of Seed Potatoes on the Speed of Initial Growth of Haulms Šottníková V. 1, Hřivna L. 1, Kučerová J. 1, Burešová I. 2 1 Ústav technologie potravin, Mendelova univerzita v Brně 2 Ústav technologie potravin, UTB ve Zlíně Abstract The influence of two storage temperatures 5-7 C and 2-4 C was monitored on seed potatoes with different cooking type. The effect of reducing sugars and starch in seed potatoes on the initial growth rate of haulms and effect on the sensory quality after cooking were determined. There was the lowest decrease in starch content for the period 2011 and 2012 in case of the variety Ditta stored at 5 7 C. The highest increase of reducing sugar content had variety Redstar stored at 2-4 C. The same variant of Redstar had the fastest response speed initial growth haulms at lower storage temperature, which is directly correlated with the amount of reducing sugars provided. Keywords: seed potato, reducing sugars, initial growth rate of haulms Souhrn Byl sledován vliv skladování sadbových brambor při dvou teplotách skladování 5 7 C a 2-4 C. Byl stanoven vliv obsahu redukujících cukrů a škrobu u sadbových brambor na rychlost počátečního růstů natě a vliv na senzorickou kvalitu po uvaření. K nejnižšímu poklesu obsahu škrobu za období 2011 a 2012 došlo u odrůdy Ditta při skladování při teplotě 5 7 C. K nejvyššímu nárůstu obsahu cukru u odrůdy Redstar při uskladnění v podmínkách 2 4 C. Odrůda Redstar měla i nejrychlejší reakci na rychlost počátečního růstů natě při nižší skladovací teplotě, což je v přímé korelaci s množstvím stanovených redukujících cukrů. Klíčová slova: sadbové brambory, redukující cukry, rychlost počátečního růstů natě Úvod Celosvětově patří brambory mezi významné plodiny, a to nejen z pohledu lidské výživy, ale i krmivářství. Podle statistických údajů FAO je druh Solanum tuberosum, s roční produkcí kolem 320 milionů tun, na čtvrté příčce celosvětově významných plodin, hned za pšenicí, rýží a kukuřicí. Tak jako brambory zmírnily hladomory po svém příchodu do Evropy, mohly by v současnosti sehrát podobnou roli i v rozvojových zemích. Částečně se to daří již dnes, ačkoliv je spotřeba brambor v rozvojových zemích stále až čtyřikrát nižší než v rozvinutých průmyslových zemích (Prugar, 2009). O významu brambor svědčí i to, že před více než 40-ti lety bylo v Peru nedaleko hlavního města Limy založeno Mezinárodní bramborářské centrum CIP (Centro Internacional de la Papa) (Hejný, 1994). V genové bance CIP je přes vyšlechtěných i planých odrůd brambor, jejichž vzájemným křížením by se do budoucna měla vyšlechtit ideální odrůda brambor jak po stránce pěstitelské, tak nutriční i kulinární (Jůn, 2007), proto je potřebné věnovat pozornost produkci kvalitní sadby. Zemědělci pěstující brambory by měli pěstovat jen zdravou a certifikovanou sadbu. Osivo a sadba,

148 Metodika Vzorky sadbových brambor byly odebrány ve firmě SENECO, spol. s r.o. v hospodářském roce 2011 a Firma SENECO, spol. s r.o. má sídlo v Polné na Vysočině, v nadmořské výšce 490 m n. m., což je ryze bramborářská oblast. Brambory byly skladovány v termostatech s řízenou teplotou ve dvou režimech 5 7 C a 2 4 C s automatickou regulaci větrání a vlhkosti. Vzorky brambor byly odebírány bezprostředně po sklizni. Pro hodnocení byly zařazeny polorané odrůdy Ditta, Santé, Laura, Satina, Redstar. U daných odrůd ve sledovaném období ( ) bylo stanoveno % škrobu polarimetricky, dle ČSN Procento redukujících cukrů bylo stanoveno dle ČSN Po zjištění procenta redukujících cukrů byl vypočten skutečný obsah cukrů, který je uváděn ve výsledcích. Hlízy byly pokaždé v březnu vysazeny po padesáti kusech od každé odrůdy ve čtyřech opakováních na pozemcích MENDELU v Žabčicích. Hlízy byly středně velké, nepoškozené, bez vizuálních příznaků chorob, nedeformované. Po dosažení výšky dvacet pět centimetrů u nejrychleji rostoucí odrůdy, byla stanovená rychlost počátečního růstů natě, hodnoceno body 9 1. Je to parametr, který je stanovován ÚKZÚZ, jako jedna z hodnot významných hospodářských vlastnosti odrůd brambor, při zařazování do skupin ranosti. Naměřené výsledky byly zpracované graficky i statisticky. Výsledky a diskuse Stanovením obsahu škrobu v hlízách brambor a následnými výpočty bylo zjištěno, že u odrůdy Redstar došlo k největšímu poklesu obsahu škrobu, a to o 17,3 %, což činí pokles z 15,9 % na 13,4 % obsahu škrobu. U odrůdy Ditta byl nejnižší pokles obsahu škrobu v průměru o 12,2 %, ve sledovaném období, což činí pokles škrobu v hlízách bramboru z původních 13,9 % na konečných 12,2 % (graf 1). Graf 1: Obsah škrobu při skladovací teplotě 5 7 C Graf 2: Obsah škrobu při skladovací teplotě 2 4 C Z grafu 2 je patrné, že se hodnocené odrůdy chovaly podobně. Stanovením obsahu redukujících cukrů před a po inverzi a následnými výpočty bylo zjištěno, že u odrůdy Redstar došlo k největšímu 146 Osivo a sadba,

149 nárůstu obsahu všech cukrů o 372 %, z původních 0,55 % na 2,05 %. Nejnižší nárůst obsahu cukru byl zaznamenán u odrůdy Ditta o 277 %, kdy počáteční stav všech cukrů byl 0,45 % a konečný obsah cukrů 1,25 % (graf 3). Graf 3: Skutečný obsah cukrů u skladování při teplotě: A 5 7 C a B 2 4 C Obsah škrobu se snižoval, a naopak obsah cukrů se v hlízách brambor zvyšoval. Hodnota obsahu cukrů se výrazně zvýšila, což je patrné z grafu 3. K tomuto jevu dochází vždy, když klesne skladovací teplota ke 2 C (Wang et. Al., 2005). Graf 4: Rrychlost počátečného růstu natě v závislosti na skladování Z grafu 4 je patrné, že odrůda Redstar měla nejrychlejší reakci na rychlost počátečního růstů natě při nižší skladovací teplotě, což je v přímé korelaci s množstvím stanovených redukujících cukrů. U druhého systému skladování při teplotě 5 7 C měly nejrychlejší růst natě odrůdy Satina, Laura a Santé, a to se stejným počtem bodů. Skladování brambor při nízké teplotě (pod 2 C) má nevýhodu, spočívající v redukci cukrů a následném zvyšování cukru v hlízách, a proto je nutné konzumní brambory skladovat při vyšší teplotě. U běžných odrůd dochází k rovnováze mezi redukcí cukrů a jejich prodýcháváním nad 7 C. To je důležité hlavně u odrůd brambor určených na výrobu smažených výrobků. U nich při vysokých teplotách dochází během smažení k reakci mezi aminokyselinami a redukovanými cukry. Vlivem této reakce dochází k hořknutí a hnědnutí produktů. Proto brambory skladované pro tyto účely se skladují při teplotě mezi 7 10 C (hranolky 7 9 C, chipsy 8 10 C) a případné klíčení se omezuje chemicky (Marangoni, et al., 1997; Hajirezaei et al., 2003). Skladování brambor ovlivňuje především teplota v průběhu skladovacího období a opatření umožňující výměnu vzduchu v mezihlízovém prostoru, odvod oxidu uhličitého a vody vzniklé dýcháním hlíz (Čepl, 2009). Při prodýchávání brambor ve skladu vznikají rozkladem škrobu redukující cukry. Nízká teplota (4 6 C) při skladování tento fyziologický proces brzdí (Štefánek, 1999; Leeman et al., 2008). Analýzou hlavních komponent bylo zjištěno, že koncentrace zvyšujícího se množství cukru je ovlivněna časem i teplotou a současně čas má také vliv na snižující se množství škrobu (graf 5). Osivo a sadba,

150 Graf 5: Projekce proměnných do faktorové roviny Závěr Odrůda Redstar měla nejrychlejší reakci na rychlost počátečního růstů natě při nižší skladovací teplotě, což je v přímé korelaci s množstvím stanovených redukujících cukrů. U druhého systému skladování při teplotě 5 7 C měly nejrychlejší růst natě odrůdy Satina, Laura a Santé, a to se stejným počtem bodů. Při vyšším obsahu cukrů jsou hlízy živější a rychleji začínají klíčit, a tím se značně zrychlí počátečná doba růstů natě. Analýzou hlavních komponent bylo zjištěno, že koncentrace zvyšujícího se množství cukru je ovlivněna délkou skladování i teplotou a současně délka skladování má také vliv na snižující se množství škrobu. Literatura ČEPL, J., (2005). Brambory zdravá potravina. Bramborářství, 13 (6): HAJIREZAEI MR, BÖRNKE F, PEISKER M, TAKAHATA Y, LERCHL J, KIRAKOSYAN A, SONNEWALD U., (2003). Decreased sucrose content triggers starch breakdown and respiration in stored potato tubers (Solanum tuberosum). J Exp Bot., Jan, 54 (382): s. HEJNÝ, S., (1994). Co všechno víme a nevíme o bramboru. Živa, 42 (3): s. JŮN, J., (2007). Peru nebo Chile? Co k původu a historii brambor říká odborná literatura slovy prof. Ing. Josefa Pulkrábka, CSc., Bramborářství, 15 ( 2): LEEMAN, M., ÖSTMAN E., BJÖRCK I., (2008). Glycaemic and satiating properties of potato products. European Journal of Clinical Nutrition. 62 (1): MARANGONI A.G., DUPLESSIS P.M.,YADA R.Y., (1997). Sugars in crop plants, Kinetic model for carbon partitioning in Solanum tuberosum tubers stored at 2 C and the mechanism for low temperature stress-induced accumulation of reducing sugars, Biophys Chem., 65 (2-3): PRUGAR J., (2009). Ohlédnutí za bramborovým rokem Výživa a potraviny, 64 (1): ŠTEFÁNEK F., (1999). Pěstování brambor, Sativa Keřkov a.s., Humpolec. WANG Q.,HUANG H.Y., ZHANG J.W., LI X.C., (2005). Effects of antisense acid invertase gene on reducing sugar and starch contents of potato (Solanum tuberosum L.) tuber stored at low temperature, 31(5): Contact address: Ing. Viera Šottníková, Ph.D. Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, Brno, viera.sottnikova@post.cz 148 Osivo a sadba,

151 VLIV PŮVODU OSIVA NA VÝNOSY JARNÍ PŠENICE Influence of Seed Provenance to Spring Wheat Yields Radovan Chaloupský 1, Hana Honsová 1, Ivana Capouchová 1, Dagmar Janovská 2, Petr Konvalina 3 1 KRV ČZU v Praze 2 Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha 3 Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Abstract In laboratory and field experiments with two varieties of spring wheat (SW Kadrilj, Vinjett) influence of seed quality on field emergence and yield was tested in organic and conventional farming systems. Field trials were established from 2010 to 2013 at the Experimental Station in Prague - Uhrineves. The differences were found between four categories of seed - certified organic, organic farmer safe seed (FSS) from better soil and climatic conditions, organic FSS from worse soil climatic conditions and conventional. In comparison of the seed categories it was proved, that the farmer seed from better growing conditions is able to achieve almost the same results regarding seed quality and obtained yields as certified seed. Keywords: spring wheat, seed, laboratory germination, field emergence, yield, TSW Souhrn V laboratorních a polních pokusech se dvěma odrůdami jarní pšenice (SW Kadrilj, Vinjett) byl testován vliv kvality osiva na polní vzcházivost a výnos v ekologickém a konvenčním systému hospodaření. Polní pokusy byly založeny v letech 2010 až 2013 na Výzkumné stanici v Praze - Uhříněvsi. V pokusech byly zjištěny rozdíly mezi porovnávanými kategoriemi osiva certifikovaným ekologickým, farmářským ekologickým z lepších půdně-klimatických podmínek, farmářským ekologickým z horších půdně-klimatických podmínek a konvenčním. Při porovnávání kategorií osiva se ukázalo, že se farmářské osivo získané z lepších pěstitelských podmínek může z hlediska kvality osiva i dosažených výnosů vyrovnat osivu certifikovanému. Klíčová slova: jarní pšenice, osivo, laboratorní klíčivost, polní vzcházivost, výnos, HTS Úvod Použití kvalitního osiva a vhodné odrůdy hraje v ekologickém zemědělství klíčovou roli, protože ekologický pěstitel má jen omezené možnosti nápravy nedostatků porostu. Jak uvádějí Šarapatka a Urban (2006), vhodná odrůda obilnin pro ekologické zemědělství má vykazovat vysokou odolnost proti houbovým chorobám, především klasovým (fuzariózy a septorióza). Má mít dlouhé podklasové internodium zajišťující asimilaci v době tvorby zrna i při poškození listů houbovými chorobami (rzi). Pro zvýšení odolnosti vůči poléhání mají být ostatní internodia kratší. Mezi odrůdy jarní pšenice vhodné pro ekologický způsob hospodaření se řadí SW Kadrilj a Vinjett. Obě byly vyšlechtěny ve Švédsku. Tyto odrůdy vykazují vysokou odolnost proti chorobám. Odrůdy SW Kadrilj a Vinjett je možno použít i pro velmi pozdní setí. Osivo a sadba,

152 Metodika V laboratorních a polních pokusech se dvěma odrůdami jarní pšenice (SW Kadrilj, Vinjett) se zjišťovala laboratorní klíčivost, polní vzcházivost, výnos a hmotnost tisíce semen sklizeného zrna. V pokusech byla porovnávána výkonnost osiva vysévaného v letech 2010 až 2013 na pokusném pozemku Výzkumné stanice Katedry rostlinné výroby ČZU v Praze Uhříněvsi. Pro porovnání kvality bylo použito osivo ekologické certifikované, konvenční, ekologické farmářské z lepších pěstitelských podmínek a ekologické farmářské z horších pěstitelských podmínek. Pro porovnání se konvenční osivo vysévalo také na sousední konvenční ploše. Na ekologické ploše se nepoužívala žádná hnojiva ani prostředky na ochranu rostlin. Plevele se odstraňovaly vláčením. Při integrovaném způsobu pěstování se porosty jednorázově pohnojily 60 kg dusíku na hektar v granulovaném hnojivu a plevele se hubily jedním herbicidním postřikem. V polních pokusech založených na parcelkách o sklizňové ploše deset metrů čtverečních ve třech opakováních se v roce 2010 vysévalo 350 klíčivých obilek na metr čtvereční a od roku 2011 se selo 400 klíčivých obilek na metr čtvereční, aby se zajistila dostatečná hustota porostu. Na ekologické ploše se nepoužívala žádná hnojiva ani prostředky na ochranu rostlin. Plevele se odstraňovaly vláčením. Při konvenčním způsobu pěstování se porosty pohnojily 60 kg dusíku na hektar v granulovaném hnojivu a plevele se hubily jedním herbicidním postřikem. Výsledky a diskuse Jarní pšenici lze při výběru vhodné odrůdy pěstovat ekologickým způsobem. Z hlediska výkonnosti se sice nevyrovná ozimé pšenici, ale dosahuje stabilnějších výnosů než jarní ječmen. V laboratorních i polních pokusech byly zjištěny rozdíly v klíčivosti mezi porovnávanými ročníky pěstování, mezi odrůdami i mezi testovanými kategoriemi osiva. Osivo na výsev v roce 2010 dosahovalo u všech testovaných vzorků vysokých hodnot laboratorní klíčivosti s minimálními rozdíly mezi porovnávanými vzorky (tab. 1). Tab. 1: Laboratorní klíčivost v procentech Odrůda Kategorie osiva průměr SW Kadrilj certifikované ekologické 99,5 97,3 99,8 98,9 SW Kadrilj konvenční 98,5 62,5 99,3 97,5 89,5 SW Kadrilj farmářské lepší ekologické 97,5 96,0 99,8 99,3 98,2 SW Kadrilj farmářské horší ekologické 96,5 98,0 99,5 94,0 97,0 Vinjett certifikované ekologické 97,5 96,8 99,5 97,9 Vinjett konvenční 98,5 89,0 99,8 97,0 96,1 Vinjett farmářské lepší ekologické 97,0 99,5 99,5 98,7 Vinjett farmářské horší ekologické 97,0 93,3 95,2 průměr 98,0 91,7 99,6 96,8 96,4 V případě osiva vysévaného v roce 2011 byly zjištěny rozdílné výsledky mezi porovnávanými kategoriemi. Konvenční osivo klíčilo hůře, přičemž nejnižší klíčivosti dosáhlo konvenční osivo odrůdy SW Kadrilj. Snížená hodnota klíčivosti mohla být způsobena druhotnou dormancí obilek. Všechny ostatní porovnávané kategorie osiva vykázaly vysokou klíčivost. Velmi vysoké klíčivosti bylo docíleno v roce 2012 u všech porovnávaných vzorků bez rozdílu. V roce 2013 byla klíčivost rovněž vysoká, ale byly patrné malé rozdíly mezi porovnávanými kategoriemi osiva. Farmářské osivo, pocházející z horších podmínek, mělo mírně nižší klíčivost než osivo konvenční a farmářské lepší. 150 Osivo a sadba,

153 V polní vzcházivosti byly zjištěny rozdíly mezi ročníky pěstování i mezi variantami osiva. Při porovnání čtyř ročníků pěstování pšenice výrazně lépe vzešla v roce 2010 (tab. 2). Ve čtyřech letech bylo docíleno různých výsledků mezi porovnávanými kategoriemi osiva. Tab. 2: Polní vzcházivost v procentech Odrůda Pěstitelská technologie Kategorie osiva Polní vzcházivost (%) průměr SW Kadrilj ekologická certifikované ekol. 88,0 76,3 72,8 76,7 78,4 SW Kadrilj ekologická konvenční 89,7 66,0 63,7 75,0 73,6 SW Kadrilj ekologická farm. lepší ekol. 88,5 84,0 64,7 68,2 76,3 SW Kadrilj ekologická farm. horší ekol. 76,2 75,1 82,2 64,7 74,5 Vinjett ekologická certifikované ekol. 80,0 56,6 43,3 60,0 Vinjett ekologická konvenční 89,7 69,1 72,8 64,3 74,0 Vinjett ekologická farm. lepší ekol. 77,4 74,5 67,3 73,1 Vinjett ekologická farm. horší ekol. 80,2 73,5 76,8 ekologická průměr 85,4 72,1 69,3 70,0 73,4 SW Kadrilj konvenční konvenční 80,8 52,9 69,5 59,2 65,6 Vinjett konvenční konvenční 87,4 67,1 70,0 59,8 71,1 konvenční průměr 84,1 60,0 69,8 59,5 Celkový průměr 85,0 69,4 69,4 67,6 72,3 Nejvyšší polní vzcházivosti bylo dosaženo v roce 2010, a to na ekologické i konvenční ploše. Při podrobném vyhodnocení v roce 2010 u odrůdy SW Kadrilj výborně vzešlo osivo ekologické certifikované, konvenční a ekologické farmářské z lepších podmínek, zatímco ekologické farmářské osivo z horších podmínek vykázalo nižší polní vzcházivost. U odrůdy Vinjett na ekologické ploše dosáhlo vyšší polní vzcházivosti konvenční osivo než ekologické certifikované. Na konvenční ploše lépe vzešla odrůda Vinjett. V roce 2011 u obou odrůd na ekologické ploše nejlépe vzešlo farmářské osivo z lepších podmínek. Na ekologické ploše nejhůře vzešlo certifikované osivo odrůdy Vinjett. Na konvenční ploše dosáhla nejvyšší polní vzcházivosti odrůda Vinjett. V roce 2012 na ekologické ploše u obou odrůd překvapivě nejlépe vzešlo osivo pocházející z horších podmínek pěstování. Při konvenčním pěstování vykázala nepatrně vyšší polní vzcházivost odrůda Vinjett. V roce 2013 u odrůdy SW Kadrilj na ekologické ploše nejlépe vzešlo osivo certifikované, ale u odrůdy Vinjett, kde se certifikované osivo nevysévalo, mělo nejvyšší polní vzcházivost osivo farmářské z horších podmínek pěstování. Ze čtyř ročníků pěstování se v průměru docílilo nejvyššího výnosu na ekologické i konvenční ploše v roce 2012 (tab. 3). Při vyhodnocení výsledků dosažených na ekologické a konvenční ploše se vyšších výnosů docilovalo v letech 2010, 2012 a 2013 při konvenčním pěstování. V roce 2011 byly výnosy na konvenční ploše vyšší jen u odrůdy Vinjett a u odrůdy SW Kadrilj nižší. Hmotnost tisíce semen ovlivnily podmínky ročníků pěstování. V pokusech bylo nejvyšší HTS dosaženo v roce 2011 (tab. 4). Z porovnávaných odrůd docilovala ve všech čtyřech letech vyšších hodnot hmotnosti tisíce semen odrůda SW Kadrilj. Rozdíly mezi jednotlivými kategoriemi osiva nebyly velké. Osivo a sadba,

154 Tab. 3: Výnos zrna při 14% vlhkosti Odrůda Pěstitelská technologie Kategorie osiva Výnos zrna při 14% vlhkosti (t/ha) průměr SW Kadrilj ekologická certifikované ekol. 5,40 6,63 7,54 6,72 6,57 SW Kadrilj ekologická konvenční 5,23 6,49 7,42 7,57 6,68 SW Kadrilj ekologická farm. lepší ekol. 5,39 6,77 7,88 6,96 6,75 SW Kadrilj ekologická farm. horší ekol. 5,03 6,58 7,69 7,13 6,61 Vinjett ekologická certifikované ekol. 4,31 6,14 6,36 5,60 Vinjett ekologická konvenční 4,77 6,35 7,19 6,71 6,25 Vinjett ekologická farm. lepší ekol. 6,62 7,27 6,95 6,95 Vinjett ekologická farm. horší ekol. 7,00 6,92 6,96 ekologická průměr 5,02 6,51 7,29 6,99 6,55 SW Kadrilj konvenční konvenční 7,21 5,72 8,50 7,98 7,35 Vinjett konvenční konvenční 5,53 6,63 7,92 8,09 7,04 konvenční průměr 6,37 6,18 8,21 8,03 7,20 Celkový průměr 5,36 6,44 7,48 7,23 6,68 Tab. 4: Hmotnost tisíce semen sklizeného zrna Odrůda Pěstitelská technologie Kategorie osiva HTS (g) průměr SW Kadrilj ekologická certifikované ekol. 43,0 46,6 42,3 44,4 44,1 SW Kadrilj ekologická konvenční 42,7 46,3 42,0 43,2 43,6 SW Kadrilj ekologická farm. lepší ekol. 42,4 46,2 41,6 44,6 43,7 SW Kadrilj ekologická farm. horší ekol. 42,8 45,4 41,4 44,3 43,5 Vinjett ekologická certifikované ekol. 38,3 44,6 39,9 40,9 Vinjett ekologická konvenční 37,7 44,8 39,5 41,9 41,0 Vinjett ekologická farm. lepší ekol. 45,3 39,0 41,8 42,0 Vinjett ekologická farm. horší ekol. 38,4 41,1 39,8 ekologická průměr 41,1 45,6 40,5 43,0 42,3 SW Kadrilj konvenční konvenční 40,2 46,9 42,0 43,5 43,2 Vinjett konvenční konvenční 34,6 45,2 38,2 41,7 39,9 konvenční průměr 37,4 46,1 40,1 42,6 41,5 Celkový průměr 40,2 45,7 40,4 42,9 42,2 Závěr V laboratorních a polních pokusech byl sledován vliv kvality osiva jarní pšenice odrůd SW Kadrilj a Vinjett na polní vzcházivost a výnos. V pokusech se porovnávalo osivo certifikované ekologické, farmářské lepší ekologické, farmářské horší ekologické a konvenční. Ukázalo se, že certifikované ekologické osivo vždy představuje záruku nejvyššího výnosu. Farmářské osivo pocházející z lepších pěstitelských podmínek, se v polní vzcházivosti i výnosu vyrovnávalo certifikovanému nebo jej dokonce předčilo. V roce 2012 nejlépe vzešlo farmářské osivo z horších podmínek. V pokusech dosáhlo certifikované ekologické osivo nejvyššího výnosu pouze u odrůdy SW Kadrilj v roce Farmářské osivo z lepších pěstitelských podmínek poskytlo na ekologické ploše u obou odrůd nejvyšší výnosy v letech 2011 a Osivo a sadba,

155 Ze čtyř ročníků pěstování se v průměru docílilo nejvyššího výnosu na ekologické i konvenční ploše v roce Ve všech letech, s výjimkou roku 2012, bylo vyšších výnosů dosaženo při konvenčním způsobu pěstování. Poděkování Výzkum byl podpořen projektem NAZV MZe ČR QI91C123. Literatura ŠARAPATKA, B., URBAN, J., (2006). Ekologické zemědělství v praxi. Šumperk: PRO-BIO, s. ISBN Contact address: Ing. Radovan Chaloupský, Ph.D. Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 957, Praha 6 Suchdol, chaloupsky@af.czu.cz Osivo a sadba,

156 PRODUKCE OSIV VE VOJVODSTVÍ DOLNOSLEZKÉM -POLSKO Seed Production in Lower Silesia Voivodeship - Poland Sylwia Lewandowska 1, Anna Młynarczyk 2 1 Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Poland 2 The State Plant Health and Seed Inspection Service in Wrocław Abstract The aim of the work was to evaluate the situation of seed production in climatic-soil conditions of Lower Silesia - the southwestern part of Poland. The results show the tendency connected with cultivation of seed material in this part of Poland. According to database, the area cultivation of seed material of cereals has been gradually increasing in Lower Silesia Region since the year 2010; the average yield per hectare is stabilized. There is clearly a great necessity to produce certified seed material. There has been a noticeable growing awareness of farmers about the benefits and profits resulting from the use of high quality seeds produced by seed companies. Keywords: seed production, Lower Silesia, certified seed, seed quality Souhrn Vpříspěvku je zhodnocena situace produkce osiv v půdně-klimatických podmínkách Dolního Slezka jihozápadní části Polska. Výsledky ukazují určité tendence spojené s produkcí osiv. Od roku 2010 produkce osiv v tomto regionu roste; výnosy jsou stabilní. Růst je odrazem vyšší potřeby certifikovaných osiv. To je dáno znatelným uvědomněním si významu přínosů a pozitiv certifikovaného osiva s vyšší kvalitou mezi farmáři pro jejich hospodaření. Klíčová slova: produkce osiv, Dolní Slezko, certifikované osivo, kvalita osiva Introduction The State Plant Health and Seed Inspection Serviceof of the Republic of Poland is an official body responsible for plant health and seed issues on the territory of Poland. There are 16 regional (voivodeships) inspectorates of plant health and seed inspection comprised of 273 field units and 12 border inspection posts. Given regional (voivodeship) inspectorate operates on the territory of a region (voivodeship) where it is located. This institution performs tasks related to the supervision of plant health, the prevention of risks related to the marketing and use of plant protection products and supervision over the production, evaluation and marketing of seed. There are 16 Voivodeships Inspectors of Plant Health and Seed Inspections located in Poland. The most important tasks of the State Plant Health and Seed Inspection Service related to plant reproductive material include: registration of suppliers of plant reproductive material field and laboratory assessment of plant reproductive material supervision of plant reproductive material placed on the market, including control regarding varietal identity and GM contamination in conventional plant reproductive material issuance of official labels and seals and supervision of suppliers authorized to print official labels 154 Osivo a sadba,

157 issuance of accreditation for sampling, field and laboratory assessment of plant reproductive material maintaining a list of organic plant reproductive material and issuance of permits to use conventional plant reproductive material in organic agriculture Graf 1: Organizational Structure of the State Plant Health and Seed Inspection Service in Poland Graf 2: Map of Poland includuding 16 Voivodeship Inspectorates Field and Laboratory Assessment of Plant Reproductive Material Field inspection of plant reproductive material is an official activity carried out on the applicants request to establish if plant reproductive material produced by a breeder or a producer maintains varietal Osivo a sadba,

158 identity, purity and meets all formal requirements.the following activities are taken to achieve this target: acceptance of applications for field and laboratory assessment of plant reproductive material sampling of plant reproductive material issuance of certificates of field inspection and laboratory testing carrying out reassessment in the event of appeal Control of Plant Reproductive Material Control of plant reproductive material is an official activity that involves inspection of compliance with guidelines and requirements on the production, assessment, storage and marketing of plant reproductive material. The following control actions are taken to achieve this objective: control of the quality and identities of plant reproductive material collecting and verifying data on seed marketing Tab. 1: Lower Silesia Voivodeship - cultivation of cereal crops and seed crop stands in 2012 (according to Central Statistical Office in Wrocław and data from field estimate) Species Area of cultivation and averages yields according to Central Statistical Office Seed crop stand area and average yields ha q/ha ha q/ha Winter Wheat ,3 3776,13 (ca.1.97%) 1 67,24 Spring Wheat ,9 Winter Rye ,9 991,04 (ca. 2.07%) 1701,32 (ca. 5.31% total) 60,02 61,45 Spring Rye 98,16 40,07 Winter Barley ,7 723,7 (ca. 3.94%) 57,29 Spring Barley ,8 1419,78 (ca. 2.39%) 60,33 Spring Oat ,3 469,41 (ca. 1.97%) 43,62 Winter Triticale ,9 941,63 (ca. 1.,16%) 47,9 Spring Triticale ,6 95,22 (ca. 2.27%) 48,32 Total , ,39 60,62 Maize x 1558,57 (ca. 1.64%) x 1 share from total crop area of cultivation 156 Osivo a sadba,

159 Accreditation for Field Inspection, Sampling and Laboratory Assessment Accreditations for plant reproductive material certification and sampling are granted to field inspectors, seed samplers and laboratory for specific species of plant reproductive materials. The following actions are taken to achieve this objective: training and examinations accreditations issuance supervision of accredited field inspectors, samplers and laboratories Issuance of Official Labels and Seals Official labels and seals for use with plant reproductive material are issued on request of suppliers. Suppliers may also apply for authorizations to print official labels. The following tasks are taken to achieve this objective: issuance of official labels and authorization to printing supervision of official labels usage Organic Plant Reproductive Material The Main Inspector of Plant Health and Seed Inspection keep a list of suppliers of organic plant reproductive material. In reasonable cases the Service also permits organic farmers to use conventional plant reproductive material in organic agriculture. Graf 3: Lower Silesia Voivodeship, shares of seed crop stands in 2012 Osivo a sadba,

160 Tab. 2: Seed production of cereals in Lower Silesia Voivodeship (area of seed crop stands and the average yield in q/ha) in years Species Harvest 2012 ha q/ha ha q/ha ha q/ha ha q/ha t Winter Wheat 3409,80 69, ,74 73, ,26 74, ,13 67, ,98 Spring Wheat 603,92 52,59 599,98 52,98 887,87 58,20 991,04 60, ,61 Durum Wheat 0,00 0,00 38,00 50,00 95,29 47,17 2,00 53,00 10,60 Winter Rye 2451,87 63, ,31 69,35 988,38 60, ,32 61, ,40 Spring Rye 0,00 0,00 10,00 35,00 104,00 30,38 98,16 40,07 393,34 Winter Barley 611,68 66,04 545,10 65,50 862,82 60,05 723,70 57, ,18 Spring Barley 878,79 55, ,00 51, ,22 52, ,78 60, ,95 Spring Oat 398,50 34,61 228,85 38,30 270,32 30,66 469,41 43, ,55 Winter Triticale 591,91 55,32 325,18 51,84 409,50 48,71 941,63 47, ,63 Spring Triticale 105,60 42,10 67,50 46,51 69,00 40,81 95,22 48,32 460,13 Total 9052,07 62, ,66 64, ,66 62, ,39 60, ,88 Maize 1393,10 x 1194,15 x 1569,80 x 1558,57 x x Conclusions In Lower Silesia Voivodeship dominates the production of winter wheat. However, it should be noted, that the cultivation of maize is increasingly important, and the area of maize cultivation is gradually increasing by Lower Silesian farms. Consequently, seed companies have to meet the demands for seed material of the expected parameters (graf 3). In general structure of cereals and maize cultivation the plant production for seed material in year 2012 ranged from 1.16 % for winter triticale to 5.31 % for winter and spring rye. It is important to note, that yields obtained on seed crop stands are higher at about 50 % from the average yields of the same crops grown for different industries (tab. 1). That proves that seed companies and farms producing seed material in Lower Silesia Voivodeship show great care and diligence and also use the newest technology in production of the highest seed quality (tab. 1). According to database, since the year 2010 the area cultivation of seed material of cereals has been gradually increasing in Lower Silesia Region but the average yield per hectare is stabilized. There is clearly a great need to produce certified seed material. There has been a noticeable growing awareness of farmers about the benefits and profits resulting from the use of high quality seeds produced by seed companies (tab. 2). References All the results presented in the paper have been made available by the State Plant Health and Seed Inspection Service situated in Wrocław. Contact address: Dr ing. Sylwia Lewandowska, Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Poland, Wrocław, Plac Grunwaldzki 24 A, sylwia.lewandowska@up.wroc.pl 158 Osivo a sadba,

161 KLÍČENÍ METLICE TRSNATÉ A LIPNICE LUČNÍ V RŮZNÝCH TEPLOTNÍCH A VLÁHOVÝCH PODMÍNKÁCH Germination of Deschampsia caespitosa and Poa pratensis under Different Temperatures and Water Modes Svobodová Miluše, Martinek Jaroslav, Králíčková Tereza KPT ČZU v Praze Abstract The germination capacity and mean germination time (MGT) of seed of Deschampsia caespitosa and, Poa pratensis, were evaluated in a climatic box under a controlled light and temperature regimen day/night 25/15 C, 15/5 C with pre-cooling or without it. Also the influence of drought stress (5 days temperature 35 C, air humidity 40 %) after 1-12 days of the kernels imbibition on the seed germination was evaluated. The higher temperature significantly increased the germination capacity of both the grasses (P-value < 0,000), it decreased MGT by 5.3 days with P. pratensis and 2.8 days of D. caespitosa. Pre-cooling increased MGT till by 6 days. The drought stress after 8 days of imbibition decreased the germination capacity of D. caespitosa (lower than 40 %) ; P-value < 0,000, under the stress after 12 days of imbibition only 7 % of kernels germinated. The germination capacity of P. pratensis was approximately 70 % if the stress came earlier than after 8 days of imbibition. A considerable decrease of germination capacity to less the 30 % was caused by the drought after 11 days of imbibition. Keywords: Deschampsia caespitosa, Poa pratensis, germination, temterature, water stress Souhrn V laboratorních pokusech byla sledována celková klíčivost, dynamika klíčení a střední doba klíčení (MGR) u osiva metlice trsnaté Deschampsia caespitosa /L./ P. Beauv (Kometa) a Poa pratenis L. (Harmonie). Laboratorní pokusy byly vedeny v klimaboxu, při teplotním a světelném režimu den/noc 25/15 C, 15/5 C s předchlazením nebo bez předchlazení. Dále byl hodnocen vliv stresu suchem (5 dnů teplota 35 C, vlhkost vzduchu 40 %) po 1-12 dnech bobtnání osiva na jeho klíčení. Vyšší teplota průkazně zvyšovala klíčivost osiva obou druhů (P-value < 0,000), zkracovala střední dobu klíčení lipnice o 5,3 dnů a metlice o 2,8 dnů. Předchlazení nemělo průkazný vliv na klíčivost, ale prodlužovalo MGT až o 6 dnů. Stres suchem po 8 dnech bobtnání průkazně (P-value < 0,000) snížil klíčivost osiva metlice (pod 40 %), při stresu po 12 dnech bobtnání vyklíčilo jen 7 % obilek. Klíčivost lipnice luční byla kolem 70 %, pokud stres suchem nastal do 8 dnů od začátku bobtnání obilek. Prudký pokles klíčivosti na méně než 30 % nastal v důsledku sucha po 11 dnech bobtnání. Klíčová slova: metlice trsnatá, lipnice luční, klíčení, teploty, vodní stres Úvod Metlice trsnatá je v sortimentu trávníkových druhů relativně novým a dosud méně používaným druhem. Přes její některé nedostatky má však i určité perspektivy jak v intenzivních okrasných trávnících, tak v krajinných, a to zejména pro svou odolnost stresům zastínění, sucho nebo naopak zamokření, mechanická zátěž aj. V našich předchozích pokusech se nejlépe uplatňovala ve směsi s lipnicí luční. Proto jsme tyto dva druhy vybrali i pro porovnání jejich schopností klíčení v různých Osivo a sadba,

162 podmínkách. Jak metlice trsnatá, tak lipnice luční, jsou drobnosemenné druhy, což je může činit citlivějšími při praktickém zakládání porostů. Klíčivost osiva je jedním z nejdůležitějších předpokladů pro úspěšné založení trávníku a jeho následný rozvoj. Proces klíčení semene je v podstatě obnova jeho metabolické aktivity a je ovlivněn genetickou charakteristikou druhu, aktuálním stavem semene a přírodními podmínkami - dostupností vody a kyslíku, teplotou prostředí, případně světelným režimem (Copeland and McDonald, 1995; Berrie and Drennan, 1971; Míka et al., 2002). Abiotický stres, jako např. stres suchem, však nemusí mít stejný efekt v různých termínech po výsevu. Pokud nastane v době bobtnání semene, nemusí dojít k poškození embrya. Pokud však vodní deficit nastane později, kdy již dochází k samotnému klíčení dělení buněk a růstu zárodku, jeho poškození je pravděpodobné (Bewley and Black, 1994; Houba, Hosnedl, 2002). Velmi důležitou vlastností semen je schopnost zadržet vodu během krátkého období sucha nebo zvýšených teplot. Velká ztráta vody nebo vysoká teplota může vést k značné energetické ztrátě semene až jeho odumření (Bláha et al., 2003). Cílem tohoto příspěvku je zhodnotit klíčivost osiva běžných trávníkových druhů trav po stresu suchem, který nastal v pozdějších termínech bobtnání a klíčení a určit po klika dnech bobtnání a klíčení je stres suchem již fatální. Metodika Na Petriho misky s navlhčeným filtračním papírem bylo vyseto 4 krát 100 ks obilek Poa pratensis (Julius, Harmonie) a Deschampsia caespitosa /L./ P. Beauv (Kometa, Sibir). K zamezení výparu byly misky zakryty víčkem, uloženy do mikrotenových sáčků a chlazeny v klimaboxu Binder KBWF 720 po dobu sedmi dnů při teplotě 5 C ve tmě na navlhčeném filtračním papíře. Poté byl nastaven teplotní a světelný režim: A) teplota 25/15 ºC (den 16 hodin/noc 8 hodin) s předchlazením osiva při 5 ºC, B) teplota 15/5 ºC (den/noc) s předchlazením osiva při 5 ºC, C) teplota 15/5 ºC (den/noc) bez předchlazení osiva. Relativní vlhkost byla 75%. V průběhu klíčení obilek byla průběžně udržována vlhkost filtračního papíru v miskách. Počet vyklíčených obilek (se znatelným prvním lístkem) byl stanovován v jedno až třídenních intervalech. Klíčící obilky a obilky napadené plísní byly započítány a z misek odebírány. Kromě celkové klíčivosti byla hodnocena střední doba klíčení (MGT) a dynamika klíčení jednotlivých druhů (v 5., 10. a 15. dni od počátku klíčení). K výpočtu střední doby klíčení byl použit vzorec MGT = Σ(D*n)/Σn (D - počet dnů od počátku testu; n je počet obilek vyklíčených v den D (Ellis a Roberts, 1980). Pokus pro hodnocení vlivu sucha v průběhu klíčení byl veden stejným způsobem a měl tři fáze: 1) máčení obilek (0-12dnů) při teplotě15/5 ºC (den/noc), relativní vlhkost vzduchu 75 % 2) stres suchem (5 dnů) - teplota 35 ºC (den/noc), relativní vlhkost vzduchu 40 % 3) znovu-navlhčení (tj. pokračování v máčení) - teplota 15/5ºC (den/noc), vlhkost vzduchu 75 %. Výsledky byly vyhodnoceny analýzou rozptylu Anova v programu Statgraphics XV. Homogenní skupiny byly hodnoceny metodou LSD na hladině významnosti α = 0,05. Výsledky a diskuse Klíčení při různých teplotních režimech Celková klíčivost použitého osiva metlice trsnaté byla 87 (při režimu 15/5 C bez předchlazení) až 96 % při režimu 25/15 C, u lipnice luční byla klíčivost při všech teplotních režimech průkazně nižší než u metlice (65 % až 80 %), (graf 1). Při nejvyšší teplotě byla celková klíčivost u obou druhů průkazně vyšší (P-value < 0,000) než při nižší teplotě. Vliv předchlazení nebyl statisticky prokázán, ale bez předchlazení byla klíčivost osiva u metlice o 3 % nižší, u lipnice o 7 % nižší, než bylo-li osivo předchlazeno. Obdobný trend byl zaznamenán i u střední doby klíčení (graf 2) tj. nejdelší MGT byla u obou druhů při teplotách 15/5 C bez předchlazení. U tohoto parametru byl vliv předchlazení u obou druhů prokázán - MGT byla při stejné teplotě o 4,6 dnů (lipnice) až o 6 dnů (metlice) delší než 160 Osivo a sadba,

163 s předchlazením. Vyšší teplota 25/15 C zkrátila střední dobu klíčení u lipnice o 5,3 dnů a u metlice o 2,8 dnů. Graf 1: Celková klíčivost (%) v závislosti na a) druhu, b) teplotním režimu; homogenní skupiny (LSD, α = 0,05) a) b) Celková klíčivost b a 80 a 70 a % b Lipnice luční Metlice trsnatá 25/15ºC 15/5ºC 15/5ºC bez P Teplotní režim a b % Celková klíčivost b a a Lipnice luční b a a 25/15ºC 15/5ºC 15/5ºC bez P Metlice trsnatá Graf 2: Střední doba klíčení (dnů) v závislosti na a) druhu, b) teplotním režimu; homogenní skupiny (LSD, α = 0,05) a) b) dnů Střední doba klíčení b a b a Lipnice luční Metlice trsnatá b 25/15ºC 15/5ºC 15/5ºC bez P Teplotní režim a dnů Střední doba klíčení c 16 b a Lipnice luční 25/15ºC 15/5ºC 15/5ºC bez P c a b Metlice trsnatá Klíčení obilek při stresu suchem Celková klíčivost obilek (graf 3) byla průkazně ovlivněna dobou bobtnání obilek před stresem, tj. fází nabobtnání, ve které stres suchem nastal, byly prokázány i rozdíly mezi oběma druhy (P-value < 0,000). U osiva metlice trsnaté byla celková klíčivost osiva za standardních podmínek 87 %, u lipnice luční 67 %, což odpovídalo výsledkům z předchozích pokusů. Pokud stres suchem nastal po 1-5 dnech Osivo a sadba,

164 bobtnání obilek, nenastaly průkazné změny v celkové klíčivosti, která se pohybovala až na výjimky nad 80 % (graf 3). Průkazný pokles v klíčivosti (o % oproti kontrole) nastal při stresu po 6 až 7 dnech bobtnání obilek. Výraznější pokles klíčivosti (na úroveň pod 40 %) nastal v důsledku sucha po 8 dnech bobtnání obilek. Pokud stres suchem nastal po 12 dnech bobtnání obilek, byla konečná klíčivost osina již jen 7 %. U lipnice luční se klíčivost pohybovala kolem 70 %, pokud stres suchem nastal do 8 dnů od začátku bobtnání obilek, prudký pokles celkové klíčivosti na méně než 30 % nastal až v důsledku sucha po 11 dnech bobtnání (graf 3). Graf 3: Celková klíčivost lipnice luční a metlice trsnaté po stresu suchem v závislosti na délce bobtnání před stresem (D min. pro porovnání klíčivosti v rámci druhů) lipnice luční metlice trsnatá % Dnů bobtnání před stresem Při porovnání celkové klíčivosti hodnocených druhů po stresu v jednotlivých termínech je patrné, že proces klíčení u nich probíhá různě rychle a k zásadnímu poškození osiva tak dochází při různých termínech stresu suchem. Z tabulky 1 je zřejmé, že pokud by v praxi při zakládání trávníku směsí tohoto osiva nastal přísušek do 4 dnů po výsevu, vyklíčilo by průkazně více obilek metlice trsnaté, při pozdějším přísušku by klíčivost obou druhů byla stejná a pokud by stres nastal po 8 resp. po 10 dnech, kdy je rozdíl průkazný, uplatnilo by se v porostu podstatně více klíčenců lipnice luční (54 % oproti 22 % původního počtu obilek metlice trsnaté). Ve srovnání s těmito výsledky v jiných našich pokusech bylo zjištěno, že např. u vybraných odrůd kostřavy rákosovité (Martinek et al., 2011) a kostřavy červené nastala tato kritická fáze naklíčení po 6 až 8 dnech máčení před stresem (Martinek et al., 2009a), u jílku vytrvalého po 9-10 dnech (Martinek et al., 2009b). Tab. 1: Celková klíčivost (%) lipnice luční a metlice trsnaté v závislosti na termínu počátku stresu suchem v průběhu klíčení, homogenní skupiny a D min. pro rozdíly mezi druhy Dnů bobtnání osiva před stresem lipnice luční 67 a 70 a 68 a 74 a 67 a 54 b 28 b metlice trsnatá 87 b 89 b 82 b 76 a 38 a 22 a 7 a D min. ( = 0,05) 5,47 7,99 8,19 13,2 29,3 17,5 12,11 P-Value 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0, Osivo a sadba,

165 Při stresu suchem v procesu klíčení nedochází jen k poškození dosud nevyklíčených obilek, ale samozřejmě i těch, u kterých byly v době stresu již vyvinuty primární kořínky a koleoptyle. Pomalu klíčící lipnice luční v těchto pokusech nezačala klíčit ani po 12 dnech bobtnání, na rozdíl od ní u metlice trsnaté bylo po dnech vyklíčeno již v průměru již 8 až 30% obilek. Z těchto klíčenců však stres suchem přežilo méně než 1% jedinců na rozdíl od jílku vytrvalého s HTO okolo 2 g (Martinek, 2011), u něhož bylo před stresem v těchto termínech vyklíčeno 28-45% obilek, z nichž v průměru 70% přežilo stres, a tyto obilky pak tvořily většinu živých obilek na konci pokusu. Z toho vyplývá důležitost velikosti obilek. Větší obilky a klíčenci z nich vzniklí jsou podstatně odolnější suchu než klíčenci drobnosemenné metlice trsnaté s HTO 0,25-0,3 g. Závěr Z výsledků je zřejmé, že teplotní a vláhové podmínky v době klíčení osiva mohou výrazně ovlivnit rychlost klíčení jednotlivých druhů v travní směsi, jakož i celkovou hustotu porostu a poměr druhů ve směsích. Závlaha po výsevu travní směsi je v našich podmínkách obvykle nezbytná a musí být přizpůsobena všem komponentám směsi, zejména jejich rychlosti klíčení za konkrétních teplotních podmínek. Poděkování Příspěvek byl zpracován za podpory grantu S grantu MŠMT ČR na FAPPZ ČZU v Praze. Literatura BERRIE A.M., DRENNAN D.S.M., (1971). The effect of Hydration - dehydration on seed germination. New Phytologist. 70: BEWLEY J.D., BLACK M., (1994). Seeds. Physiology of Development and Germination. Second edition. Plenum Press, New York and London. 445 p. BLÁHA L., BOCKOVÁ R., HNILIČKA F., HNILIČKOVÁ H., HOLUBEC V., MOLLEROVÁ J., ŠTOLCOVÁ J. and ZIEGLEROVÁ J., (2003). Rostlina a stres. VÚRV, Praha. 156 p. COPELAND L.O., MCDONALD M.B., (1995). Principles of Seed Science and Technology. 3rd edition. Chapman and Hall, 409 p. ELLIS R. H., ROBERTS E. H., (1980). Improved equations for seed longevity. Anals of Botany 45: HOUBA M., HOSNEDL V., (2002). Osivo a sadba. Praktické semenářství. 1. Vydání. 185 s. MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., (2009a). Dynamika klíčení osiva kostřavy červené za stresových podmínek. In: Seed and Seedlings, 9th. Scientific and Technical Seminar, CULS Prague, 2009 Praha, MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., (2009b). Dynamika klíčení trávníkových druhů trav při vodním stresu. Vědecká příloha časopisu Úroda, roč. 57, č. 12. s MARTINEK J., (2011). Konkurenční schopnosti metlice trsnaté Deschampsia caespitosa /L./ Beauv. v směsích s vybranými trávníkovými druhy. Doktorská disertační práce. Katedra pícninářství a trávníkářství FAPPZ ČZU v Praze. 181 s. MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., (2011). Stres suchem a dynamika klíčení vybraných trávníkových odrůd kostřavy rákosovité. In: Seed and Seedlings, 10th Scientific and Technical Seminar, CULS Prague, MÍKA V. et al., (2002). Morfogeneze trav. Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha, 200 s. Contact address: prof. Ing. Miluše Svobodová, CSc., Katedra pícninářství a trávníkářství, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů, Česká zemědělská univerzita v Praze, Kamýcká 129, Praha 6 Suchdol, , svobodova@af.czu.cu Osivo a sadba,

166 VLIV OBALENÍ OSIVA HNOJIVEM NA KLÍČIVOST A RYCHLOST POČÁTEČNÍHO VÝVOJE TŘÍ TRÁVNÍKOVÝCH DRUHŮ The Effect of Nutrient Seed Coating on Germination and Initial Development Speed of Three Turf Grass Species Pavel Knot, Michal Kvasnovský, Iva Klusoňová, Lucie Hodulíková Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita v Brně, Abstract The goal of the study conducted in 2011 at the Research Forage Production Station in Vatín was to verify the influence of iseed method seed treatment on the germination dynamics, germination capacity, the length of above-ground and root parts of Meadow grass Yvette, Red fescue Mocassin and Perennial ryegrass Milan. The testing was carried out in controlled conditions on the germinator in Petri dishes. The germinator was adjusted for a daily regime of 16 and 8 hours (temperatures 20 C and 10 C). Our results indicate that the iseed method appeared being capable of decreasing both, the total germinating capacity and dynamics. Significantly lower number of germinated seeds was observed on the day 20 after the establishment of the trial as well as significant differences in dynamics of germination. Significant impact of treatment method on above-ground and root parts length was not observed. Keywords: iseed, Meadow grass, Red fescue, Perennial ryegrass, germinability, seed treatment Souhrn V roce 2011 byl ve Výzkumné pícninářské stanici Vatín proveden výzkum zabývající se vlivem obalení osiva hnojivem (iseed) na dynamiku klíčení, celkovou klíčivost a délku kořenové a nadzemní části lipnice luční Yvette, kostřavy červené Mocassin a jílku vytrvalého Milan. Testování bylo prováděno v řízených podmínkách na klíčidle v Petriho miskách. Teplota byla nastavena v průběhu dne na 20 C po dobu 16 hodin a 10 C po dobu 8 hodin. Z výsledků vyplývá, že ošetření osiva metodou iseed mělo negativní vliv na celkovou klíčivost a rovněž na dynamiku klíčení. U všech zkoumaných druhů byl zjištěn statisticky průkazně nižší počet vyklíčených obilek dvacátý den po založení pokusu a rovněž i průkazné rozdíly v dynamice klíčení. V délce nadzemní a kořenové části rostlin nebyl průkazný vliv ošetření zaznamenán. Klíčová slova: iseed, lipnice luční, jílek vytrvalý, kostřava červená, klíčivost, ošetření osiva Úvod Jednou z vůbec nejdůležitějších vlastností osiva je klíčivost. U mnoha druhů je zejména v počátcích vývoje schopnost konkurence dána kvalitou osiva, tj. úrovní laboratorní klíčivosti a vitalitou osiva (Pazderů, 2009). Klíčení začíná následkem celé řady událostí na molekulární úrovni, které přecházejí ve vlastní růst embrya (Bradbeer, 1988). Klíčení a dosaženou klíčivost ovlivňuje spousta faktorů. Jsou to jak faktory vnější a rovněž faktory vnitřní, jako je genetická výbava a aktuální stav osiva (Copenland a Mc Donald, 1995). Klíčení a rychlost vzcházení trav po výsevu jsou významnými ukazateli konkurenční schopnosti trav, ovlivňující tvorbu a charakter travního porostu. Schopnost osiva rychle a rovnoměrně vyklíčit je jeden ze základních předpokladů úspěšného založení trávníkového porostu. V současnosti se při zakládání trávníků využívají různými metodami upravená osiva, která by 164 Osivo a sadba,

167 měla v porovnání s neupravenými osivy zlepšit polní vzcházivost a konkurenceschopnost. Jedním z nich je metoda iseed, která je založena na obalení obilek hnojivem. To má vést k podpoře vzcházení a následného vývoje travního porostu z takto ošetřeného osiva. Vedle této metody existují na trhu i další možnosti ošetření osiva. Knot et al. (2013) kupříkladu zmiňuje pozitivní vliv metod Proradix a Headstart na klíčivost obilek trav. Cílem výzkumu prezentovaného v tomto příspěvku bylo zjistit, zda a jakým způsobem ovlivňuje obalení osiva hnojivem metodou iseed dynamiku klíčení, celkovou klíčivost a délku nadzemní a kořenové části hlavních trávníkových druhů 20. den po založení pokusu. Metodika V roce 2011 bylo ve výzkumné pícninářské stanici ve Vatíně provedeno testování vlivu ošetření obilek metodou iseed u lipnice luční Yvette, kostřavy červené Mocassin a jílku vytrvalého Milan na dynamiku klíčení, celkovou klíčivost a délku kořenové a nadzemní části, Metoda iseed je založena na obalení obilek trav, ale i semen dalších druhů hnojivem. Použitá obalová vrstva obsahuje dle Nijënsteina (2008) 20 % dusíku a 4 % fosforu. Dusík se zde nachází z části ve formě rychle rozpustné a z části v pomalu rozpustné, fosfor je jen ve formě rychle se uvolňující. Metodou iseed se dostane na hektar vyseté plochy až 40 kg hnojiva. Výhodou této úpravy je snadnější výsev, lepší kontakt s půdou, při přesevu poškozeného trávníku lépe pronikají obilky přes nadzemní část drnu, jsou chráněny před odfouknutím větrem a před ztrátami požerem ptáků. Díky tomu by mělo docházet k rychlejšímu vzcházení a následnému zapojení porostu. Varianty pokusu jsou uvedeny v tabulce 1. Bylo použito klíčidlo TZ Každá testovaná varianta, zastoupená ve třech opakováních, zahrnovala 20 obilek uložených na filtračním papíře v Petriho misce (průměr 90 mm). Kontakt s vodou byl zajištěn prostřednictvím knotů z filtračního papíru o délce 260 mm a šířce 30 mm. Mikroklima bylo docíleno zvonkovými příklopy s větracím otvorem v horní části, který zajišťoval cirkulaci vzduchu. Klíčidlo bylo nastaveno na denní režim 16 a 8 hodin při teplotě 20 a 10 C. Vyšší teplota a 16 hodin simulovalo den a nižší teplota ve spojení s osmi hodinami noc. V nočním režimu bylo rovněž vypínáno osvětlení, které přes den zajišťovalo konstantní osvětlení všech variant. Tab. 1: Varianty pokusu Faktor Stupně 1. Druh (odrůda) 1.1. lipnice luční (Yvette) 1.2. kostřava červená (Mokassin) 1.3. jílek vytrvalý (Milan) 2. Ošetření osiva 2.1. bez ošetření 2.2. iseed Sledované charakteristiky Byla sledována dynamika klíčení 7., 10., 13., 17. den a celková klíčivost 20. den po založení pokusu. V těchto termínech byly počítány vyklíčené obilky u jednotlivých variant. Protože byly výsledky klíčení ve formě relativní četnosti a zjištěné procentické hodnoty nejdou vyjádřit pomocí Gaussova rozdělení, bylo provedeno přepočítání pomocí Arcusssinus-odmocninné transformace (Gomez Gomez, 1984). Po ukončení pokusu 20. den bylo z každé varianty vybráno 5 největších jedinců, u kterých byla změřena výška nadzemní části a délka kořene. K testu signifikance byla použita analýza variance (STATISTIKA, verze 8) a následný Tukey test (p 0,05). Osivo a sadba,

168 Výsledky a diskuse Vliv ošetření metodou iseed na dynamiku klíčení a celkovou klíčivost Z grafu 1 a tab. 2 je zřejmé, že ošetření obilek trav metodou iseed mělo negativní vliv na dynamiku klíčení i celkovou klíčivost 20. den po založení pokusu. V průměru všech druhů je především v prvních termínech sledování sedmý a desátý den po založení pokusu jasně patrné, že u varianty s obalenými obilkami hnojivem došlo k velmi významnému zpomalení klíčení. Sedmý den po založení bylo zjištěno 19,8 % vyklíčených obilek a desátý den 45,0 % vyklíčených obilek u neošetřené varianty oproti nulové klíčivosti sedmý den a 2,9 % klíčivosti 10. den u obilek ošetřených metodou iseed. V dalších termínech sledování už nebyl rozdíl v klíčivosti mezi oběmi variantami tak markantní, přesto bylo ve všech případech dosaženo průkazně vyšší klíčivosti u neošetřené varianty. Celková klíčivost dvacátý den byla zjištěna v průměru sledovaných druhů 67,8 % u neošetřené varianty oproti 59,0 % varianty iseed. Sochorec et al. (2013) zjistil poněkud odlišné výsledky vlivu ošetření metodou iseed klíčení. Z jeho výsledků vyplývá, že především ve spojení s vyšší teplotou při klíčení má metoda iseed pozitivní, i když statisticky neprůkazný vliv na klíčení jílku vytrvalého a kostřavy červené. Sochorec a Knot (2012) poukazují na průkazný vliv této metody ošetření při jejím použití u jetele plazivého. Z hlediska jednotlivých druhů lze z tab. 2 vypozorovat, že trend, který je zobrazen v grafu jedna, platí i pro všechny sledované druhy. Poněkud překvapivý je fakt, že u jílku vytrvalého i kostřavy červené jsou u ošetřené varianty sedmý a desátý den sledování nulové hodnoty klíčivosti a naproti tomu u lipnice luční byla desátý den zjištěna u ošetřené varianty klíčivost 8,6 %. Z dostupných znalostí rychlostí klíčení jednotlivých druhů by se dalo spíše předpokládat, že u lipnice, která je ze všech druhů nejpomalejší v rychlosti počátečního vývoje, budou rozdíly větší, než u ostatních dvou druhů. Graf 1: Dynamika klíčení a celková dosažená klíčivost u ošetřeného a neošetřeného osiva (průměr druhů) Různá písmena znamenají statisticky průkazný rozdíl mezi ošetřenou a neošetřenou variantou, Tukey test (p 0,05) 166 Osivo a sadba,

169 Tab. 2: Dynamika klíčení a celková klíčivost 20. den po založení pokusu (%) ošetřené a neošetřené odrůdy jednotlivých druhů Druh Lipnice luční Kostřava červená Jílek vytrvalý Odrůda (ošetření) Den po založení Yvette 0,0a 8,6a 51,9a 58,3a 58,3a Yvette (iseed) 14,8b 43,1b 57,4a 65,2a 65,2a Mocassin 0,0a 0,0a 35,2a 46,0a 54,9a Mocassin (iseed) 21,1b 41,1b 53,8b 61,2b 66,1a Milan 0,0a 0,0a 47,0a 54,0a 58,3a Milan (iseed) 23,2b 50,8b 62,3a 65,0a 65,2a Různá písmena ve sloupcích znamenají statisticky průkazný rozdíl mezi ošetřenou a neošetřenou variantou jednotlivých druhů, Tukey test (p 0,05) Vliv ošetření metodou iseed na délku nadzemní a kořenové části V průměru sledovaných druhů bylo dosaženo průměrné délky nadzemní části 71 mm u ošetřené varianty a 74 mm u osiva neošetřeného. Rovněž zjištěná délka kořene byla statisticky neprůkazně vyšší u neošetřeného osiva (51 mm) oproti osivu obalenému hnojivem (45 mm). Z hlediska druhů byla u všech tří zjištěna větší délka nadzemní i kořenové části u varianty neošetřené (graf 2 a 3). U žádného druhu ovšem tyto rozdíly nebyly statisticky průkazné. Největší rozdíl u nadzemní části byl pozorován u lipnice luční, která vykazovala u neošetřené varianty o 10,5 procenta větší délku kořene oproti variantě iseed a nejmenší u jílku vytrvalého, kde činil rozdíl pouze 1,3 %. Sochorec a Knot (2012) zaznamenali pozitivní vliv ošetření osiva metodou iseed na délku nadzemní části všech jimi zkoumaných druhů, i když to nebyl rozdíl průkazný. V délce kořenové části byly zjištěny největší rozdíly u kostřavy červené, u které byla délka kořene větší o 7 mm, což je o 17,9 % více než u ošetřené varianty a nejmenší opět u jílku vytrvalého, kde činil rozdíl pouze 9 % ve prospěch neošetřeného osiva. Graf 2: Délka nadzemní části zkoumaných druhů 20. den po založení pokusu Různá písmena u jednotlivých druhů znamenají statisticky průkazný rozdíl mezi ošetřenou a neošetřenou variantou, Tukeyův test (p 0,05) Osivo a sadba,

170 Graf 3: Délka nadzemní části zkoumaných druhů 20. den po založení pokusu Různá písmena u jednotlivých druhů znamenají statisticky průkazný rozdíl mezi ošetřenou a neošetřenou variantou, Tukeyův test (p 0,05) Závěr Z dosažených výsledků vyplývá, že ošetření osiva metodou iseed mělo průkazně negativní vliv na dynamiku klíčení i celkovou klíčivost lipnice luční, jílku vytrvalého i kostřavy červené. Především na začátku klíčení byl negativní vliv velmi znatelný. Rovněž byl zjištěn negativní, avšak statisticky neprůkazný vliv tohoto ošetření na délku nadzemní a kořenové části 20 den po založení pokusu. V tomto článku testovaná metoda ošetření osiva má podporovat počáteční vývoj rostliny, a proto se její pozitivní vliv může projevit v pozdější fázi vývoje rostliny. Ze zjištěných výsledků ale vyplývá, že alespoň u námi zkoumaných druhů a odrůd byl vliv této metody především na energii klíčení, ale i hodnoty celkové dosažené klíčivosti negativní, což zřejmě souvisí se zpomalením pronikání vody do obilky, způsobené vrstvou hnojiva nanesené na povrchu obilky. Poděkování Příspěvek vznikl za finanční podpory Interní grantové agentury Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně, projekt č. IP 2/2015 Vliv aplikace selenu na zdravotní bezpečnost píce. Literatura BREDBEER J. W., (1988). Seed dormancy and germination. Champall & Hall, New York COPENLAND L.O., MCDONALD M.B., (1995). Principles of Seed Science and Technology. 3rd edition. Chapman&Hall, 409 pp. GOMEZ K.A., GOMEZ A.A., (1984). Statistical procedures for agricultural research. 2nd ed. J. Wiley & Sons, New York, Chichester, Brisbane, Toronto KNOT P., PANČÍKOVÁ J., RAUS J., SOCHOREC M., (2013). The effect of Proradix and Headstart methods treatment on germinability of Poa pratensis caryopsis. In: Seed and Seedlings XI., Scientific and technical seminar , Prague, MARTÍNEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., (2011). The influence of water stress on germination selected turfgrass cultivars of Festuca arundinacea Schreb. In: Seed and Seedlings X., Scientific and technical seminar, , Prague, PAZDERŮ K (2009). Importance of Germination Energy for Seed Quality Evaluation. In: Seed and Seedlings IX., Scientific and technical seminar , Prague, Osivo a sadba,

171 SOCHOREC M., RAUS J., KVASNOVSKY M., KNOT P., (2013). The effect of nutrient seed coating and temperature on germination of Red fescue, Kentucky bluegrass, Perennial ryegrass and White clover. In: Seed and Seedlings XI., Scientific and technical seminar, , Prague, SOCHOREC M., KNOT P., (2012). The effect of fertilizer seed coating on the germinating capacity and initial development of some turf grass species and white clover. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 60 (5): STATSOFT Inc., (2007). STATISTICA data analysis software system, version 8.0., VRZALOVÁ J., KNOT P., (2011). The effect of seed age and treatment by Proradix Method on germinability and initial growth of selected meadow grass (Poa pratensis) varieties. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 59 (5): Contact adress: Pavel Knot, Ph.D., Ústav výživy zvířat a pícninářství, Mendelova univerzita v Brně. Zemědělská 1, v Brno, knot@mendelu.cz Osivo a sadba,

172 VPLYV STÚPAJÚCEJ KONCENTRÁCIE CO2 NA KLÍČENIE ZŔN VYBRANÝCH DRUHOV KŔMNYCH TRÁV The Impact of Rising CO 2 Concentration on Germination of Grains of Selected Species Forage Grasses Ľuboš Vozár, Peter Kovár, Ján Jančovič, Peter Hric, Petra Verešová Katedra trávnych ekosystémov a kŕmnych plodín FAPZ SPU v Nitre Abstract The aim of the study was to determine the effect of high CO 2 content in the atmosphere on the germination process of selected species of fodder grasses. They watched the three levels of oxidizable carbon content: natural conditions as in the current climate, 5 % strength concentration, a 10 % concentration. In the experiment, we monitored ecotypes of the following types of feed grasses: Lolium perenne, Phleum pratense, Festuca arundinacea, Poa pratensis, Festuca pratensis, Festuca rubra, Agrostis gigantea, Alopecurus pratensis and Dactylis glomerata. The experiment was carried out in controlled conditions in the growth chamber CLIMACELL 404. In terms of number we found in Phleum pratense and Dactylis glomerata most of sprouted grains under natural conditions. Lolium perenne and Festuca sp. were supported by increasing the concentration of oxidizable carbon at 5 %. A further increase of CO 2 concentration at 10 % supported the Poa pratensis, Agrostis gigantea and Alopecurus pratensis. An important finding was the inhibition of germination 5% strength in Poa pratensis and Alopecurus pratensis. Keywords: germination, forage grasses, CO 2 Súhrn Cieľom práce bolo zistenie vplyvu vysokého obsahu CO 2 v atmosfére na proces klíčenia vybraných druhov kŕmnych tráv. Sledovali sa tri úrovne obsahu oxidovateľného uhlíka: prirodzené podmienky ako v súčasnej atmosfére, 5 %-ná koncentrácia, 10 %-ná koncentrácia. V experimente sme sledovali ekotypy nasledovných druhov kŕmnych tráv: Lolium perenne, Phleum pratense, Festuca arundinacea, Poa pratensis, Festuca pratensis, Festuca rubra, Agrostis gigantea, Alopecurus pratensis a Dactylis glomerata. Pokus sa realizoval v regulovaných podmienkach v rastovej komore CLIMACELL 404. Z hľadiska počtu sme zistili pri Phleum pratense a Dactylis glomerata najviac vyklíčených zŕn v prirodzených podmienkach. Zvýšenie koncentrácie oxidovateľného uhlíka na 5 % podporilo Lolium perenne a Festuca sp. Ďalšie zvýšenie koncentrácie CO 2 na 10 % podporilo Poa pratensis, Agrostis gigantea a Alopecurus pratensis. Významný poznatok bolo inhibovanie klíčenia 5 %-nou koncentráciou pri Poa pratensis a Alopecurus pratensis. Kľúčové slova: klíčenie, kŕmne trávy, CO 2 Úvod Už pred 20-imi rokmi (Novák, 1994) bolo zvyšovanie koncentrácie radiačne aktívnych plynov (RAP) v atmosfére, s dominantnou úlohou oxidu uhličitého, neoddiskutovateľnou skutočnosťou. Ako 170 Osivo a sadba,

173 autor ďalej uvádza, z pôvodnej koncentrácie oxidu uhličitého v predindustriálnej ére sa jeho koncentrácia zvýšila asi o 25 percent a zvyšuje sa ďalej. Táto skutočnosť má, a bude mať nesporný vplyv na procesy prebiehajúce v biosfére a na vývoj klímy. Najčastejšie sa posudzuje vplyv dvojnásobnej koncentrácie na priemernú teplotu vzduchu na zrážkové úhrny. Takmer jednoznačne sa tento vplyv hodnotí negatívne, predpokladá sa zvýšenie priemerných teplôt vzduchu, čo môže spôsobiť napríklad topenie sa ľadovcov a následné zvýšenie úrovne hladín oceánov a ohrozenie existencie obyvateľstva v najhustejšie osídlených príbrežných oblastiach. Trend zvyšovania koncentrácie skleníkových plynov potvrdila aj správa medzinárodného panelu pre klimatické zmeny (IPCC, 2013). Píše sa v nej, že atmosférické koncentrácie oxidu uhličitého (CO 2 ), metánu a oxidov dusíka sa zvýšili na úroveň nebývalú za posledných minimálne rokov. Koncentrácia CO 2 sa od predindustriálnej doby zvýšila o 40 %, primárne v dôsledku emisií z fosílnych palív a sekundárne v dôsledku čistých emisií zo zmien využívania pôdy. Oceán absorboval približne 30 % emitovaného antropogénneho oxidu uhličitého, čo spôsobuje jeho acidifikáciu. Atmosférické koncentrácie skleníkových plynov oxidu uhličitého (CO 2 ), metánu (CH 4 ) a oxidu dusného (N 2 O) sa od roku 1750 zvýšili v dôsledku ľudskej činnosti. V roku 2011 boli koncentrácie týchto skleníkových plynov 391 ppm, 1803 ppb, respektíve 324 ppb a prekročili predindustriálnu úroveň o 40 %, 150 %, respektíve 20 %. Intenzita fotosyntézy pri dvojnásobnom zvýšení koncentrácie oxidu uhličitého bola skúmaná v laboratórnych podmienkach. Z výsledkov vyplýva, že rastliny typu C3 (patrí sem 95 percent rastlín) zvýšia intenzitu fotosyntézy až o 28 percent, rastliny C4 (kukurica, cirok, cukrová trstina) asi o 9 percent. (Cure, Acock, 1986). V rozličných prácach, zaoberajúcich sa stúpajúcou koncentráciou oxidu uhličitého v atmosfére, nájdeme výsledky vplyvu na rast a vývin rastlín. Avšak je vzácnosťou, resp. sa nenachádzajú údaje o pôsobení na proces klíčenia kŕmnych tráv. Aj z tohto dôvodu je cieľom práce zistenie vplyvu vysokého obsahu CO 2 v atmosfére na proces klíčenia vybraných druhov kŕmnych tráv. Metodika Pokus bol realizovaný v laboratórnych podmienkach Katedry trávnych ekosystémov a kŕmnych plodín v rastovej komore CLIMACELL 404. Trávne zrná sa kultivovali v monokultúre každého druhu (po 100 zŕn v 2 opakovaniach). Teplota vnútorného prostredia rastovej komory bola 23 C (počas svetlej fotoperiódy)/15 C (počas tmavej časti fotoperiódy) s fotoperiódou 12 hodín svetlo/12 hodín tma a relatívnej vlhkosti vzduchu 90 % RH. Trávne zrná klíčili v nakličovanej miske na vrstve filtračného papiera zvlhčenom destilovanou vodou. Počas trvania experimentu bol filtračný papier udržiavaný vo vlhkom stave. Hladina CO 2 bola zisťovaná pomocou externého meracieho zariadenia a regulovaná manuálne prostredníctvom ventilu na tlakovej fľaši na 3 rôzne úrovne: - prirodzené podmienky ako v súčasnej atmosfére, - 5 %-ná koncentrácia, - 10 %-ná koncentrácia. V experimente sme sledovali ekotypy nasledovných druhov kŕmnych tráv: - mätonoh trváci (Lolium perenne), - timotejka lúčna (Phleum pratense), - kostrava trsťovníkovitá (Festuca arundinacea), - lipnica lúčna (Poa pratensis), - kostrava lúčna (Festuca pratensis), - kostrava červená (Festuca rubra), - psinček obrovský (Agrostis gigantea), - psiarka lúčna (Alopecurus pratensis), - reznačka laločnatá (Dactylis glomerata). Osivo a sadba,

174 Klíčivosť zŕn sa hodnotila počítaním vyklíčených zŕn každých 7 dní počas 21 dní. Hodnotil sa celkový počet vyklíčených zŕn a rýchlosť klíčenia zŕn podľa vzťahu: S= (N n -N n-1 )/(A n -A n-1 ), kde S je rýchlosť klíčenia [počet zŕn.deň -1 ], N je počet vyklíčených zŕn pri n a n-1 hodnotení a A n - A n-1 je počet dní medzi n a n-1 hodnotením. Štatistická analýza bola vykonaná pomocou softwaru Statistica Vers StatSoft, Inc. (2005) Rozdiely medzi variantmi boli analyzované jednofaktorovou analýzou ANOVA na úrovni pravdepodobnosti p < 0,95. Výsledky a diskusia Oxid uhličitý je efektívny stimulant klíčenia mnohých rastlín (Kigel, 1995). Ako ďalej cituje viacerých autorov, nízka koncentrácia (0,5 5 %), ktorá je možná v atmosfére, môže prekonať dormanciu a vyššia je dokonca odporúčaná na prerušenie dormancie. Priebeh klíčenia vybraných kŕmnych tráv ovplyvnených rôznou koncentráciou CO 2 uvádzame v tabuľke 1. Vo všeobecnosti môžeme konštatovať rozdielny vplyv na jednotlivé druhy. Pri mätonohu trvácom sme pozorovali mierne vyšší počet vyklíčených zŕn pri zvýšení koncentrácie CO 2 na 5 %. Zaujímavý je aj oneskorený nástup klíčenia pri 10-tich percentách CO 2, kedy pri prvom hodnotení vyklíčilo v priemere len 64,5 zrna. Timotejka lúčna bola charakteristická relatívne vyrovnaným počtom vyklíčených zŕn. Napriek tomu sa javí, že najvhodnejšie podmienky pre klíčenie sú v prirodzených podmienkach. Rovnako aj pri reznačke laločnatej zvyšovanie množstva oxidovateľného uhlíka spôsobilo pokles počtu vyklíčených zŕn. Tab. 1: Počet vyklíčených zŕn pri rôznej koncentrácii CO2 (priemer opakovaní) Druh Prirodzené CO 2 5 % CO 2 10 % CO 2 1M 2M 3M 1M 2M 3M 1M 2M 3M MT 80,5 87,5 87,5 85, , TL 87, ,5 77, ,5 81,5 89,5 94,5 KT 55, ,5 84, ,5 69 LL 23 45,5 48, ,5 87,5 87,5 KL ,5 28, , KČ 39, ,5 85,5 36,5 61,5 70,5 PsO 49, , , ,5 87,5 PL ,5 35,5 35, RL 51, , ,5 42,5 45,5 *1M 1. hodnotenie, 2M 2. hodnotenie, 3M 3. hodnotenie, MT Lolium perenne, TL Phleum pratense, KT - Festuca arundinacea, LL - Poa pratensis, KL - Festuca pratensis, KČ - Festuca rubra, PsO - Agrostis gigantea, PL - Alopecurus pratensis, RL - Dactylis glomerata Ďalším sledovaným druhom bola kostrava trsťovníkovitá. Podobne ako v prípade mätonohu trváceho, aj pri nej sme pozorovali pozitívny vplyv 5 %-nej koncentrácie oxidu uhličitého. Podobný charakter sme zistili aj pri kostrave lúčnej a kostrave červenej, pri ktorej však bol rozdiel pri 5 % koncentrácii CO 2 už dosť výrazný. Snáď najvýraznejší vplyv nárastu množstva CO 2 sme pozorovali pri lipnici lúčnej. Z tohto pohľadu za pozornosť stojí fakt, že obsah 5 % CO 2 klíčenie inhiboval, ale naopak 10 % CO 2 výrazne podporoval. 172 Osivo a sadba,

175 K druhom, pri ktorom stúpajúci obsah CO 2 výrazne podporoval celkovú klíčivosť môžeme zaradiť psinček obrovský. Pokiaľ v prirodzených podmienkach sme zistili počet vyklíčených zŕn na úrovni 49,5 (1. hodnotenie) až 55 (3. hodnotenie), pri koncentrácii 10 % 81 (1. hodnotenie) až 87,5 (3. hodnotenie). Osobitný dosah na klíčenie mala rozdielna koncentrácia oxidovateľného uhlíka pri psiarke lúčnej, kde sme síce zaznamenali najviac vyklíčených zŕn pri 10 %-nom obsahu CO 2, ale zníženie počtu pri koncentrácii 5 %. Pri štatistickom porovnaní vplyvu koncentrácie CO2 na klíčenie zŕn kŕmnych tráv sme napriek rozdielnym výsledkom nezistili preukazný vplyv (Tab. 2). Určité zvýšenie počtu vyklíčených zŕn sme zistili len pri 10 % koncentrácii oxidu uhličitého (Graf 1). Značne odlišné výsledky rôzneho obsahu CO 2 na klíčenie rastlín popisuje aj Kigel (1995), ktorý uvádza, že rastúce množstvo oxidovateľného uhlíka nemusí vždy pôsobiť pozitívne a naopak, ak narastie jeho koncentrácia nad 10 % môže dôjsť k inhibícii. Tab. 2: Analýza vplyvu koncentrácie CO2 na klíčenie zŕn kŕmnych tráv Zdroj Suma Stupne Priemerný premenlivosti štvorcov voľnosti štvorec F - hodnota preukaznosť Absolútny člen , ,6 1023,15 0, % CO 2 382, ,4 0,333 0, Chyba 91284, ,1 Graf 1: Vplyv koncentrácie CO2 na počet vyklíčených zŕn kŕmnych tráv Počet vyklíčených zŕn prirodzené 5% CO 2 10% CO 2 %CO2 *vertikálne stĺpce označujú 0,95 intervaly spoľahlivosti (Fisherov LSD test) Rovnako ako pri celkovom počte vyklíčených zŕn sme zaznamenali aj pri rýchlosti klíčenia (tab. 3) odlišný vývoj pri jednotlivých druhoch. Vo všeobecnosti sa potvrdili tendencie uvádzané v literatúre. Napr. Gregorová (2009) uvádza, že trávnikové odrody mätonohu trváceho vyklíčia za 5 8 dní, kostravy červenej za dní, psinčeky za 18 _ 21 dní a lipnica lúčna do dní. V tomto smere je pozoruhodná predovšetkým lipnica lúčna, ktorá najmä pri vyššej % koncentrácii CO2 ukončila klíčenie do 14 dní od založenia pokusu. Zrýchlenie klíčenia bolo markantné najmä pri 10 %-nom obsahu oxidovateľného uhlíka (12,43 zŕn.deň-1, 2. hodnotenie) Osivo a sadba,

176 Tab. 3: Rýchlosť klíčenia pri rôznej koncentrácii CO2 (priemer opakovaní)(počet zŕn.deň -1 ) Druh prirodzené CO 2 5% CO 2 10% CO 2 1M 2M 3M 1M 2M 3M 1M 2M 3M MT 11,50 1,00 0,00 12,21 1,21 0,00 9,21 2,93 0,14 TL 12,50 0,64 0,36 11,07 1,07 0,07 11,64 1,14 0,71 KT 7,93 1,21 1,14 8,71 3,36 0,00 7,71 1,93 0,21 LL 3,29 3,21 0,43 0,57 3,71 0,00 0,07 12,43 0,00 KL 5,00 2,43 1,07 4,07 6,21 0,00 2,64 5,21 1,14 KČ 5,64 2,64 1,00 4,71 7,50 0,00 5,21 3,57 1,29 PsO 7,07 0,79 0,00 7,79 1,36 0,07 11,57 0,93 0,00 PL 4,57 1,14 0,43 3,36 1,71 0,00 4,00 3,43 0,14 RL 7,36 1,93 0,50 4,00 2,43 0,00 4,93 1,14 0,43 *1M 1. hodnotenie, 2M 2. hodnotenie, 3M 3. hodnotenie, MT Lolium perenne, TL Phleum pratense, KT - Festuca arundinacea, LL - Poa pratensis, KL - Festuca pratensis, KČ - Festuca rubra, PsO - Agrostis gigantea, PL - Alopecurus pratensis, RL - Dactylis glomerata Záver Vo všeobecnosti môžeme konštatovať odlišný vplyv rôznej koncentrácie CO 2 na klíčenie jednotlivých druhov kŕmnych tráv. Z hľadiska počtu sme zistili pri timotejke lúčnej a reznačke laločnatej najviac vyklíčených zŕn v prirodzených podmienkach. Zvýšenie koncentrácie oxidovateľného uhlíka na 5 % podporilo mätonoh trváci a kostravy. Ďalšie zvýšenie koncentrácie CO 2 na 10 % podporilo lipnicu lúčnu, psinček obrovský a psiarku lúčnu. Významný poznatok bolo inhibovanie klíčenia 5 %-nou koncentráciou pri lipnici lúčnej a psiarke lúčnej. Poďakovanie Táto práca vznikla s podporou projektu VEGA 1/0867/14: Stabilita, trvácnosť a zmeny v produkčnej schopnosti a diverzite dočasnej siatej lúky. Táto práca bola vytvorená realizáciou projektu Excelentné centrum ochrany a využívania agrobiodiverzity, na základe podpory operačného programu Výskum a vývoj financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Aktivita 1.2 Biológia uchovávania agrobiodiverzity. Literatúra CURE J.D., ACOCKB., (1986). Crop responses to carbon dioxide doubling: a literature survey. Agric.For.Met., 38, GREGOROVÁ H., (2009). Špeciálne trávnikárstvo. Nitra: SPU, s. ISBN IPCC (2013). Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. KIGEL J., (1995). Seed Development and Germination CRC Press 872 s. ISBN NOVÁK V., (1994). Môžu očakávané globálne zmeny ovplyvniť poľnohospodárstvo aj pozitívne? In. LITSCHMANN, T., ROŽNOVSKÝ, J. (ed): Klimatická změna a zemědělství. Sborník referátů, Brno, s STATSOFT, INC. (2005). STATISTICA Cz [Softwarový systém na analýzu dat], verze Contact adress: doc. Ing. Ľuboš Vozár, Ph.D. Katedra trávnych ekosystémov a kŕmnych plodín FAPZ SPU v Nitre. Tr. A. Hlinku 2, Nitra, Slovenská republika, Lubos.Vozar@uniag.sk 174 Osivo a sadba,

177 VYUŽITIE PODPORNÝCH PRÍPRAVKOV PRE ZLEPŠENIE KLÍČENIA ZŔN VYBRANÝCH DRUHOV KŔMNYCH TRÁV Use of Support Preparations for Improving the Germination of Seeds of Selected Feed Grass Species Peter Kovár, Ľuboš Vozár, Ján Jančovič, Peter Hric Katedra trávnych ekosystémov a kŕmnych plodín, FAPZ SPU v Nitre Abstract In the laboratory experiment with selected grass species was evaluated the effect of support preparations on plant germination process. There were evaluated the total germinability, dynamics of germination and germination rate. The highest total germinability reached Lolium sp. (L. multiflorum % and L. perenne %), followed by Festuca rubra with % and Poa pratensis with %. From the used support preparations showed stimulatory effect only Atonik (in L. multiflorum by 0.50 % and F. rubra by 6.00 % more compared to the control) and Agrobiofert (in F. rubra by 5.00 % and P. pratensis by 8.00 % compared to the control). The effect was statistically significant only at F. rubra (p = ). The preparations may be also positively evaluated in terms of the dynamics of germination. It was increased by about % for F. rubra. The significant effect of Agrobiofert was observed in P. pratensis at the 6 th day of the experiment foundation, when germinated about % more seeds in comparison with control variant. From the values of the average rate of germination shows a similar trend as in the total germination, i.e. acceleration of germination of L. multiflorum and F. rubra seeds after application of Atonik, and also F. rubra and P. pratensis seeds after application of Agrobiofert. Keywords: germinability, rate of germination, support preparations, feed grass species Souhrn V laboratórnom pokuse s vybranými trávnymi druhmi sa sledoval vplyv podporných prípravkov na proces klíčenia. Hodnotila sa celková klíčivosť, dynamika klíčenia a rýchlosť klíčenia. Najvyššiu celkovú klíčivosť dosiahli mätonohy (m. mnohokvetý 96,75 % a m. trváci 94,25 %), za nimi nasledovala kostrava červená so 72,50 % a lipnica lúčna s 57,63 %. Z použitých prípravkov stimulačný účinok prejavil len Atonik (pri mätonohu mnohokvetom o 0,50 % a kostrave červenej o 6,00 % viac v porovnaní s kontrolou) a Agrobiofert (pri kostrave červenej o 5,00 % a lipnici lúčnej o 8,00 % viac v porovnaní s kontrolou). Účinok bol štatisticky preukazný len pri kostrave červenej (p = 0,0505). Uvedené prípravky možno pozitívne hodnotiť aj z hľadiska dynamiky klíčenia, ktorú pri kostrave červenej zvýšili približne o 10,00 %. Výrazný účinok Agrobiofert-u sa zaznamenal pri lipnici lúčnej už na 6. deň od založenia pokusu, kedy vyklíčilo o 50,00 % zŕn viac v porovnaní s kontrolným variantom. Z hodnôt priemernej rýchlosti klíčenia rezultuje podobný trend ako pri celkovej klíčivosti, t.j. zrýchlenie klíčenia zŕn mätonohu mnohokvetého a kostravy červenej po aplikácii Atonik-u, resp. kostravy červenej a lipnice lúčnej po aplikácii Agrobiofert-u. Kľúčové slová: klíčivosť, rýchlosť klíčenia, podporné prípravky, kŕmne trávy Úvod V poslednom období sa stretávame s častejšie sa opakujúcimi periódami sucha a tepla, čo môže veľmi významne ovplyvniť klíčivosť zŕn tráv. Podľa niektorých autorov (Copenland a McDonald, Osivo a sadba,

178 1995; Pazderů, 2009) vitalita osiva a klíčivosť, t.j. kvalita osiva, vplýva na schopnosť konkurencie väčšiny druhov najmä v počiatočných štádiách vývoja. Pre tvorbu trávnych miešaniek je znalosť vitality osiva žiaduca, pretože je predpokladom i pre rýchlosť vzchádzania a úspešnosť ďalšieho vývoja celej miešanky, formovanie trávneho porastu a v konečnom dôsledku i plnenie požadovaných funkcií, čo vo svojich pokusoch potvrdil aj Martinek (2011). Zvlášť významné je to pri miešankách, ktoré obsahujú druhy s rozdielnou rýchlosťou klíčenia, vzchádzania a počiatočného rastu. Napríklad v miešanke obsahujúcej rýchlo sa vyvíjajúci mätonoh trváci a pomaly sa vyvíjajúcu lipnicu lúčnu nastáva zo strany druhu s rýchlejším vývinom silná konkurencia, pričom pomalší druh býva znevýhodnený až do takej miery, že z porastu úplne ustúpi (Svobodová a Šantrůček, 2003). Preto niektorí autori (Djanaguiraman et al., 2005; Przybysz et al., 2014) pre podporu počiatočného vývoja odporúčajú použiť rôzne prípravky, ktoré vo všeobecnosti stimulujú klíčenie semien, čím sa vyššie uvedené nevýhody môžu eliminovať. Cieľom príspevku je zhodnotiť vplyv podporných prípravkov na klíčivosť a rýchlosť klíčenia zŕn vybraných druhov kŕmnych tráv. Metodika Experiment sa realizoval na Katedre trávnych ekosystémov a kŕmnych plodín FAPZ SPU v Nitre. Ako biologický materiál boli použité zrná nasledovných trávnych druhov: - mätonoh trváci (Lolium perenne L.), - mätonoh mnohokvetý (Lolium multiflorum Lamk.), - kostrava červená (Festuca rubra agg. L.), - lipnica lúčna (Poa pratensis L.). Pre tento experiment boli vytvorené 4 varianty, v ktorých sa použili nasledovné prípravky: - variant 1: destilovaná voda (kontrola), - variant 2: Atonik (koncentrácia roztoku: 0,03 %), - variant 3: Fruiter + Huminer (koncentrácia roztoku: 0,50 %), - variant 4: Agrobiofert (dávka na 1 liter roztoku: Alga 600 0,40 g + Softguard ++ 1,25 ml). Charakteristika použitých prípravkov Atonik je to rastlinný stimulátor, ktorého účinnými látkami sú aromatické nitrozlúčeniny. Podporuje rýchlejšiu syntézu všetkých životne dôležitých substancií (bielkoviny, tuky, cukry, enzýmy) pre zdravý rast a vývoj rastliny. Stimuluje tvorbu koreňovej sústavy ( Fruiter obsahuje humínové látky a ich soli (13 %), zmes oligopeptidov a aminokyselín (10 %), výťažky z morských rias adaptogény, zmáčadlo s lepivým účinkom a ďalšie látky zvyšujúce prienik účinných látok a živín membránami. Zvyšuje odolnosť k chladu, suchu a zasoleniu, zvyšuje prah tolerancie k chorobám ( Huminer obsahuje humínové látky a ich soli (30 %), zmes oligopeptidov a aminokyselín so zmáčavým a lepivým účinkom, adaptogény a ďalšie látky podporujúce tvorbu koreňovej sústavy ( Alga 600 organický extrakt z hnedých morských rias obsahujúci vysokú koncentráciu organických živín, minerálov, vitamínov a bioaktívnych látok. Zloženie: organické látky (55 %), kyselinu algínovú (15 %), aminokyseliny (6 %), N celkovo (1 %), K (17 %), S (1 %), Ca (0,5 %), Fe (0,15 %), Mg (0,04 %), Cu (25 ppm), prírodné rastové hormóny (PGR), (600 ppm), ( Softguard ++ výťažok z krabích a krevetových ulít s obsahom bioaktívnej látky Chitosan Oligosacharid slúži ako ochrana rastlín proti hubovým, bakteriálnym a vírusovým chorobám. Zloženie: Chitosan Oligosacharid (26 g.l -1 ), N celkovo (50 g.l -1 ), P (40 g.l -1 ), K (30 g.l -1 ), organická zložka (50 g.l -1 ), Cu (EDTA), (0,2 g.l -1 ), Zn (EDTA), (0,1 g.l -1 ) ( 176 Osivo a sadba,

179 Zrná jednotlivých druhov tráv (po 100 ks zŕn v 2 opakovaniach) boli rovnomerne rozložené na filtračný papier v Petriho miske veľkosti 120 x 120 mm. Filtračný papier bol zvlhčený 10 ml destilovanej vody, resp. pripraveného roztoku podľa vyššie uvedených variantov. Petriho misky so zrnami boli umiestnené do rastovej komory (Climacell 404) a inkubované pri teplote 23 C (deň)/15 C (noc) s fotoperiódou 12 hod. svetlo/12 hod. tma a relatívnou vlhkosťou vzduchu RH = 70 %. Počas trvania experimentu sa filtračný papier podľa potreby priebežne navlhčoval pripravenými roztokmi podľa jednotlivých variantov. Počet vyklíčených zŕn bol zisťovaný v 6., 14., 21., 28. a 34. deň trvania experimentu. Hodnotila sa celková klíčivosť zŕn (v %) na konci experimentu a rýchlosť klíčenia zŕn podľa vzťahu: S = (N n N n-1 ) / (t n t n-1 ) S je rýchlosť klíčenia [počet zŕn.deň -1 ], N je počet vyklíčených zŕn pri n-tom a n-1 hodnotení, t n t n-1 je počet dní medzi n-tým a n-1 hodnotením. Hodnoty celkovej klíčivosti a rýchlosti klíčenia zŕn trávnych druhov sa vyhodnotili v programe Statistica (Statsoft Inc. (2005). Statistica Cz, verzia 7.1) jednofaktorovou analýzou rozptylu (ANOVA) s následným testovaním preukaznosti rozdielov Fischerovým LSD testom pri 95 % hladine pravdepodobnosti (α = 0,05). Grafické spracovanie výsledkov bolo pomocou programu MS Excel. Výsledky a diskusia Celkovú klíčivosť zŕn jednotlivých trávnych druhov dokumentuje graf 1. Pri mätonohu trvácom bola klíčivosť zŕn od 93,00 % do 96,50 %, pričom najväčší počet vyklíčených zŕn sa zaznamenal v kontrolnom variante (var. 1 destilovaná voda). Aplikáciou prípravkov (var. 2 4) sa dosiahla o 2,00-3,50 % nižšia klíčivosť zŕn v porovnaní s kontrolou, avšak tieto rozdiely boli štatisticky nepreukazné (p = 0,8950). Rovnako aj v hodnotách dynamiky klíčenia zŕn mätonohu trváceho (graf 2), vyjadrených ako % kontroly, sa ukázali minimálne rozdiely medzi variantmi. Pre mätonoh mnohokvetý bola charakteristická celková klíčivosť v rámci variantov od 95,50 % (var. 4 Agrobiofert) do 97,50 % (var. 2 Atonik). Po aplikácii prípravku Fruiter + Huminer (var. 3) a destilovanej vody (var. 1) vyklíčilo v oboch variantoch zhodne po 97,00 % zŕn. Aj v tomto prípade boli diferencie medzi variantmi nevýrazné a zároveň štatisticky nepreukazné (p = 0,8343). Tu možno poukázať na nepatrný stimulačný účinok, ktorý sa prejavil po použití prípravku Atonik (var. 2). Najväčší počet vyklíčených zŕn kostravy červenej (77,00 %) sa zaznamenal po použití prípravku Atonik (var. 2). Potom s rozdielom 1,00 % nasledoval variant 4 (Agrobiofert). V destilovanej vode (var. 1) celkovo vyklíčilo 71,00 % zŕn a najnižšiu klíčivosť dosiahla kostrava červená pri použití prípravku Fruiter + Huminer (var. 3 66,00 %). V prípade tohto trávneho druhu sa prejavil stimulačný účinok prípravkov Atonik a Agrobiofert. Dokazujú to nielen hodnoty celkovej klíčivosti zŕn, ale aj dynamika klíčenia (graf 2), ktorá bola od 14. dňa trvania experimentu približne o 10,00 % vyššia ako v kontrolnom variante. Lipnica lúčna, ako predstaviteľ trávnych druhov s veľmi pomalým vývinom, mala zo všetkých testovaných druhov najnižšiu klíčivosť (49,00 68,00 %), (graf 1), pričom diferencie medzi variantmi boli štatisticky nepreukazné (p = 0,7527). Pozitívny účinok sa prejavil len v prípade prípravku Agrobiofert (var. 4), ktorý zvýšil klíčivosť o 8,00 % v porovnaní s kontrolou (var. 1). V ostatných dvoch variantoch (var. 2 Atonik a var. 3 Fruiter + Huminer) bola celková klíčivosť zŕn lipnice lúčnej výrazne nižšia 53,50 % a 49,00 %. Stimulačný účinok prípravku Agrobiofert sa prejavil počas celého trvania experimentu, čo možno vidieť na hodnotách dynamiky klíčenia zŕn lipnice lúčnej Osivo a sadba,

180 (graf 2). Zvlášť výrazný účinok Agrobiofert-u sa zaznamenal na 6. deň od založenia experimentu, kedy bolo po jeho použití vyklíčených o 50,00 % zŕn viac ako v prípade destilovanej vody. Graf 1: Celková klíčivosť (%) zŕn vybraných trávnych druhov *Rozdielne indexy (a b) znamenajú štatisticky preukazný rozdiel medzi variantmi v rámci hodnoteného druhu (Fischerov LSD test, α = 0,05). **Rozdielne indexy (A C) znamenajú štatisticky preukazný rozdiel medzi hodnotenými druhmi (Fischerov LSD test, α = 0,05). Graf 2: Dynamika klíčenia zŕn trávnych druhov pri jednotlivých termínoch hodnotenia vyjadrená ako % kontroly Hodnotenie rýchlosti klíčenia zŕn tráv (graf 3) ukázalo podobný trend ako pri celkovej klíčivosti zŕn. V zhode s našimi predchádzajúcimi pokusmi (Kovár a Gregorová, 2007; Hric et al., 2012) sa aj tu potvrdil všeobecný poznatok o rýchlosti klíčenia jednotlivých druhov s preukaznými rozdielmi 178 Osivo a sadba,

181 (p = 0,0000). Najrýchlejšie klíčiacim druhom bol mätonoh mnohokvetý, ktorý v priemere variantov dosiahol 2,85 zŕn.deň -1. Za ním s 2,78 zŕn.deň -1 nasledoval mätonoh trváci. Pri kostrave červenej denne vyklíčilo 2,13 zrna a najnižšiu rýchlosť klíčenia mala lipnica lúčna 1,71 zŕn.deň -1. Graf 3: Priemerná rýchlosť klíčenia zŕn vybraných trávnych druhov (počet zŕn.deň-1) *Rozdielne indexy (a c) znamenajú štatisticky preukazný rozdiel medzi variantmi v rámci hodnoteného druhu (Fischerov LSD test, α = 0,05). **Rozdielne indexy (A C) znamenajú štatisticky preukazný rozdiel medzi hodnotenými druhmi (Fischerov LSD test, α = 0,05). Hodnoty rýchlosti klíčenia zŕn mätonohu trváceho poukazujú na pomerne nízke diferencie medzi variantmi, pričom najpomalšie klíčili zrná vo variante 2 (Atonik) a variante 3 (Fruiter + Huminer) - hodne po 2,74 zrna.deň -1. O 0,04 zrna.deň -1 vyššiu rýchlosť klíčenia mal mätonoh trváci po použití prípravku Agrobiofert (var. 4) a najrýchlejšie klíčil v destilovanej vode 2,84 zrna.deň -1. Avšak uvedené rozdiely v rýchlosti klíčenia boli štatisticky nepreukazné (p = 0,8972). Mätonoh mnohokvetý klíčil rýchlosťou od 2,81 zrna.deň -1 (Agrobiofert) do 2,87 zrna.deň -1 (Atonik). Variant 3 (Fruiter + Huminer) sa hodnotou 2,85 zrna.deň -1 vyrovnal kontrolnému variantu. Pozitívny, i keď štatisticky nepreukazný (p = 0,3943), účinok použitých podporných prípravkov sa prejavil len v prípade Atonik-u (var. 2), kde sa dosiahlo najrýchlejšie klíčenie zŕn. Štatisticky preukazné rozdiely (p = 0,0047) v rýchlosti klíčenia zŕn po použití testovaných prípravkov sa zaznamenali pri kostrave červenej. V porovnaní s kontrolou (2,09 zrna.deň -1 ) pomalšie (o 0,15 zrna.deň -1 ) klíčili zrná len vo variante 3 (Fruiter + Huminer). Ostatné dva prípravky (Agrobiofert var. 4 a Atonik var. 2) stimulovali rýchlosť klíčenia kostravy červenej a ich účinok bol takmer identický. Dokumentujú to aj minimálne rozdiely v rýchlosti klíčenia medzi týmito variantmi (2,24 a 2,26 zrna.deň -1 ). Pri lipnici lúčnej bola rýchlosť klíčenia 1,45 2,00 zrna.deň -1, so štatisticky nepreukaznými diferenciami medzi variantmi (p = 0,7538). Najslabší účinok sa prejavil pri prípravkoch Fruiter + Huminer (1,45 zrna.deň -1 ) a Atonik (1,61 zrna.deň -1 ), ktoré zaostávali aj za kontrolným variantom (1,77 zrna.deň -1 ). Použitie prípravku Agrobiofert zvýšilo rýchlosť klíčenia zŕn lipnice lúčnej až na 2,00 zrna.deň -1. Z dosiahnutých výsledkov vidieť, že kostrava červená reagovala citlivejšie na testované podporné prípravky (dosiahnutie preukazných rozdielov v porovnaní s kontrolou) ako ostatné trávne druhy. Podobne uvádza aj Macháč (2011), ktorý vo svojom pokuse po aplikácii regulátoru rastu zaznamenal preukazné rozdiely v hodnotách klíčivosti práve pri kostrave červenej a aj ovsíku obyčajnom. Osivo a sadba,

182 Záver Všeobecne možno konštatovať, že stimulačný účinok na klíčenie zŕn tráv (celková klíčivosť a rýchlosť klíčenia) sa dosiahol použitím prípravkov Atonik a Agrobiofert. Pre zlepšenie a zrýchlenie klíčenia zŕn, najmä pomaly sa vyvíjajúcich druhov (napr. lipnica lúčna), sa ako najvhodnejší ukázal prípravok Agrobiofert. Z praktického hľadiska to poukazuje na lepšie uplatnenie sa lipnice lúčnej v poraste, najmä pri jej spoločnom výseve s rýchlo sa vyvíjajúcimi druhmi (napr. mätonohy). Poďakovanie Príspevok vznikol s podporou projektu VEGA 1/0687/14 Stabilita, trvácnosť a zmeny v produkčnej schopnosti a diverzite dočasnej siatej lúky. Táto práca bola vytvorená realizáciou projektu Excelentné centrum ochrany a využívania agrobiodiverzity, na základe podpory operačného programu Výskum a vývoj financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Aktivita 1.2 Biológia uchovávania agrobiodiverzity. Literatúra COPENLAND L.O., MCDONALD M.B., (1995). Principles of Seed Science and Technology. 3rd edition, Chapmann & Hall, 409 pp. DJANAGUIRAMAN M. ANNIE-SHEEBA J., DURGA DEVI, D., BANGARUSAMY U., (2005). Effect of Atonik Seed Treatment on Seedling Physiology of Cotton and Tomato. In Journal of Biological Sciences, 5 (2): , 2005, ISSN HRIC P., JANČOVIČ J., KOVÁR P., VOZÁR Ľ., (2012). Alelopatické vzťahy trávnikových druhov tráv počas klíčenia. In VII. Vedecká konferencia doktorandov s medzinárodnou účasťou, konaná pri príležitosti Európskeho týždňa vedy. Nitra : SPU, 2012, s , ISBN [cit ] [cit ] [cit ] [cit ] [cit ] KOVÁR, P., GREGOROVÁ, H., (2007). Vplyv alelopatie na klíčenie semien tráv a ďateliny plazivej. In Súčasnosť a perspektívy krmovinárskeho výskumu a vzdelávania v multifunkčnom využívaní krajiny. Zb. ref., Nitra : SPU, 2007, s , ISBN MACHÁČ R., (2011). Vliv trinexapac-ethylu na kvalitu osiva vybraných druhů trav. In: Seed and Seedlings, 10th Scientific and Technical Seminar, CULS Prague., 2011, s , ISBN MARTINEK J., (2011). Konkurenční schopnosti metlice trsnaté Deschampsia caespitosa (L.) Beauv. ve směsích s vybranými trávníkovými druhy. Doktorská disertační práce, 181 s. PAZDERŮ K., (2009). Význam energie klíčení pro hodnocení kvality osiva. In: Seed and Seedlings, 9th Scientific and Technical Seminar, CULS Prague, 2009, s , ISBN PRZYBYSZ A., GAWROŃSKA H., GAJC-WOLSKA J., (2014). Biological mode of action of a nitrophenolates based biostimulants: case study. In Front. Plant. Sci., 2014, vol. 5, n. 713, ISSN X SVOBODOVÁ M., ŠANTRŮČEK J., (2003). Vztah jílku vytrvalého a lipnice lúční při zakládaní trávníků. In Trávníky Lednice na Morave, s. 34, ISBN Contact address: Ing. Peter Kovár, PhD., Katedra trávnych ekosystémov a kŕmnych plodín FAPZ, Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Tr. A. Hlinku 2, Nitra, Peter.Kovar@uniag.sk 180 Osivo a sadba,

183 PĚSTOVÁNÍ LNIČKY SETÉ (CAMELINA SATIVA L.) NA SEMENO V PODMÍNKÁCH EKOLOGICKÉHO ZEMĚDĚLSTVÍ The Seed Production of Camelina sativa L. in Conditions of Organic Farming Daniela Knotová, Jan Pelikán Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko Abstract In two consecutive years (2013 and 2014) the seed production of Camelina sativa L. was tested in field trials in conditions of organic farming. We tested two row distances (12.5 and 25 cm), two variants of sowing rate and three variants of agrotechnical interventions during vegetation (lugging, weeding by weeding machine in row distance 25 cm and variant without agrotechnical interventions). The yields of seed and seed parameters were evaluated. The procedures for cultivation are recommended. Keywords: Camelina sativa L., seed production, organic farming Souhrn Ve dvou po sobě následujících letech (2013 a 2014) bylo v polních pokusech zkoušeno pěstování lničky seté (Camelina sativa) na semeno v podmínkách ekologického pěstování. Zkoušeny byly dvě řádkové rozteče (12,5 a 25 cm), dvě varianty výsevku a tři varianty ošetření během vegetace (vláčení odplevelovacími prutovými branami, plečkování při šířce řádků 25 cm a neošetřovaná kontrola). Byly zjišťovány výnosy osiva a jeho osivové parametry. Jsou doporučeny postupy při pěstování. Klíčová slova: Camelina sativa, produkce osiva, ekologické zemědělství Úvod Lnička setá (Camelina sativa) je jednoletá, případně ozimá olejnina z čeledi brukvovitých (Brassicaceae). Dorůstá do výšky 60 až 120 cm a bývá bohatě větvená. Výška větvení je odvislá od hustoty porostu. Kvete od května do června. Plodem je pukavá šešule obsahující oranžově žlutá semena. Roste na všech stanovištích, nedaří se jí však na kyselých a zamokřených půdách. Při počátečních růstových fázích snáší nízké teploty a má krátkou vegetační dobu. Pěstuje se pro semena obsahující 30 až 40 % vysychavého oleje, používaného především pro technické účely. Lničku lze využívat jako rychle rostoucí předplodinu na zelené hnojení a lze s ní uvažovat jako s potencionální energetickou plodinou. Výnosy semene a výskyt chorob u 10 odrůd a linií pěstovaných v letech 1995 a1996 v Německu a v roce 1996 v Kanadě zjišťovali Paul et al., (2000). Meziodrůdové rozdíly ve výnosech zjišťovali v letech Zimmerman a Küchler (1961). Musnicki (1962) v letech porovnával výnosy semen a oleje u lničky, řepky ozimé a ozimé řepice při různých termínech výsevu, různých řádkoých roztečích a hnojení. Výsledky ukázaly, že lnička byla více mrazuvzdorná a aplikace N, a to především na jaře, zvýšila výnos u lničky, zatím co aplikace P a K neprokázala vliv na zvýšení výnosu. Při vysokých dávkách N se mírně zvyšuje výnos, ale snižuje výtěžnost oleje. Kraujalis a Povialitis (2005) zkoušeli pěstování lničky na semeno ve směsi s ječmenem a zjistili, že výnosy obou plodin se nelišily od výnosů při pěstování v čistých kulturách. Směs navíc potlačovala plevele a optimální doba setí směsky v podmínkách Litvy je od poloviny dubna do poloviny května. V České republice je v současné době právně chráněna odrůda Zuzana. Osivo a sadba,

184 Metodika Pokusy byly založeny metodou znáhodněných bloků ve třech opakováních při jarním výsevu v roce 2013 (24. dubna) a 2014 (3. dubna) bezezbytkovým secím strojem Oyord ve variantách bez ošetření, vláčení odplevelovacími prutovými branami a plečkování (u šířky řádků 25 cm). Byly použity dvě řádkové rozteče (12,5 a 25 cm) a dvě výsevná množství (plný výsevek 10 kg.ha -1 a snížený výsevek 5 kg.ha -1 ). Po výsevu byly pokusy zaváleny hladkými válci. Použito bylo osivo právně chráněné odrůdy Zuzana. Sklizeň semene se uskutečnila v roce července a v roce července sklízecí mlátičkou Sampo. Po sklizni byl zjišťován hrubý výnos, dále byla sklizená hmota dosoušena, zjišťován výnos suché hmoty a následovalo čištění na sítech. Po čištění byl stanoven výnos osiva a jeho osivové parametry (HTS, čistota a klíčivost). Výsledky a diskuse Výnosy osiva jednotlivých variant zkoušení jsou za oba roky uvedeny v tab. 1 a grafu 1. V prvém roce zkoušení se výnosy pohybovaly od 0,41 do 1,14 t.ha -1 a nejvyšší byl zaznamenán u varianty řádky 12,5 cm, plný výsevek, bez zásahu. Od této varianty se statisticky nelišily zbývající neošetřené varianty a dále varianta s řádky 25 cm, plný výsevek a plečkování. Tab. 1: Výnosy semene lničky seté v t.ha -1 (α = 0,05) t.ha -1 poř. t.ha -1 poř. 12,5 cm, snížený výsevek, bez zásahu 0,87 abc 4 1,51 cd 8 12,5 cm, snížený výsevek, vláčení 0,57 cd 9 1,78 abc 5 12,5 cm, plný výsevek, bez zásahu 1,14 a 1 1,74 abc 6 12,5 cm, plný výsevek, vláčení 0,59 cd 8 1,90 ab 3 25 cm, snížený výsevek, bez zásahu 0,81 abc 5 1,47 cd 9 25 cm, snížený výsevek, vláčení 0,41 d 10 1,38 d cm, plný výsevek, bez zásahu 0,90 abc 3 1,93 ab 2 25 cm, plný výsevek, vláčení 0,64 cd 7 1,78 abc 4 25cm, snížený výsevek, plečkování 0,73 bcd 6 1,67 bcd 7 25 cm, plný výsevek, plečkování 1,04 ab 2 2,06 a 1 D T : 0,05 0,37 0,33 0,01 0,54 0,49 Ve druhém roce zkoušení se výnosy pohybovaly od 1,38 do 2,06 t.ha -1 a dvojnásobně v některých případech i trojnásobně, převýšily výnosy roku předchozího. Toto přičítáme včasnému výsevu, což koresponduje se závěry Moraru et al. (2013), kteří hodnotili výnosový potenciál lničky a určovali optimální technologie pěstování. Zjistili, že produkce je ovlivněna dobou výsevu. Nejvyšší výnos byl dosažen u varianty s šířkou řádků 25 cm, plný výsevek a plečkování. Od této varianty se statisticky průkazně nelišily neošetřené a vláčené varianty s plným výsevkem při obou řádkových roztečích a dále vláčená varianta se sníženým výsevkem a šířkou řádků 12,5 cm. Výsledky hodnocení parametrů osiva jsou soustředěny v tab. 2. Hmotnost tisíce semen byla ve druhém roce zkoušení vyšší u všech variant oproti roku předchozímu, mezi jednotlivýni variantami v obou rocích nebyly výrazné rozdíly. Také u čistoty a klíčivosti nebyly v obou rocích zaznamenány výrazné rozdíly a také u těchto znaků byly hodnoty dosažené ve druhém roce zkoušení vyšší oproti roku předchozímu. 182 Osivo a sadba,

185 Graf 1: Výnosy semene lničky seté v jednotlivých variantách a rocích zkoušení (v t.ha -1 ) Tab. 2: Základní parametry osiva z jednotlivých variant zkoušení HTS (g) Čistota (%) Klíčivost (%) ,5 cm, pol. výs., bez zásahu 1,02 1,05 97,2 96,80 98,7 99,3 12,5 cm, pol. výs., vláčení 0,98 1,10 97,5 98,70 99,0 99,7 12,5 cm, plný výsevek, bez zásahu 1,03 1,05 97,7 98,40 99,0 100,0 12,5 cm, plný výsevek, vláčení 0,99 1,06 97,6 99,10 99,0 98,7 25 cm, pol. výs., bez zásahu 1,01 1,04 97,0 97,60 98,7 98,3 25 cm, pol. výs., vláčení 0,98 1,08 96,2 97,90 98,3 98,7 25 cm, plný výsevek, bez zásahu 1,04 1,09 98,7 99,00 98,3 98,7 25 cm, plný výsevek, vláčení 0,99 1,07 98,7 99,00 99,3 99,7 25cm, poloviční plečkování 1,00 1,07 97,3 98,40 98,7 99,7 25 cm, plný, plečkování 1,02 1,10 98,9 99,20 98,7 99,3 Závěr Na základě získaných výsledků lze doporučit praxi opatření vedoucí k úspěšnému pěstování lničky seté na semeno jak v podmínkách ekologického, tak také konvenčního zemědělství. Pro pěstování je nutno vybírat pozemky nezaplevelené a je vhodné volit výsevek 10 kg.ha -1. Pozemek je třeba po podzimní orbě na jaře usmykovat a po zasetí zaválet hladkými válci. Šířka řádků může být 12,5 i 25 cm, při řádcích 25 cm je možno porost plečkovat. Seje se do hloubky mm. Při vytvoření přízemní růžice listů a dobrém zakořenění lničky lze porost vláčet prutovými odplevelovacími branami, aniž by došlo k jeho poškození. Rozhodujícím faktorem pro úspěšné pěstování je včasný jarní výsev. Sklizeň se provádí v době, kdy je většina šešulí hnědá sklízecí mlátičkou. Po sklizni je nutno semeno předčistit (odstranění mechanických nečistot a zbytků rostlin), dále následuje sušení a dočištění. Osivo a sadba,

186 Poděkování Výsledky byly dosaženy při řešení projektu NAZV QI101C167 Výzkum metod a technologických postupů zvyšujících výnos a kvalitu osiv vybraných druhů trav, jetelovin a meziplodin v ekologickém zemědělství. Literatura KRAUJALIS A.; POVILAITIS V., (2005). Remove from marked Records Mixtures as ecological technologies of cereals and oilseed crops cultivation. 10th International Conference. New technological processes and investigation methods for agricultural engineering, Raudondvaris, Lithuania, 8-9 September pp MORARU A.; JURCOANE S.; DIMITRIU D., (2013).: Remove from marked Records Camelina cultivation for biofuels production. Scientific Bulletin. Series F. Biotechnologies 2013 Vol. 17 pp MUSNICKI, C., (1962). Remove from marked Records Cultivation experiments with winter false flax (Camelina sativa) at the Przybroda Experimental Station of the Agricultural College, Poznan. Pamietnik Pulawski 1962 No. 5 pp PAUL V. H., TEWARI J.P., TEWARI I., FÖLLER I., HENNEKEN M., (2000). Remove from marked Records Joint field experiment on cultivation, yield, and diseases of false flax (Camelina sativa) in Germany and Canada. Bulletin OILB/SROP, Vol. 23 No. 6 pp ZIMMERMANN H., G.; KÜCHLER M., (1961). Remove from marked Records The yields of C. sativa and linseed and investigations on the influence of seed density on the results of cultivation in a land race and some breeding lines of C. sativa (L.) Cr.]. Albrecht-Thaer-Arch. Vol. 5 pp Contact address: Ing. Daniela Knotová, Zemědělský výzkum, spol. s r.o., Zahradní 1, Troubsko, knotova@vupt.cz 184 Osivo a sadba,

187 VLIV MEZIŘÁDKOVÉ VZDÁLENOSTI NA VÝNOS OSIVA ODRŮD AGROSTIS GIGANTEA Effect of Row Spacing on Seed Yield of Redtop Cultivars Agnieszka Katańska-Kaczmarek 1, Małgorzata Szczepanek 2, 1 DANKO Plant Breeding Company Ltd, Department Szelejewo, Szelejewo Drugie, Poland 2 Department of Agrotechnology, UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland Abstract The aim of this study was to determine the effect of cultivar and row spacing on development of generative tillers and seed yield of redtop (Agrostis gigantea Roth) in the two consecutive production years. The study was based on two strict field experiments conducted in Poland (51 54 N; E), over and , respectively. Redtop was sown with row spacings of 24 and 48 cm (factor 1), and studied cultivars were Kita, Mieta and Paula (factor 2). The response of redtop seed yield on growing in diversified row spacing depends on weather conditions. In the years when precipitations are well distributed, the use of row spacing of 24 cm had a more favourable effect than 48 cm. In the case of low precipitations in May and June, the highest seed yield could be obtained in row spacing of 48 cm. The redtop cultivars have different reproductive ability. Among studied cultivars, cv. Kita gave the highest seed yield in the first and second production years. Only in the first production year the seed yield of cv. Mieta was lower than that of cv. Paula. Keywords: generative tiller density, generative tiller length, production year Souhrn Cílem studie bylo zjistit vliv odrůdy a meziřádkové vzdálenosti na vývoj generativních odnoží a výnos semen psinečku velikého (Agrostis gigantea Roth) ve dvou následných produkčních letech. Výzkum byl uskutečněn jako přesný polní pokus v Polsku (51 54 N; E) v letech a Porosty byly založeny ve dvou meziřádkových vzdálenostech 24 a 48 cm (faktor 1) se třemi odrůdami Kita, Mieta a Paula (faktor 2). Výnos semen se lišil v závislosti na počasí. V letech s rovnoměrnými srážkami byly vliv meziřádkové vzdálenosti 24 cm vyšší než v případě 48 cm. V případě nižších srážek v květnu a červnu byl vyšší výnos semen zaznamenán u porostů se širšími řádky 48 cm. Odrůdy psinečku mají různou reprodukční schopnost. Mezi hodnocenými kultivary měla v prvním a druhém produkčním roce nejvyšší výnos odrůda Kita. Odrůda Mieta měla v prvním roce nižší výnos než odrůda Paula. Klíčová slova: hustota generativních odnoží, délka generativních odnoží, produkční rok Introduction The amount of grass seed yield depends on genetic abilities of species and varieties to reproduce as well as on site and agrotechnical factors (Deleuran et al., 2009; Deleuran et al., 2010; Szczepanek and Onofri, 2013). Seed productivity is one of the most important indices of economic value of the grass cultivars, which determine their market success (Domański, 2004). Cultivars which give a low seed yield are rarely multiplied, in spite of their high fodder value. The ability to reproduce is a genetically determined trait, and differences in seed yields of grass varieties can account for even several dozen Osivo a sadba,

188 percent (Domański, 2004). One of many agrotechnological factors being the subject of research is row spacing. The study concerning the effect of this factor on grass seed yield under conventional farming indicates a better yield in narrow row spacings (Deleuran et al., 2010; Han et al., 2013). Under organic conditions, the highest seed yield can be achieved in the wide row spacing (Machac, 2013). The effect of row spacing on seed yield can be different in the individual production years (Simić at al., 2009). In the study of creeping bentgrass (Agrostis stolonifera) it was indicated that in the first production year the seed yield was higher in the row spacing of 20 cm as compared with 40 cm, whereas in the second production year the effect of row spacing was non-significant (Gossen et al., 2002). The row spacing and variety may have an effect on the seed yield of grasses by influencing the structural yield components. One of the most essential yield components is the number of generative tillers (Cattani et al., 2004). The aim of the present study was to assess the development of generative tillers and seed yield in the first two production years of three redtop cultivars in conditions of differentiated row spacing. Methods Location and design of the experiment The study was based on two replicate experiments performed in two fields 500 m apart and located in Poland, in the Wielkopolskie voivodeship (51 54' N; 17 12' E). According to USDA Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 2010) the soil at the site is a fine sandy loam, mixed, active, mesic Typic Hapludalfs. In the first experiment, redtop was sown in 2005 and it was grown for seeds for two consecutive years: 2006 and In the second experiment, sowing was made in 2007 and production years were 2008 and 2009.The randomized split-plot design was used in three replications. The area of plots was 10 m 2. The cover crop was spring barley sown prior to sowing of redtop with a row spacing of 12 cm. Redtop was sown on the last days of April, across the cover crop rows. Redtop sowing was made in row spacings 24 and 48 cm (factor 1): The studied cultivars were: Kita, Mieta and Paula (factor 2). In the cultivar characteristic it was reported (Domański, 2005) that they also can be grown in different types of mineral and organic soils if they are wet enough. These are late cultivars; they form spikes in the first half of June. The cv. Kita was registered in Poland in It is characterized by a slow growth in mixtures.the cv. Mieta was registered in It is characterized by good productivity. It overwinters well and endures frosty winters and tolerates thick snow cover. The cv. Paula was registered in It is characterized by a high dry weight yield. It has profusely leaved vegetative tillers which contain a large amount of simple sugars in dry weight, and therefore it is readily grazed by animals. It overwinters well and endures long lasting snow cover and delayed spring frosts. It shows a high resistance to lodging and drought periods. Biometric measurements In the two consecutive production years of both experiments, in the second half of June, measurements of generative tiller length (20 tillers from each plot) and their density (from the row length corresponding to an area of 0.25 m 2 ) were made. The shoots were cut at the end of July, and threshing was performed after 7-10 days from cutting. Seed yield from the plots, after cleaning and drying up to the moisture of 15 %, was the basis for determining the yield per hectare. The obtained results were analysed statistically using the statistical program Analysis of variance for orthogonal experiments by the University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, and the significance of differences was determined using Tukey's test at α = Pluviothermal conditions The weather conditions in the study area are relatively good for growing grasses for seeds. The growth period starts at the beginning of April and lasts to the end of October (tab. 1). In this period the largest monthly rainfalls and the highest mean air temperatures occur from June to August. The factor limiting grass seed yields in this area could be periodical rainfall deficits, particularly in May and June. 186 Osivo a sadba,

189 Tab. 1: Weather conditions of the experimental site Years Months T [C ] P [mm] T [C ] P [mm] T [C ] P [mm] T [C ] P [mm] T [C ] P [mm] April , May June July T - mean air temperature, P - total precipitation (mm) Results and Discussion Effect of row spacing In the first and second production years, a significant effect of row spacing on the length of generative tillers of redtop was indicated (tab. 2). In the first production year, in 2008, and on average from the years 2006 and 2008, the tillers were longer in the row spacing of 48 cm as compared with tillers in the row spacing of 24 cm. In contrast, on average from the second production years 2007 and 2009, redtop formed longer tillers in the row spacing of 24 cm. In the first production year in 2006 and on average from the years 2006 and 2008, generative tiller density was significantly higher in the row spacing of 24 cm than in 48 cm. In the second production year the effect of row spacing on the trait in question was different in the years. In 2007, there were more generative tillers in the row spacing of 48 cm in comparison with 24 cm. In contrast, in 2009 the row spacing of 24 cm was more favourable for forming tillers. In the first production year, the effect of row spacing on seed yield was different in individual years. In 2006, the yield was higher in the row spacing of 24 cm, whereas in 2008 in row spacing of 48 cm. This indicates a very strong relationship between the yield and the weather conditions. In 2008, the total precipitation in the period May June was half as high as in In conditions of water deficit, at slightly smaller density of tillers in the row spacing of 48 cm, water utilization could be better, which is also indirectly indicated by significantly longer generative tillers. In the second production year, in 2007, 2009 and on average from the years, the seed yield was significantly higher in the row spacing of 24 cm as compared with that obtained in the row spacing of 48 cm. Different effect of row spacing on seed yield of red top is presented by Simic et al. (2003). They found significantly the highest seed yield in row spacing of 40 cm in the second year. Moreover, in that study, the seed yield was by % lower than in ours, probably due to limited precipitation. In our study, in 2008, the least favourable in respect of rainfall, the wider row spacing 48 cm also turned out to be more favourable than 24 cm. The study of Agrostis stolonifera indicates a strict positive correlation between seed yield and the number of generative tillers (Cattani et al. 2004). In our study, an increase in seed yield in the row spacing of 24 cm at a larger number of tillers was recorded only in 2006 and In 2007, a higher seed yield was also obtained in the row spacing of 24 cm, although the number of generative tillers was smaller as compared with that observed in the row spacing of 48 cm. Also Deleuran et al. (2009) show a possibilitty of different relations between the yield and generative tiller density. In that study they found a decrease in the number of tillers of perennial ryegrass in the row spacing of 48 cm, but there was no decrease in seed yield. Effect of variety In the first and the second production years, the effect of a variety on generative tiller length was indicated (tab. 2). In the first production year, on average from the years 2006 and 2008, the tillers of cv. Kita were longer than the others cultivars. Similarly in the second production year, in 2007 and Osivo a sadba,

190 2009, cv. Kita had the longest tillers. On average in the second production year, cv. Kita had the longest generative tillers, cv. Mieta significantly shorter and cv. Paula the shortest. Tab. 2: Seed yield and generative tiller density and length of redtop (Agrostis gigantea Roth) in first and second production years Treatment Characteristics Generative tiller length [cm] Generative tiller density [no m -2 ] Seed yield [kg ha -1 ] First production year Mean Mean Mean Row spacing [cm] Variety [kg ha -1 ] Kita Mieta Paula LSD α=0.05 row spacing variety ns ns 2.36 ns ns ns ns ns ns Second production year Mean Mean Mean Row spacing [cm] Variety [kg ha -1 ] Kita Mieta Paula LSD α=0.05 row spacing variety ns 5.97 ns ns ns ns ns ns not significant The effect of a cultivar on generative tillers density was very small. Only in the first production year 2006 the lowest density of generative tillers of cultivar Mieta was indicated. In the first and second production years 2006 and 2008 cultivar Kita gave significantly higher seed yields as compared with cultivar Mieta. On average from 2006 and 2008, the seed yield of cv. Kita was significantly higher than that of cv. Paula, whereas cv. Mieta gave the lowest seed yield. In the second production year in 2007, cv. Kita was characterized by a higher seed yield than cv. Paula, whereas in 2008 and on average from 2007 and 2009, also as compared with cv. Mieta. The total seed yield from the first and second production years, on average from two field experiments, was significantly higher in cv. Kita as compared with cv. Mieta and Paula (by 32.3 and 26.8 %, respectively) (tab. 3). Cultivar Kita had the longest generative tillers, and probably also panicles, which could be favourable for producing a higher number of spikelets per panicle as well as seeds per spikelet. The high yield of this cultivar can also result from the increased resistance to pathogens, especially to rust fungi (Panka et. al., 2014). 188 Osivo a sadba,

191 Tab. 3: Total seed yield from first and second production year of redtop (Agrostis gigantea Roth), mean for two field experiments Treatment Characteristic Row spacing Variety [kg ha -1 ] [cm] Mean Kita Mieta Paula Total seed yield [kg ha -1 ] LSD α=0.05 row spacing ns; variety ns - not significant Conclusion The response of seed yield of redtop to growing in diversified row spacing depends on weather conditions. In the years when precipitations are well distributed, the use of row spacing of 24 cm had a more favourable effect than 48 cm. In the case of low precipitations in May and June, the highest seed yield could be obtained in row spacing of 48 cm. The redtop cultivars have different reproductive ability. Among studied cultivars, cv. Kita gave the highest seed yield in the first and second production years. Only in the first production year the seed yield of cv. Mieta was lower than that of cv. Paula. Literatura CATTANI D.J, SMITH S.R., MILLER P.R., FEINDEL D.E., GJURIC R., (2004). Seed yield and yield components of creeping bentgrass cultivars. Can. J. Plant Sci. 84, 1, DELEURAN L.C., GISLUM R., BOELT B., (2009). Cultivar and row distance interaction in perennial ryegrass. Acta Agric. Scand. Sec. B Soil Plant Sci. 59, 4, DELEURAN L.C., GISLUM R., BOELT B., (2010). Effect of seed rate and row spacing in seed production of festulolium. Acta Agric. Scand. Sec. B Soil Plant Sci. 60,2, DOMAŃSKI P. J., (2004). Rynek nasienny traw w Polsce [Grass seed market in Poland]. Hod. Rośl. Nasienn. 1, DOMAŃSKI P.J., (2005). Wartość użytkowa odmian uprawnych traw pastewnych i motylkowatych drobnonasiennych. [Functional value of cultivars of fodder grasses and small-seeded legumes]. Wyd. Poznań PRODRUK [in Polish] 34 s. GOSSEN B.D., SOROKA J.J., NAJDA H.G., (2002). Residue management increases seed yield of three turfgrass species on the Canadian prairies. Can. J. Plant Sci. 82,4, HAN Y., X. WANG T. HU D.B. HANNAWAY P. MAO Z. ZHU Z. WANG Y. Li., (2013). Effect of row spacing on seed yield and yield components of five cool-season grasses. Crop Sci. 53,6, MACHAC R., (2013). The effect of row distance and weed management on annual ryegrass seed yield under organic conditions. Seed and seedlings, XI Scientific and technical seminar, CULS Prague, 7 th Feb. 2013, PANKA D., JESKE M., SZCZEPANEK M., CZART A., (2014): Study on the susceptibility of red top (Agrostis gigantea L.) on the fungal pathogens. 11 th Conference of the European Fundation for Plant Patholology, 8-13 Sep. Kraków, Poland, 325. SIMIC,A., VUĆKOVIĆ S, MALETIĆ R., SOKOLOVIĆ D., DJORDJEVIĆ N., (2009). The impact of sowing rate and inter-row spacing on Italian ryegrass for seed in the first harvest year. Turk. J. Agric. For. 33, SIMIĆ A., VUĆKOVIĆ S., CUPINA B., JORDANOVIĆ O., (2003). The influence of inter-row spacing on seed yield and seed quality of red fescue (Festuca rubra L.) and redtop (Agrostis alba L.). Grassl. Sci. Eur. 8, SZCZEPANEK M., KATAŃSKA-KACZMAREK A., (2012). Response of timothy (Phleum pratense L) cultivars to growing in diversified row spacing. Acta Sci. Pol., Agricultura 11, 2, SZCZEPANEK M., ONOFRI A., (2013). Chewing, strong, and slender creeping red fescue to sowing time and method. Crop Sci. 53, Contact address: Malgorzata Szczepanek, Ph.D., Department of Agrotechnology, UTP University of Science and Technology, Kordeckiego 20, Bydgoszcz, Poland, Malgorzata.Szczepanek@utp.edu.pl Osivo a sadba,

192 REAKCE SEMENÁŘSKÉHO POROSTU KOSTŘAVY RÁKOSOVITÉ NA ÚROVEŇ DUSÍKATÉHO HNOJENÍ Response of Tall Fescue (Festuca arundinacea Schreb.) Grown for Seed on Nitrogen Fertilization Małgorzata Szczepanek Department of Agrotechnology, UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland Abstract Nitrogen is one of the major factors determining seed yield in grasses. The aim of this study was to determine the seed yield and structural yield components of tall fescue lawn cultivar depending on rates of autumn and spring nitrogen fertilization. In this experiment the nitrogen rates were examined, in autumn (0, 20, 40 kg ha -1 ) and in spring (0, 20, 40, 60 and 80 kg ha -1 ). Increasing the autumn fertilization from 0 to 20 kg as well as from 20 to 40 kg N ha -1 resulted in an increase in generative tiller density and seed yield. Application of 60 or 80 kg N ha -1 in spring resulted in an increase in tiller density as compared with 0 or 20 kg ha -1. The number of spikelets per panicle increased already from the rate of 40 kg N ha -1. The seed yield increased by 4.2, 9.9, 9.4 and 7.4% per each 20 kg N ha -1 of spring fertilization within the range from 0-80 kg N ha -1. No interactions of autumn and spring fertilization were found. The increase in seed yield per 1 kg N ha -1 applied in spring amounted to 6.33, 5.64 or 4.22 kg ha -1 for autumn fertilization at rates of 0, 20, 40 kg ha -1, respectively. Keywords: generative tiller density, seed yield, spikelet, thousand seed weight Souhrn Dusík je jeden z hlavních faktorů ovlivňujících výnos semen trav. Cílem bylo zjistit rozdíly ve výnosu a výnosových parametrech porostů kostřavy rákosovité v závislosti na dávkách podzimního a jarního hnojení dusíkem. V experimentu byly použity dávky 0, 20 a 40 kg.ha -1 na podzim a 0, 20, 40, 60 a 80 kg.ha -1 pro jarní přihnojení. Zvyšující se podzimní dávka dusíku od 0 do 20, stejně jako od 20 do 40 kg N ha -1 ovlivnila nárůst hustoty generativních odnoží a výnos semen. Aplikace dávky dusíku kg.ha -1 na jaře ovlivnila hustotu odnoží v porovnání s dávkou 0 20 kg.ha -1. Počet klásků v latě byl vyšší od dávky 40 kg N ha -1. Výnos semen se zvýšil o 4,2; 9,9; 9,4 a 7,4 % na každých 20 kg aplikovaného dusíku při jarním přihnojení od 0 do 80 kg.ha -1. Žádný vztah mezi podzimním a jarním hnojením nebyl zjištěn. Každý 1 kg N aplikovaný na podzim znamenal nárůst výnosu semen o 6,33; 5,64 a 4,22 kg.ha -1 u podzimních variant 0, 20 a 40 kg.ha -1. Klíčová slova: hustota generativních odnoží, výnos osiva, klásek, HTS Introduction Nitrogen fertilization is one of the most essential elements of cultivation technology, determining the yield of grasses grown for seeds (Fairey and Lefkovitch, 1998). Determination of the mineral nitrogen rate should consider the concentration of available forms of this element in soil and the predicted amount of nitrogen available from mineralization (Casals et al., 2007; Goliński, 2001). Casals (2010) reports that the N rate for tall fescue should range from 73 kg N ha -1 at a high nitrogen content in soil up to 159 kg N ha -1 at low N content. Nitrogen rates should take into consideration also the earliness of cultivars and the duration of utilization. Young et al. (1998a) proved that for early and semi- 190 Osivo a sadba,

193 early lawn cultivars the rates should be lower than for late cultivars. Kitczak et al. (2010) in turn claim that the rates should be increased in the second and next production years of tall fescue. In tall fescue cultivation in the USA, the annual nitrogen rate up to 180 kg ha -1 is applied, of which about 1/3 in autumn (Youngberg, 1980). In Denmark, due to ground and surface water protections, permissible rates amount to 140 kg ha -1 annually, of which in autumn and in spring (Gislum and Boelt, 1999). One of methods for determining the optimal rate of nitrogen fertilization is the analysis of seed yield response (Gislum et al., 2012; Hare and Rolston, 1990; Kitczak et al. 2010, Watson and Watson, 1982; Young et al., 1999). Also indexes of plant nutrition with nitrogen (nitrogen content in leaves or chlorophyll index) can be useful in optimization of fertilization (Garbocik, 2003; Gislum and Boelt, 1999; Goliński 2001). The subject of the study of nitrogen fertilization is not only the amount but also proportion of dividing the rate into the autumn and spring parts (Gislum et al., 2012; Hare and Rolston, 1990). The utilization of nitrogen used at different times is varied (Williams et al., 2000). Autumn fertilization stimulates the development of vegetative tillers, which in winter grasses after vernalization may change into generative (Gislum and Boelt, 1999). In studies of tall fescue it was indicated that its ultimate use for building the biomass of generative tillers and roots in the following growth season was relatively small and accounted for 22.4 %. Nitrogen applied in spring was utilized to a greater extent 68 % (Williams et al., 2001). Autumn and spring nitrogen fertilization affects the formation of yield structural components, such as the number of generative tillers, spikelets per inflorescence, seeds in spikelets and thousand seed weight (Fairey and Lefkovitch, 1998; Gislum and Boelt, 1999; Kitczak et al., 2010). Insufficient supply in nutrients may contribute to a low effectiveness of seed setting (Brown et al., 1988), although too high rates of nitrogen fertilization have a similar effect (Young et al.,1998b). The aim of the present study was to assess the response of seed yield and yield structure components of the tall fescue lawn cultivar to the rates of autumn and spring fertilization with nitrogen in the two-year period of production. Methods The study was based on two replicate experiments performed in two fields 500 m apart and located in Poland, in the Kuyavian-Pomeranian region (17 35' E; 53 09' N). The soil in the experimental site is classified as mesic Typic Hapludalfs (Soil Survey Staff, 2010). The soil is characterized by high content of available P (68.6 mg kg -1 ), medium content of K (104,0 mg kg -1 ) (both determined with Egner-Riehm method) and a very low content of Mg (13,2 mg kg -1 ) (determined with Schachtschabel method) and slightly acid reaction (ph in KCl 5,6). Content of N min (NH 4 and NO 3 ) was on average 3.27 mg kg -1, which corresponds to 9.81 kg N min ha -1. The first experiment was established in 2007, and the second in The first and second production years were: in the first experiment, 2008 and 2009, and in the second, 2009 and The split-block design was applied in four replications. The plot area was 14 m 2. In this experiment the productivity of fescue lawn cultivar Asterix depending on the nitrogen fertilization rate was examined, in autumn (0, 20, 40 kg N ha -1 ) and in spring (0, 20, 40, 60 and 80 kg N ha -1 ). Rates applied after the harvest of cover crop in the establishment year or of fescue seeds in the first production year were referred to as autumn nitrogen fertilization. This period was in the second half of August and encompassed the calendar summer. Nitrogen applied in the early spring, during starting growth, was referred to as spring fertilization, which in the region where the experiment was established occurs in the last ten days of March. Tall fescue was sown in an amount of 10 kg ha -1, as an undersown crop into spring barley in the density of 300 plants. m -2. The row spacing of fescue amounted to 24 cm, and sowing density was 2 cm. In the production years, generative tiller density at the maturing stage was the length of a row corresponding to the area of 0.5 m 2. The number of spikelets per panicle was measured on 30 randomly selected tillers from each plot at the flowering stage. The number of seeds per spikelet was determined in the maturing phase on 30 panicles, in three spikelets located in the upper, middle and lower part of the panicle. Seed harvest was performer at the beginning of seed shedding, with the two-stage method. The assessment of yield was performed based on the seed Osivo a sadba,

194 weight from each plot, after cleaning and drying to the moisture of 14 %. TSW was assessed 2-3 months after harvest, based on samples, containing 200 seeds each, collected from each plot. Results and Discussion Effect of autum fertilization The rate of autumn nitrogen fertilization, like in the study by Gislum and Boelt (1999) had a significant effect on generative tiller density (tab. 1). Tall fescue fertilized with nitrogen at a rate of 20 kg ha -1 N formed significantly more generative tillers than without fertilization with this element, whereas the highest tiller density occurred after the use of 40 kg N ha -1. Tab. 1: Seed yield and structural yield components of tall fescue depending on nitrogen rate in autumn, means for two consecutive production years of tall fescue and two field experiments ( and , respectively) Rate of N in autumn Characteristics [kg ha -1 ] Generative tiller density (no m -2 ) 650.5c 715.9b 778.8a Number of spikelets per panicle (no) 36.8a 37.3a 36.4a Number of seeds per spikelet (no) 3.00a 2.91a 2.94a Thousand seed weight (g) 1.82a 1.78b 1.75b Seed yield (kg ha -1 ) 1271c 1385b 1506a No significant effect of a rate of autumn nitrogen fertilization on the number of spikelets per panicle and number of seeds per spikelet was indicated. In contrast, the thousand seed weight of tall fescue was significantly lower after the application of 20 or 40 kg N ha -1, as compared with that found in the treatment without nitrogen fertilization. The reduction in thousand seed weight under the influence of nitrogen applied in autumn could result from an increase in generative tiller density affecting an increase in intra-species competition, as well as stand lodging during seed formation. Autumn fertilization had a favourable effect on the yield of tall fescue. Increasing the autumn nitrogen rate from 0 to 20 kg ha -1 as well as from 20 to 40 kg N ha -1, resulted in a significant increase in seed yield. Effect of spring fertilization In the present study, the significant effect of a rate of spring nitrogen fertilization on the density of generative tillers was presented (tab. 2). After the application of 60 or 80 kg N ha -1 there were more generative tillers than without spring nitrogen fertilization or after the application of 20 kg N ha -1. Tab. 2: Seed yield and structural yield components of tall fescue depending on nitrogen rate in spring, means for two consecutive production years of tall fescue and two field experiments ( and , respectively) Rate of N in spring Characteristics [kg ha -1 ] Generative tiller density (no m -2 ) 672.9b 666.3b 700.0ab 770.4a 765.7a Number of spikelets per panicle (no) 32.8b 33.1b 38.1a 40.3a 39.8a Number of seeds per spikelet (no) 2.96a 3.03a 2.96a 2.87a 2.93a Thousand seed weight (g) 1.81a 1.83a 1.78a 1.75a 1.76a Seed yield (kg ha -1 ) 1199c 1249c 1373bc 1502ab 1613a The literature data indicate a relationship between generative tiller density and spring nitrogen fertilization. Watson and Watson (1982), analysing the effect of rates of 0, 67 and 134 kg N ha -1, found that the number of generative tillers was the smallest in the variant without fertilization. Young et al. 192 Osivo a sadba,

195 (1999) in turn did not indicate the effect of spring fertilization on the number of tillers, but only high nitrogen rates of kg ha -1 were applied in that study. Similarly, in the study by Gislum and Boelt (1999) the number of generative tillers of tall fescue was the smallest when nitrogen was not applied in spring, whereas there was no difference regarding the rates kg ha -1. The present study did not show the effect of a rate of spring nitrogen fertilization on the number of seeds per spikelet or thousand seed weight, but tall fescue formed more spikelets per panicle, if the nitrogen rate was 40, 60 or 80 kg ha -1 in comparison with the variant where nitrogen was not applied, or with the application of 20 kg N ha -1. Also other authors indicated an increase in the number of spikelets in tall fescue panicles at the increase of spring fertilization with nitrogen (Hare and Rolston, 1990; Kitczak et al., 2010; Watson and Watson, 1982). In the present study, increasing the spring fertilization from 0 and 20 kg N ha -1 to 40 kg did not have a significant effect on the seed yield, but applying the dose of 60 kg N ha -1 caused a significant increase in the tall fescue seed yield. The seed yield of tall fescue was significantly higher after the application of a dose of 80 kg N ha -1, as compared with 0, 20 and 40 kg N ha -1, but no difference was observed in relation to 60 kg N ha -1. Similarly, from the literature data it follows that too high level of spring nitrogen fertilization, particularly in the first production year of tall fescue, is unjustified. Fairey and Lefkovitch (1998) did not prove the effect of rates higher than 50 kg N ha -1, whereas Young et al. (1999), higher than the lowest rate they tested, that is 90 kg N ha -1. Also Young et al. (1998a) did not observe the effect of spring fertilization with nitrogen at rates of 100, 145 and 190 kg N ha -1 on the seed yield of early and semi-early lawn cultivars. Only in the study by Watson and Watson (1982), increasing level of spring fertilization stimulated yield up to a dose of 134 kg ha -1. In the present study, the favourable effect of spring fertilization on seed yield resulted from an increase in generative tiller density and the number of spikelets per panicle. The relationship between seed yield and generative tiller density was also indicated in other studies concerning grass seed production (Szczepanek and Onofri, 2013). Hare and Rolston (1990), in turn, observed that in conditions of growing nitrogen fertilization level, increasing the number of spikelets per panicle was the basic reason for the increase in tall fescue seed yield. According to Hare and Rolston (1990), there is no need to divide the nitrogen rate into the autumn and spring ones at the same equivalent in the spring. Quite the opposite, Gislum and Boelt (2012) claim that there is no interaction between autumn and spring fertilizations. This interaction was no proved in the present study either, which indicates that spring fertilization cannot replace the autumn one. Relationship of seed yield and nitrogen ferilization rates The regression equations indicate that the increase in seed yield per 1 kg of nitrogen decreased along an increase in rates of nitrogen applied in autumn (tab. 3). When there was no autumn fertilization with nitrogen, the application of 1 kg N ha -1 in spring resulted in an increase in seed yield by 6.33 kg.ha -1. If nitrogen was applied in autumn at the rate of 20 kg ha -1, the seed yield increased by 5.64 kg ha -1, and if the rate was 40 kg N ha -1, the increase in yield was the lowest and amounted to 4.22 kg ha -1. Tab. 3: Regression equations of tall fescue seed yield depending on nitrogen rate in spring Rate of N in autumn (kg ha -1 ) Regression equation R 2 0 y = x y = x y = x 0.89 Conclusion Autumn and spring fertilization with nitrogen had a significant effect on the yield structure components and the seed yield of the tall fescue lawn cultivar. Increasing the nitrogen rate applied in Osivo a sadba,

196 autumn from 0 to 20 kg ha -1 as well as from 20 to 40 kg ha -1 resulted in a significant increase in the number of generative tillers and seed yield, but the highest thousand seed weight was obtained in the treatment without fertilization. The application of 60 or 80 kg N ha -1 in spring resulted in an increase in tiller density as compared with 0 or 20 kg ha -1. The number of spikelets per panicle increased already from the rate of 40 kg N ha -1. Increasing the spring fertilization from 0 or 20 to 60 or 80 kg N ha -1 caused a significant increase in the seed yield. The increase in the seed yield per 1 kg N ha -1 applied in spring was reduced along with the increase in nitrogen rates applied in autumn and amounted to 6.33, 5.64 or 4.22 kg for autumn fertilization at rates 0, 20, 40 kg ha -1, respectively. Literature BROWN K.R., ROLSTON M.P., HARE M.D., ARCHE W.J., (1988). Time of closing for 'Grassland Roa' tall fescue seed crop. New Zeal. Agric. Res. 31, CASALS M.L., (2010). Nitrogen fertilization management for seed production of tall fescue. Proc. 7th Inter. Herb. Seed Conf. Dallas, USA, CASALS M.L., DENEUFBOURG F., RIJCKAERT G., SICARD G., (2007). Nitrogen fertilization of Italian ryegrass (Lolium miltiflorum) for seed production: Requirement evaluation for N supply calculation. Proc. 6 th Inter. Herb. Seed Conf. Gjennestad, Norwey, Bioforsk Fokus, 2,12, FAIREY N., LEFKOVITCH L., (1998). Effects of method, rate and time of application of nitrogen fertilizer on seed production of tall fescue. Can. J. Plant Sci. 78, 3, GARBOCIK N., (2003). Relationship between contents of chlorophyll (a+b) (SPAD values) and nitrogen of some temperate grasses. Photosynthetica 41, 2, GISLUM R., DELEURAN L.C., KRISTENSEN K., BOELT B. (2012). Optimum distribution between autumn-applied and spring-applied nitrogen in seed production of tall fescue. J. Plant Nutr. 35, 9, GISLUM R., BOELT B., (1999). The effect of autumn nitrogen application in tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) and red fescue (Festuca rubra L.) grown for seed. Proc.4 th Inter. Herb. Seed Conf., Perugia, Italy, May 23-27, GOLIŃSKI P., (2001). Efektywność nawożenia azotem w produkcji nasion Lolium perenne L., (Effectiveness of nitrogen fertilization in seed production of Lolium perenne L.) Rocz. AR Poznań. Rozpr. Nauk. 321, (in Polish). HARE M.D., ROLSTON M.P., (1990). Nitrogen effects on tall fescue seed production. J. Appl. Seed Prod. 8, Hebblethwaite, Butterworths, London-Boston, KITCZAK T., CZYŻ H., SARNOWSKI A., (2010). Wpływ nawożenia mineralnego NPK na plon nasion odmiany Asterix Festuca arundinacea., (Effect of mineral NPK fertilization on the yielding of Festuca arundinacea cv. Asterix.) Łąkarstwo w Polsce 13, (in Polish). SZCZEPANEK M., ONOFRI A., (2013). Chewing, strong, and slender creeping red fescue to sowing time and method. Crop Sci. 53: WATSON C.E.Jr., WATSON V.H., (1982). Nitrogen and date of defoliation effects on seed yield and seed quality of tall fescue. Agron. J. 74, WILLIAMS P.H., ROWARTH J.S., TREGURTHA R.J., (2000). Recovery of 15N-labelled fertilizer by perennial ryegrass seed crop and a subsequent wheat crop. Nutr. Cycl. Agroecosys. 56, WILLIAMS P.H., ROWARTH J.S., TREGURTHA R.J., (2001). Uptake and residual value of 15N-labeled fertilizer applied to first and second year grass seed crops in New Zealand. J. Agric. Sci. 137, YOUNG W., CHILCOTE D., YOUNGBERG H., (1999). Spring-applied nitrogen and productivity of cool-season grass seed crops. Agron. J. 91,2, YOUNG W., YOUNGBERG H., SIBERSTEIN T., (1998b). Management Studies on seed production of turf-type tall fescue: II. Seed Yield components. Agron. J. 90, YOUNG W., YOUNGBERG H., SIBERSTEIN T., (1998a). Management Studies on seed production of turf-type tall fescue: I. Seed yield. Agron. J. 90, YOUNGBERG H., (1980). Techniques of seed production in Oregon. W: Seed production. Red. P.D. Hebblethwaite, Butterworths, London-Boston: Contact address: Malgorzata Szczepanek, Ph.D., Department of Agrotechnology, UTP University of Science and Technology, Kordeckiego 20, Bydgoszcz, Poland, Malgorzata.Szczepanek@utp.edu.pl 194 Osivo a sadba,

197 VLIV VÝSEVKU NA STRUKTURU POROSTU ŽITA TRSNATÉHO (SECALE CEREALE, VAR. MULTICAULE) Influence of Seed Rate on Canopy Structure of Tufty Rye (Secale cereale, var. Multicaule) Jaromír Procházka 2, Karel Vejražka 1,2, Jaroslav Lang 2 1 Výzkumný ústav pícninářský s.r.o. Troubsko 2 Zemědělský výzkum s.r.o. Troubsko Abstract We evaluated the influence of seed rate on canopy structure of tufty rye (Secale cereale, var. multicaule), cultivar Lesan. Three seeds rate (80, 160, 200 kg per hectare) were tested in two years trials. Number of plants per m 2 ( pcs) depended on seed rate as well as number of ears ( pcs). Stem height, ears length and thousand kernel weights were statistically influenced by year of growing only. The relationships between selected traits were determined by correlation analysis. We found positive relationship between grain yield and number of tillers (0.65). The positive correlation was always found between ear length and number of grain per ear (0.84). Number of tillers and number of ears per square meter was in strong correlation (0.96). We can conclude that tufty rye, cv. Lesan, prefers lower seed rates with long tillering period to achieve the higher number of ear per m 2. Keywords: tufty rye, yield components, tillers, seed rate Souhrn Ve sledovaných letech byl sledován vliv velikosti výsevku na strukturu porostu žita trsnatého, odrůdy Lesan. Počet rostlin se pohyboval, dle varianty výsevku, v průměru ks.m -2 a počet klasů pak v průměru ks.m -2. Délku rostlin, délku klasu a HTS statisticky průkazně ovlivnil jen ročník pěstování. Korelační analýzou byly zhodnoceny vztahy mezi jednotlivými výnosotvornými znaky. Byl zjištěn pozitivní vztah mezi výnosem obilek a počtem odnoží (r = 0,65). Kladný vztah byl také zjištěn mezi délkou klasu a počtem semen v klasu (r = 0,84). Silná závislost byla zjištěna mezi počtem klasů a počtem odnoží (0,96), což potvrzuje výsledky zjištěné většinou autorů. Výnos byl v pozitivní korelaci s počtem klasů (0,69) i s počtem odnoží (0,65). Z výsledků našeho pokusu lze usoudit, že je vhodnější využívat pro žito trsnaté nízké výsevky a spíš podpořit odnožování, než mít hustý porost s vysokými náklady na osivo. Klíčová slova: žito trsnaté, struktura porostu, odnože, výsevek Úvod Žito lesní, Secale cereale var. multicaule (syn. Secale multicaule) náleží do skupiny Secale cereale ssp. cereale. (Frederiksen, Petersen 1998). Žito trsnaté bylo používáno pro produkci potravinářského žita v horských a méně příznivých oblastech pěstování. V České republice je zaregistrována pouze jedna odrůda s názvem Lesan. Udržovatelem odrůdy je Výzkumný ústav pícninářský s.r.o. v Troubsku. Materiály tohoto typu byly využívány v raných fázích českého šlechtění žita. Vývojový typ je charakterizován jako přesívka. Odrůda je charakteristická vysokým výnosem dlouhé slámy (až 200 cm), která byla využívána na výrobu slaměných střech. Odrůdy s dlouhou slámou mohou vykazovat vyšší konkurenční schopnost vůči plevelům a bývají vhodnější pro extenzivnější a ekologické způsoby pěstování (Feledyn-Szewczyk et al., 2014). Genetickým založením se jedná o téměř původní populaci. Takové populace jsou charakteristické vysokou plasticitou vůči podmínkám pěstování, nízkým Osivo a sadba,

198 výnosovým potenciálem a vysokou stabilitou výnosu (Chloupek, 2000). Nástupem nových odrůd s kratším stéblem, hlavně hybridních, došlo k ústupu potravinářského využití tohoto typu žita. Díky svým ostatním vlastnostem (vitalita a konkurenční schopnost porostu, přesívka, nenáročnost na pěstební podmínky) je zřetelný posun do oblasti krajinářství a údržby krajiny. Potravinářská kvalita je však srovnatelná s novými odrůdami žita (Vejražka et al., 2009), kromě parametrů spojených s velikostí obilek (výtěžnost mouk). Žito trsnaté jde využít jako krycí rostlinu při obnově lesních porostů (Vetterlein et al., 1999), tvorbě mysliveckých políček (Březina, 2010), obnově vegetačního krytu a rekultivacích (Stock et al., 2007). V této souvislosti, z pohledu agroekologických nároků, je žito trsnaté řazeno mezi low-input druhy s nízkými nároky na kvalitu půdy, klimatické podmínky, výživu a ochranu rostlin. Vybrané kvantitativní a kvalitativní parametry žita trsnatého ve výrazně marginálních podmínkách hodnotili Rataj a Kohoutek (1998). V klimatických podmínkách srovnatelných s podmínkami České republiky, v nadmořské výšce 950 m n. m., zjistili jeho uspokojivé produkční schopnosti. Otázkou je definování optimální pěstební technologie s ohledem na vysokou a stabilní produkci semen pro osivářské i merkantilní využití. Cílem příspěvku je zhodnotit vliv velikosti výsevku na strukturu a výnos zrna porostu žita trsnatého odrůdy Lesan. Metodika Pro potřeby pokusu byla použita data ze sklizňových ročníků Porosty byly vždy zakládány jako ozimé. Pokusné plochy žita trsnatého byly vždy zakládány v katastru obce Troubsko na pozemcích s identickými agroklimatickými podmínkami. Podle agroklimatického členění je pokusná lokalita řazena do makrooblasti teplé, oblasti velmi teplé, podoblasti převážně suché, okrsku s převážně mírnými zimami (Kurpelová et al., 1975). Z hlediska zemědělské kategorizace se jedná o kukuřičnou výrobní oblast (Němec, 2001). Normálová ( ) roční teplota lokality je 8,5 C, normálový úhrn srážek činí 524 mm. Maloparcelkový pokus byl založen metodou znáhodněných bloků ve čtyřech opakováních. Velikost parcely byla 10 m 2. Varianty výsevku byly 80, 160 a 200 kg klíčivých semen na hektar. Pro hodnocení bylo vždy odebráno 10 rostlin z každého opakování. Statistické zpracování dat proběhlo vícefaktorovou analýzou variance s následným testováním dle Tukeye na hladině významnosti = 0,05. Vztahy mezi sledovanými ukazateli byly kvantifikovány korelační analýzou. Výsledky a diskuse Ve sledovaných letech byl sledován vliv velikosti výsevku na strukturu porostu žita trsnatého, odrůdy Lesan. Počet rostlin se pohyboval, dle varianty výsevku, v průměru ks.m -2 (tab. 1) a počet klasů pak v průměru ks.m -2. Petr a kol. (1984) doporučil, dle svých výsledků se staršími odrůdami, výsevek rostlin na m 2 při počtech klasů ks.m -2. Při porovnání výsledků lze konstatovat, že odrůda Lesan může být více odnoživá a odnože se více podílejí na tvorbě výnosu. Z výsledků je patrné, že výrazné zvyšování výsevku nedává záruku vysokého počtu odnoží, resp. klasů. Délku rostlin, délku klasu a HTS statisticky průkazně ovlivnil ročník (tab. 1). Z výsledků lze konstatovat, že sklizňový ročník 2014 byl z hlediska nárůstu hmoty a plnění obilek optimálnější oproti sklizňovému ročníku Tato skutečnost se projevila na hodnotě průměrného přepočteného (ze vztahu počet klasů*počet obilek v klasu*hts) výnosu lokality, který činil v roce ,26 t.ha -1 oproti 7,86 t.ha -1 v roce Korelační analýzou byly zhodnoceny vztahy mezi jednotlivými výnosotvornými znaky. Byl zjištěn pozitivní vztah mezi výnosem obilek a počtem odnoží (tab. 2 r = 0,65). Kladný vztah byl také zjištěn mezi délkou klasu a počtem semen v klasu (r = 0,84) Tato zjištění korespondují s výsledky autorů Nieróbca a Grabin ski (2003). Silná závislost byla zjištěna mezi počtem klasů a počtem odnoží (0,96), 196 Osivo a sadba,

199 což potvrzuje výsledky zjištěné většinou autorů. Výnos byl v pozitivní korelaci s počtem klasů (0,69) i s počtem odnoží (0,65). Oproti těmto výsledkům byla síla vztahu mezi výnosem a počtem rostlin nižší (0,46). Ostatní vztahy byly statisticky neprůkazné a slabé. Z výsledků našeho pokusu lze usoudit, že je vhodnější, pro žito trsnaté, využívat nízké výsevky a spíš podpořit odnožování než mít hustý porost s vysokými náklady na osivo. Tab. 1: Následné testování průměrů sledovaných znaků dle Tukey Rok sklizně Počet rostlin [ks.m 2 ] Výsevek Počet odnoží [ks.m 2 ] Rok sklizně Délka rostlin [cm] A A ,3 A B Ab ,3 B B Výsevek Počet rostlin Počet klasů Rok Délka klasů [cm] [ks.m 2 Výsevek ] [ks.m 2 ] sklizně A A ,4 A Ab Ab ,0 B B B Rok počet semen na sklizně klas [ks] ,2 A ,2 B Rok sklizně HTS [g] ,9 A ,9 B Průměrné hodnoty označené odlišnými písmeny reprezentují statisticky odlišné skupiny na hladině = 0,05 Tab. 2: Korelační analýza vybraných výnosotvorných prvků počet rostlin počet odnoží délka rostlin počet klasů délka klasu počet semen v klasu Počet odnoží [ks.m 2 ] 0,35 1,00 Délka rostlin [cm] 0,48 0,06 1,00 Počet klasů [ks.m 2 ] 0,45 0,96 0,01 1,00 Délka klasu [cm] 0,03 0,20 0,10 0,18 1,00 Počet semen v klasu 0,00 0,32 0,10 0,34 0,84 1,00 HTS [g] 0,16 0,09 0,03 0,09 0,75 0,73 1,00 Výnos 0,46 0,65 0,05 0,69 0,45 0,38 0,59 HTS Závěr Ve sledovaných letech byl sledován vliv velikosti výsevku na strukturu porostu žita trsnatého, odrůdy Lesan. Počet rostlin se pohyboval, dle varianty výsevku, v průměru ks.m -2 a počet klasů pak v průměru ks.m -2. Při porovnání našich výsledků s dalšími autory lze konstatovat, že odrůda Lesan může být více odnoživá a její odnože se více podílejí na tvorbě výnosu. Z výsledků je Osivo a sadba,

200 patrné, že výrazné zvyšování výsevku nedává záruku vysokého počtu odnoží, resp. klasů. Délku rostlin, délku klasu a HTS statisticky průkazně ovlivnil jen ročník pěstování. Z výsledků lze konstatovat, že sklizňový ročník 2014 byl z hlediska nárůstu hmoty a plnění obilek optimálnější oproti sklizňovému ročníku Tato skutečnost se projevila na hodnotě průměrného přepočteného výnosu lokality, který činil v roce ,26 t.ha -1 oproti 7,86 t.ha -1 v roce Korelační analýzou byly zhodnoceny vztahy mezi jednotlivými výnosotvornými prvky. Byl zjištěn pozitivní vztah mezi výnosem obilek a počtem odnoží (r = 0,65). Kladný vztah byl také zjištěn mezi délkou klasu a počtem semen v klasu (r = 0,84). Silná závislost byla zjištěna mezi počtem klasů a počtem odnoží (0,96), což potvrzuje výsledky zjištěné většinou autorů. Výnos byl v pozitivní korelaci s počtem klasů (0,69) i s počtem odnoží (0,65). Z výsledků našeho pokusu lze usoudit, že je vhodnější, pro žito trstnaté, využívat nízké výsevky a spíš podpořit odnožování než mít hustý porost s vysokými náklady na osivo. Poděkování Příspěvek byl zpracován za finanční podpory projektu MZe NAZV QJ s názvem Inovace systémů pěstování obilnin v různých agroekologických podmínkách ČR. Literatura BŘEZINA I., (2010). Pěstování jánského žita na ŠLP Křtiny. Lesnická práce 10, s. 27. FELEDYN-SZEWCZYK, B., BERBEĆ, A.F., JOŃCZYK, K., (2014). The comparison of competitive ability against weeds of 10 varieties of rye cultivated in organic system. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. 59, 3: FREDERIKSEN S., PETERSEN G., (1998). A taxonomic revision of Secale (Triticeae, Poaceae). Nordic Journal of Botany 18: CHLOUPEK O., (2000). Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Academia, 2. vydání, 311 s. KOŽNAROVÁ V, KLABZUBA J., (2002). Doporučení WMO pro popis meteorologických, resp. klimatologických podmínek definovaného období. Rostl. Výr., 48, 4: KURPELOVÁ M., COUFAL L., ČULÍK J., (1975). Agroklimatické podmienky ČSSR. Hydrometeorologický ústav, Bratislava, 270 s. NĚMEC J, (2001). Bonitace a oceňování zemědělské půdy České republiky, VÚZE Praha, 260 s. NIERÓBCA P., GRABIN SKI J., (2003). The composition of a winter rye crop depending on soil conditions. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin. 228: PETR J., HRADECKÁ D., HODAN v., BUBNOVÁ J., (1984). Tiller formation and reduction in winter rye in relation to yield. Rostlinná výroba : RATAJ D., KOHOUTEK D., (1998). A possibility of growing (Secale cereale f. multicaule Metzg.) in the region of the Low Tatras Mountains. Agriculture, Journal for Agricultural Sciences 44, 3: STOCK O., BENS O., HUTTL RF., (2007). The interrelationship between the cultivation of crops and soil-strength dynamics, J. Plant Nutr. Soil Sci. 170: VEJRAŽKA K., KOCOURKOVÁ Z., FAMĚRA O., SACHAMBULA L., (2009). Grain physical properties of different rye varieties (Secale cereale) and baking quality. Proceedings of the 5th international congress on Flour-Bread '09. p VETTERLEIN D., WASCHKIES CH., WEBER E., (1999). Nutrient availability in the initial stages of surface mine spoil reclamation impact on plant growth. J. Plant Nutr. Soil Sci. 162: Contact address: Karel Vejražka, Ph.D. Zemědělský výzkum, s.r.o., Zahradní 1, Troubsko, vejrazka@vupt.cz 198 Osivo a sadba,

201 VLIV ÚPRAVY OSIVA HUMINOVÝMI LÁTKAMI A LISTOVÉ VÝŽIVY DRASLÍKEM NA VÝNOS PŠENICE OZIMÉ Yield of Winter Wheat as Influenced by Seed Dressing with Humus Preparation and Foliar Fertilization with Potassium Edward Wilczewski, Małgorzata Szczepanek University of Science and Technology in Bydgoszcz, Poland Abstract The aim of the study conducted in the fertile soil classified as mesic Typic Hapludalfs was to estimate the effect of seed dressing with the humus preparation Humistar and the application of the foliar potassium fertilizer Drakar on the yield and chemical properties of winter wheat grain. The positive effect of seed dressing with a humic substance on the grain yield was shown. This yield was higher by 0.19 t.ha -1 than in the control. The winter wheat grain yield was positively correlated with the number of grains per spike. No significant effect of the potassium fertilizer Drakar on the grain yield was observed. This preparation contributed to a significant decrease in the content of nitrogen and magnesium in grain as compared with the control. None of the studied preparations had significant effect on the leaf greenness index (SPAD) of winter wheat. No relationship was found between the grain yield and the content of macroelements. Keywords: winter wheat, yield, macroelements, leaf greenness index, Humistar, Drakar Souhrn Cílem studie bylo odhadnout vliv úpravy osiva huminovým přípravkem Humistar a vliv aplikace draselného listového hnojiva Drakar na výnos a chemické vlastnosti zrna ozimé pšenice. Byl zjištěn pozitivní efekt úpravy osiva na výnos, o 0,19 t.ha -1 vyšší než kontrola. Výnos zrna byl pozitivní korelaci s počtem zrn na klas. Nebyl zjištěn žádný průkazný efekt foliární aplikace draslíku na výnos. Přípravek Drakar ale přispěl k průkaznému snížení obsahu dusíku a hořčíku v zrnech v porovnání s kontrolou. Žádný ze studovaných přípravků neovlivnil průkazně SPAD index. Žádný vztah nebyl zjištěn mezi výnosem a obsahem makroprvků. Klíčová slova: pšenice ozimá, výnos, makroprvky, SPAD index, Humistar, Drakar Introduction Soils in Poland are generally characterized by moderate abundance in humic substances (Krasowicz et al., 2011). Humus deficiency in the soil and the resulting small capacity of the soil sorption complex make it difficult to retain water from precipitation and elements supplied in mineral fertilizers in the soil profile. This limits possibilities for using the productive potential of cultivated crops. There is a growing problem resulting from the small livestock population (Central Statistical Office, 1999 and 2013) and consequently, a deficit of farmyard manure (Mazur and Filipek-Mazur, 2001). Many studies conducted during recent several years are dedicated to looking for additional possibilities for improvement of soil properties through the use of different organic substances and preparations that may have a positive effect on humus formation in soil (Ehsan et al., 2014, Kotwica et al., 2011 and 2014, Seyedbagheri, 2008). One of them is use of humic preparations into soil in the immediate vicinity of sown seeds or covering seed with them. Laboratory tests concerning this issue Osivo a sadba,

202 indicated a significant increase in the growth rate of spring barley roots, whose grain was soaked with the humic preparation Humistar prior to sowing (Szczepanek and Wilczewski, 2011). The study by Ayuso et al. (1996) indicates that humic substances used in small amounts may increase the growth of plant roots and shoots, whereas when applied in large doses, they may slow it down. High divergence of results concerning the effect of humic preparations on the yield of agricultural crops indicates the need for continuation of research concerning this issue, particularly for plants with high soil demands. One of such crops is winter wheat which is grown in Poland in the area of mln ha, accounting for % of the total cropping area (Central Statistical Office, 2013). The aim of the presented study was to estimate the possibility of improvement of the yield and chemical properties of winter wheat grain by seed dressing with the humic preparation Humistar and the use of the foliar fertilizer Drakar. Methods The field study was performed in a randomized block design, with four replications, in the years , at Chrząstowo near Bydgoszcz (17 o 35 E; 53 o 09 N). The experimental factor was type of preparation used in winter wheat cultivation: humus preparation Humistar (1), foliar fertilizer Drakar (2), combined application of Humistar and Drakar (3), the control without these preparations (4). Humistar contains 12 % of humic acids and 3 % of fulvic acids. 1 dm 3 of this preparation was used per 50 kg of grain. Wheat grains were mixed with Humistar in a seed dresser. Drakar contains 25.7 % K and 3 % N. Wheat was sprayed with this preparation in the autumn, in 2 - leafs phase (BBCH 12-13), in the spring, before flowering (BBCH 58-59) and 2 weeks later (BBCH 68-69). Each time 2 dm 3 of Drakar dissolved in 200 dm 3 of water were applied. Field study was performed on sandy loam classified as mesic Typic Hapludalfs (Soil Survey Staff, 2010). The soil contain an average amount of organic carbon (8.03 g in kg of dry soil), a high amount of available potassium (0.185 g of K in kg of dry soil), a very high amount of available phosphorus and magnesium (0.173 g of P and g of Mg in kg of dry soil) and was characterized by a neutral reaction. Winter wheat cv. Bogatka was sown in the period September, in the amount of 400 germinating grains per m 2. Prior to pre-sow ploughing, fertilizers were applied into soil in amounts: 15 kg ha -1 N, 24 kg ha -1 P and 54 kg ha -1 K. Top dressing with nitrogen was applied in spring in three rates: 60 kg ha -1 N at the period of starting growth, 60 kg ha -1 N at the initial period of shooting and 20 kg ha -1 N at the ear formation stage. Moreover, foliar fertilizer Insol 3 was applied together with performing fungicidal treatments, at tillering and shooting stages, at the total rate of 2 dm 3 ha -1. Winter wheat was cultivated using the full chemical protection against weeds, fungal pathogens and pests. A measurement of wheat nutrition with nitrogen (SPAD) was made at the 2-3 leaves (BBCH 12-13), tillering (BBCH 22-23), shooting (BBCH 31-32) and flowering (BBCH 64-65) stageschlorophyll meter SPAD-502 was used for the measurement. Measurement was made on the youngest leaves of 30 plants from each plot. Prior to harvesting wheat, samples of plants were collected from the area of 1m 2 from each plot, where the spike density [no m -2 ] and the number of grains per spike were determined. After harvest, the grain yield was determined and samples were collected in which 1000 grain weight, the content of macroelements and grain humidity, making the grounds for calculating the yield with humidity of 15 %, were determined. Chemical analyses were conducted in the laboratory of the Department of Agrotechnology using devices from the project Realization of the 2nd Stage of the Regional Innovation Centre cofunded from the European Regional Development Fund as part of the Regional Operational Programme for the Kuyavian-Pomeranian Voivodeship for The following methods were used in the grain chemical analysis: total nitrogen - Kjeldahl method; phosphorus vanadium- molybdenum method; potassium - flame photometry method; magnesium - colorimetry method with titanium yellows. Before analysis, grain samples were ground and mineralized using the wet combustion with perhydrol and sulphuric acid method. 200 Osivo a sadba,

203 The results obtained were subjected to scientific analysis using computer programs AWAR and Statistica for Windows. Analysis of variance was conducted using Tukey s half interval test at significance level α = Correlation relationships for the relation between the yield of winter wheat, yield components and content of nutrients in grains were worked out using the software Statistica for Windows. Results and discussion The weather conditions throughout the study were favourable for winter wheat (tab. 1). Air temperatures during winter in the first and second seasons were from 0.9 to 4.0 degrees higher, whereas in the third season, from 0.5 to 2.0 degrees lower than the long-term means. Precipitation totals in winter were a little higher in the first and second seasons, and in the third season they were slightly lower than the average for this period. Such weather conditions during winter created very well conditions for wheat overwintering, and the warm March favoured the early start of growth. The weather conditions during spring growth of wheat were varied in the years of study. In the first and third seasons there were rainfall deficits in April and very high precipitation totals in May, June and July. In 2008 precipitation totals in March and April were high, whereas in May and June they were considerably below the means for this region and below the totals regarded as the optimal for winter wheat. Tab. 1: Weather conditions at the experiment site Average air temperature [ o C] Total precipitation [mm] Month January February March April May June July August September October November December Leaf greenness index in the period of autumn and spring growth of winter wheat was not dependent on the studied preparations (tab. 2). This was the lowest in the period of autumn leaving growth of the wheat and the highest at the shooting stage. Spring barley grown in the same soil conditions was characterized by a lower by % leaf greenness index than that found for wheat (Wilczewski et al., 2014). The humic preparation and foliar potassium fertilizer also did not have a significant effect on this index at barley tillering, shooting and flowering. Osivo a sadba,

204 Tab. 2: Leaf greenness index (SPAD) of winter wheat means for Phase of winter wheat growth Treatment 2-3 leafs (BBCH 12-13) Tillering (BBCH 22-23) Shooting (BBCH 31-32) flowering (BBCH 64-65) Humistar Humistar + Drakar Drakar Control Means LSD (α = 0.05) n.s. n.s. n.s. n.s. Very high wheat yields were obtained in the three-year period of the study (tab. 3). They resulted from the very good weather conditions during winter in all the years and during spring in two out of the three years of the study, which was discussed above. Moreover, the experiment was located in the soil with the optimal reaction, abundant in mineral elements, and the optimal mineral fertilizers was used and full plant chemical protection, which enabled the full utilization of the present environmental conditions. There was a significant increase in the winter wheat grain yield affected by the humic substance Humistar, used for wheat seed dressing. Also in the treatment where both studied preparations were applied, the grain yield was significantly higher than in the control. No significant effect, however, of the liquid potassium fertilizer Drakar on the grain yield was found. The yieldforming effect of the humic substances found in the present study was relatively poor. This resulted from good soil conditions and intensive cultivation technology of winter wheat. In the study by Seyedbagheri (2008), humic substances derived from leonardite contributed to an increase in yield of different plants by 9 36 %. Even higher yield-forming effect was obtained in the study by Shahryari and Mollasadeghi (2011), who after the use of potassium humate derived from sapropel observed an increase in wheat grain yield from 2.5 up to 3.6 Mg ha -1 (44 %). Therefore it is more justified to use humic substances in worse soil conditions, where their yield-forming effectiveness may be even 5-6 times higher than in fertile soils. In the quoted studies, the yield-forming effectiveness of a humic substance resulted mostly from an increase in the number and weight of grains in the wheat spike. The present study did not indicate a significant effect of the studied preparations on spike density, the number of grains per spike and 1000 grain weight of this plant. Only a tendency to increase spike density under the influence of both preparations was observed, as well as to increase the number of grains per spike and 1000 grain weight under the influence of Humistar. Tab. 3: Yield of winter wheat grain and its components - means for years Treatment Yield of grains [t.ha -1 ] Number of spikes No. m -2 Number of grains per spike Humistar Humistar + Drakar Drakar Control Means LSD (α = 0.05) n.s. n.s. n.s grain weight g The studied preparations had a significant effect on the contents of macroelements in the winter wheat yield (tab. 4). Nitrogen concentration in grain after the application of fertilization with Drakar was significantly lower than in the other treatments. The content of phosphorus and potassium was the lowest in the treatments where Drakar as well as Humistar and Drakar were applied and significantly 202 Osivo a sadba,

205 higher after the application of Humistar only. Fertilization with Drakar also resulted in a reduction in magnesium content in winter wheat grain, significant in comparison with the control. The studies presented in the available scientific literature show that the effect of humic substances on the content of macroelements in cereal grain is not explicit, which may result from different methods and doses of preparations application. The study by Asik et al. (2009) indicated a positive effect of humic substances in the form of soil and foliar application on the uptake and content of nitrogen in durum wheat grain. Soaking seed material with Humistar used in the present study had no effect on nitrogen content in grain. No effect of this form of humic substance application on nitrogen content in grain was also reported in the study of spring barley (Wilczewski et al., 2014). This probably results from a small amount of substance which can be used in this form. In the study where soil and foliar application was applied, doses of those substances were several times higher and thus their effect on soil properties and plant growth was definitely stronger. Tab. 4: Macronutrients content in dry mass of winter wheat grains [g kg -1 ] - means for Treatment Nutrient N P K Mg Humistar Humistar + Drakar Drakar Control Means LSD (α=0.05) Winter wheat grain yield was positively correlated with the number of grains per spike (tab. 5). No relationship, however, was observed between grain yield and spike density and between 1000 grain weight and the content of macroelements. A strong, positive correlation was found between the spike density and 1000 grain weight in wheat. N, P and K contents in grain were positively correlated with spike density and the number of grains per spike, whereas N and P contents also with 1000 grain weight of wheat. No relationship was proved between Mg content and wheat yield components. P concentration in grain was strongly positively correlated with the concentration of N and K. Also there was a positive correlation between the concentration of Mg in grain and the content of N and P. Tab. 5: Linear correlation coefficients for the relation between the yield of winter wheat, yield components and content of nutrients in grains (n = 12) Variable Grain yield Number of spikes Number of grain in spike 1000 grain weight Content of nutrients in grain N P K Mg ns ** ns ns ns ns ns ns *** ** ** * ns ns * ** ** ns * ** ns ns *** * ** *** * ns *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < Osivo a sadba,

206 Conclusions In spite of growing in favourable soil and cultivation conditions, winter wheat responded positively to seed dressing with a humic substance which contributed to an increase in grain yield by 0.19, and in combination with Drakar, by 0.25 t.ha -1, as compared with the control. No significant effect of the potassium fertilizer Drakar on grain yield was indicated. This preparation contributed to a significant reduction in nitrogen and magnesium content in comparison with the control. None of the studied preparations have a significant effect on the leaf greenness index of winter wheat. Literature ASIK B., TURAN M., CELIK H., KATKAT A. (2009). Effects of humic substances on plant growth and mineral nutrients uptake of wheat (Triticum durum cv. Salihli) under conditions of salinity. Asian J. Crop. Sci., 1, AYUSO M., HERNANDEZ T., GARCIA C., PASCUAL J., (1996). Stimulation of barley growth and nutrient absorption by humic substances originating from va,rious organic materials. Biores. Technol. 57, CENTRAL STATISTICAL OFFICE (1999). Statistical Yearbook of the Republic of Poland. Warsaw, Central Statistical Office (2013). Branch Yearbooks. Statistical Yearbook of Agriculture. Warsaw, EHSAN S., JAVED S., SALEEM I., HABIB F., MAJEED T., (2014). Effect of humic acid foliar spraying and nitrogen fertilizers management on wheat yield. Int. J. Agron. Agric. Res. 4(4), KOTWICA K., JASKULSKA I., JASKULSKI D., GAŁĘZEWSKI L., WALCZAK D., (2011). Effect of nitrogen fertilisation and the method of soil fertilisation on winter wheat yielding depending on the previous crop. Fragm. Agron. 28(3), 53-62, [In Polish]. KOTWICA K., JASKULSKA I., GAŁĘZEWSKI L., JASKULSKI D., LAMPARSKI R., (2014). Spring wheat yield in short-term monoculture depending on the tillage method, use of organic matter and a biostimulant. Acta Sci. Pol., Agricultura 13(2), KRASOWICZ S., OLESZEK W., HORABIK J., DĘBICKI R., JANKOWIAK J., STUCZYŃSKI T., JADCZYSZYN J., (2011). Rational management of the soil environment in Poland. Pol. J. Agron. 7, [In Polish]. MAZUR K., FILIPEK-MAZUR B., (2001). Fertilizer value of composts and vermicomposts of plants waste and sewage from industrial and municipal. Proceedings of conference: Composting waste - good deal or troublesome necessity?, The Society for Earth, Krakow, September, 1-4, [In Polish]. SEYEDBAGHERI, MIR-M., (2008). A perspective on over a decade of on-farm research on the influence of humates products on crop production. Proceedings of the 14th meeting of International Humic Substances Society. I.V. Perminova and N. A. Kulikova., (eds) SHAHRYARI R., MOLLASADEGHI V., (2011). Increasing of wheat grain yield by use of a humic fertilizer. Adv. Environ. Biol., 5, SOIL SURVEY STAFF (2010). Keys to Soil Taxonomy, 11th ed., USDA Natural Resources Conservation Sevice, Washington, DC. SZCZEPANEK M., WILCZEWSKI E., (2011). Effect of humic substances on germination of wheat and barley under laboratory conditions. Acta Sci. Pol., seria Agricultura, 10(1), WILCZEWSKI E., SZCZEPANEK M., KNAPOWSKI T., ROSA E., (2014). The effect of dressing seed material with a humus preparation and foliar potassium fertilization on the yield and chemical composition of spring barley grain. Acta Sci. Pol., Agricultura 13(4), Contact address: Edward Wilczewski, Ph.D., Department of Agrotechnology, UTP-University of Science and Technology in Bydgoszcz, A. Kordecki 20 St., Bydgoszcz, edward@utp.edu.pl 204 Osivo a sadba,

207 VLIV RŮZNÝCH METOD HYDRATACE NA KLÍČIVOST OSIVA LESNÍCH DŘEVIN VE STRESOVÝCH PODMÍNKÁCH Influence of Different Hydration Methods on Seed Germination of Wood Trees Pavel Procházka 1, Přemysl Štranc 1, Jaroslav Štranc 1, Ivo Kupka 2 1 ČZU v Praze, FAPPZ, Katedra rostlinné výroby 2 ČZU v Praze, FLD, Katedra pěstování lesů Abstract The work investigated the effect of different concentrations of brassinosteroids (1 : 10, 1 : 100, 1 : 210) for hydration and germination maple (Acer pseudoplatanus) and ash (Fraxinus excelsior) in stress conditions. As a reference treatment was selected seed hydration highly effective Lexin (a mixture of humic acid, fulvic and auxin). The obtained results show that the three concentrations of brassinosteroids best worked his lowest concentration which gave almost the same effect as the reference product Lexin. It can also be noted that the positive effect both on germination and germination energy should also hydrating treatment of seeds of maple and ash in clean water. Keywords: seed, Brassinosteroid, Lexin, hydration, maple, ash Souhrn V této práci byl sledován vliv různých koncentrací brassinosteroidu (1:10, 1:100, 1:210) na hydrataci a klíčení osiva javoru klenu a jasanu ztepilého ve stresových podmínkách. Jako referenční ošetření byla zvolena hydratace osiva komerčně používaným přípravkem Lexin (směs huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů). Z dosažených výsledků vyplývá, že ze tří koncentrací brassinosteroidu nejlépe působila jeho nejnižší koncentrace, která poskytla téměř stejný efekt jako referenční přípravek Lexin. Lze rovněž konstatovat, že pozitivní vliv jak na klíčivost, tak na energii klíčení měla také hydratační úprava osiva javoru i jasanu v čisté vodě. Klíčová slova: osivo, Brassinosteroid, Lexin, hydratace, javor, jasan Úvod Brassinosteroidy patří mezi významné rostlinné hormony podílející se na mnoha procesech růstu a vývoje rostlin (Zheng et al., 2014). Přestože byl první rostlinný steroid s regulačním účinkem izolován z pylu řepky (Brassica napus) již v roce 1979, mezi fytohormony jsou tyto biologicky aktivní látky řazeny poměrně krátkou dobu, přibližně od roku V současné době je již známo více jak 100 brassinosteroidů, které jsou zařazeny do šesté třídy fytohormonů (Procházka et al., 1998; Fujioka et al., 2003; REYES Guerrero et al., 2014). V životě rostlin brassinosteroidy plní mnoho velmi důležitých funkcí. Zvláště významné jsou jejich antistresové aktivity, které umožňují, aby se rostliny vyvíjely normálně i za stresových podmínek, jako jsou nízká teplota, nedostatek živin, nedostatek vody apod. (Fujioka et al., 2003; Kamlar et al., 2010). Řadou pokusů bylo rovněž prokázáno, že aplikace brassinosteroidů na osivo zlepšuje jak jeho klíčivost, tak i vitalitu (Procházka et al., 2013, 2014). Semena lesních dřevin musí splňovat základní předpoklady k tomu, aby se z nich vytvořila životaschopná rostlina. Je tedy nutné, aby každé semeno bylo schopné vyklíčit v optimálních i stresových podmínkách prostředí. Nezbytným předpokladem je dostatek zásobních látek pro rostoucí semenáček do doby, než bude schopný fotosyntézy. Ve stresových podmínkách prostředí hraje význam Osivo a sadba,

208 i vitalita semen. Tu lze také chápat jako stupeň tolerance semen (osiva) k nepříznivým podmínkám při klíčení a vzcházení, či vnitřní stabilitu při jeho skladování (Hosnedl, 1995; Pazderů, 2013). Pro zvýšení tolerance semen k abiotickým stresům při klíčení se v současnosti používají různé metody jejich hydratační úpravy. Základem těchto úprav je částečné či úplné nabobtnání semen ve vodě nebo roztoku nejrůznějších látek, například v roztoku brassinosteroidů. Při hydrataci semeno přijme takové množství vody, které je postačující pro nastartování metabolických procesů, avšak nepřijme tolik vody, aby byl schopen prorazit kořínek. Nabobtnalé semeno nastartuje metabolizmus, zvýší se aktivita enzymů obecně, zejména však enzymů, které pracují na částečné opravě biochemických procesů, ke kterým došlo během stárnutí semen. Dalšími doloženými změnami jsou odstranění toxických metabolitů nahromaděných v průběhu stárnutí a opravy poškozených buněčných membrán (Kaya et al., 2006; Pazderů, 2013). LI et. al. (2005) zmiňují možnost praktického využití brassinosteroidů také v lesnictví. V tomto odvětví jsou však s aplikací uvedených hormonů dosud jen malé poznatky a zkušenosti. LI et. al. (2002) testovali vliv brassinolidů na klíčení semen borovice deskovité (Pinus tabulaeformis) a trnovníku akátu (Robinia pseudoacacia). Po aplikaci na osivo borovice deskovité se zlepšila klíčivost o 23,1 %, energie klíčení o 14,9 % a doba klíčení se zkrátila o 24 hodin. Po aplikaci na osivo trnovníku akátu došlo ke zvýšení klíčivosti o 10,9 %, energie klíčení o 15,9 % a zkrácení doby klíčení o 32 hodin. Uvedení autoři dále zjišťovali vliv brassinolidů na pajasan žláznatý (Ailanthus altissima). Výsledkem bylo zvýšení klíčivosti oproti kontrole o 17,6 %, energie klíčení o 18,8 % a čas klíčení se zkrátil o 34 hodin. Brassinosteroidy byly vždy aplikovány ve velmi nízkých koncentracích (0,1 až 0,4 mg.l -1 ). Štranc et al. (2013) a Procházka et al. (2014) zjistili, že aplikace brassinosteroidů u polních plodin poskytuje velmi podobné výsledky jako běžně používaný přípravek Lexin (roztok huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů). Je třeba uvést, že v případě přípravku Lexin se jedná o jeden z nejúčinnějších přípravků, který uvedení autoři testovali. Metodika Možnosti využití brassinosteroidů při předseťové úpravě semen javoru klenu (Acer pseudoplatanus L.) a jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior L.) byly zkoumány pomocí laboratorní zkoušky klíčivosti, které předcházela hydratace semen v roztoku těchto látek. V pokusu byla použita substance pod označením 4154, tj. naředěný syntetický analog přírodního 24-epibrassinolidu (2α,3α,17β-trihydroxy-5α-androstan-6-on), který je dále uveden jen jako brassinosteroid. Jako referenční (v zemědělské praxi běžně využívaný) přípravek byl použit Lexin, což je koncentrát huminových kyselin, fulvokyselin a auxinů. V pokusech s mořením osiv polních plodin poskytoval zmíněný přípravek obdobné výsledky jako v tomto případě použitý brassinosteroid. Pro kontrolu, v zájmu odlišení efektu hydratační úpravy od vlivu způsobeného brassinosteroidem a Lexinem, bylo použito jednak osivo suché, jednak osivo hydratované pouze ve vodě. Podrobné informace o jednotlivých variantách hydratace jsou uvedeny v tabulce 1. Celkový objem roztoků pro hydrataci osiv byl vzhledem k jejich množství stanoven na 250 ml. Osivo javoru i jasanu pocházelo ze semenářského závodu Lesů ČR Týniště nad Orlicí a od výrobce bylo již stratifikováno. Pro účel tohoto pokusu výrobce neuvedl standardní laboratorní klíčivost, ta byla zjišťována až námi dle ČSN , až v rámci tohoto pokusu. Laboratorní klíčivost vzorků osiv byla u jasanu 42 % a u javoru 12,5 %. Z osiva byly pečlivě odstraněny všechny rostlinné zbytky, aby byl při klíčení eliminován výskyt plísní. Do čerstvě připravených roztoků bylo vloženo osivo na dobu 24 hodin (každá varianta obsahovala 4 x 100 semen) a uloženo do misek na skládaný filtrační papír a po přidání 30 ml destilované vody vloženo do klimatizovaného boxu. V průběhu laboratorní zkoušky klíčivosti bylo nutné do misek (vždy po sedmi dnech) přilít 30 ml destilované vody, aby semena nevyschla. Klimatizovaný box byl nastaven na režim 16 hodin při 20 C ve tmě a 8 hodin při 30 C na světle. Jakmile osivo začalo klíčit (po 7 dnech), temná fáze byla nastavena na stresové podmínky v podobě nízkých teplot. Při modelování stresových podmínek jsme vycházeli z měření v běžných lesních podmínkách a jejich analogii jsme se snažili vytvořit pomocí klimatizovaného boxu. Schéma nastavení 206 Osivo a sadba,

209 klimatizovaného boxu znázorňuje tab. 2. Stresové podmínky byly nastaveny až do 56. Dne, kdy byl pokus ukončen. Standardní doba laboratorní zkoušky klíčivosti javoru je kratší než u jasanu (21 dní), avšak pro jednotnost doby trvání pokusu jsme zvolili dobu delší, tedy dobu trvání pro jasan (56 dní). Tab. 1:Přehled jednotlivých variant úprav osiva Osivo Varianta máčení suché osivo pouze voda (hydratace) brassinosteroid 1:10* javor brassinosteroid 1:100* brassinosteroid 1:210* Lexin (0,05% roztok) suché osivo pouze voda (hydratace) brassinosteroid 1:10* jasan brassinosteroid 1:100* brassinosteroid 1:210* Lexin (0,05% roztok) * poznámka: brassinosteroid byl dodán Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR a naředěn vodou bezprostředně před máčením osiva. Tabulka 2:Nastavení klimatizovaného boxu v průběhu 24 hodin Počet hodin Světelné podmínky tma tma tma tma tma tma světlo Teplota ( C) Počet vyklíčených semen byl zjišťován po prvních sedmi dnech a následně každých osm dní tak, aby poslední odpočet byl po 56 dnech. Za normálně klíčící semeno bylo považováno takové, u kterého lze očekávat (podle jeho zdravých děloh a kořínků, případně zdravých kořínků a částečně poškozených děloh), že z něho vyroste normální zdravý semenáček (dle ČSN ). Výsledky a diskuse Vliv hydratace osiv pomocí brassinosteroidů byl zkoušen ve stresových (tedy hraničních) podmínkách pro klíčení a vývin zdravého semenáčku. Stresové podmínky byly nastaveny do temné fáze, neboť v praxi obvykle nastávají v nočních hodinách. Laboratorní zkouška klíčivosti prokázala velké rozdíly mezi tolerancí semen obou dřevin na stresové podmínky vyvolané chladem. Z grafu 2 je patrné, že hydratace osiva, jak javoru, tak jasanu, má velký vliv na klíčivost semen, a to i v případě, že k hydrataci použijeme pouze vodu. Z grafu 2 je dále zřejmé, že hydratace osiva v roztoku brassinosteroidu výrazně zvýšila jeho klíčivost. Je třeba poznamenat, že k hydrataci musíme použít vhodnou (optimální) koncentraci brassinosteroidu (v tomto případě 1 : 210), neboť jeho vysoké koncentrace mohou naopak klíčivost semen snižovat. Negativní vliv vysokých koncentrací brassinosteroidů prokázali např. Procházka et al. (2012) u sóji. K podobným výsledkům dospěl již dříve Kohout (2001). Podobně jako Li et. al. (2002), kteří zjistili, že aplikace brassinosteroidu na osivo borovice deskovité (Pinus tabulaeformis) a osivo trnovníku akátu (Robinia pseudoacacia) zvýšila energii klíčení o 14,9 % resp. 15,9 %, výsledky našich pokusů prokázaly zvýšení energie klíčení po aplikaci Osivo a sadba,

210 brassinosteroidu v případě jasanu o 12,8 % a u javoru o 6,3 %. Vliv hydratace osiv na energii klíčení znázorňuje graf 1. Graf 1: Energie klíčení osiva jasanu a javoru Graf 2 znázorňuje průměrnou laboratorní klíčivost osiv jasanu a javoru ošetřeného jednotlivými variantami. Z výsledků je patrné, že ze tří koncentrací brassinosteroidu nejlépe působila nejnižší koncentrace, která poskytla téměř shodný efekt jako referenční přípravek Lexin. Graf 2: Laboratorní klíčivost semen lesních dřevin klíčení při stresových podmínkách, průměr obou dřevin Z grafů 2, 3 a 4 je zřejmé, že hydratace osiva roztokem brassinosteroidu v koncentraci 1 : 210 výrazně zvýšila klíčivost osiva ve stresových podmínkách. U javoru došlo k navýšení laboratorní klíčivosti na čtyřnásobek, u jasanu na dvaapůlnásobek (klíčivosti) oproti osivu neošetřenému. Jak u osiva javoru, tak i jasanu je patrné, že nejúčinnější koncentrací brassinosteroidu byla vždy koncentrace nejnižší, tedy 1 : 210. Tato koncentrace nejlépe působila jak na energii klíčení, tak na laboratorní klíčivost. Mnoho autorů (Kohout, 2001; Bečka et al., 2007 či Kamlar et al., 2010) došlo k závěrům, že brassinosteroidy jsou nejefektivnější ve velmi nízkých koncentracích. K těmto závěrům dospěli rovněž LI et al. (2008), v jejichž pokusech energie klíčení semen šťovíku (Rumex) byla vyšší při koncentraci přírodního brassinolidu 0,01 mg/l než při koncentraci 0,05 mg/l. Stanovením vhodné koncentrace se rovněž zabývali HU et al. (2011). V pokusech těchto autorů se při ošetření čajovníku olejného (Camellia oleifera) ukázala jako nejvhodnější koncentrace v rozmezí 0,025 0,050 mg/l. 208 Osivo a sadba,

211 Pozitivní vliv hydratační úpravy osiva zjistily také Gottwaldová et al. (2004). Jejich pokusy prokázaly, že máčení osiva pícnin (komonice - Melilotus, lesknice - Phalaris, sléz - Malva aj.) po dobu dvou hodin v roztoku 24 epibrassinolidu o koncentraci 10-9 mol vedlo ke zvýšení klíčivosti o 3 až 8 %. Z grafů 3 a 4 je zřejmý průběh klíčení jednotlivých variant hydratace osiva u obou dřevin. Nejlépe působila (v obou případech) hydratace brassinosteroidem v koncentraci 1 : 210 a přípravkem Lexin. Takto ošetřené osivo mělo vždy nejvyšší energii klíčení a zároveň i nejvyšší laboratorní klíčivost. Graf 3: Průběh klíčení jasanu při stresových podmínkách Graf 4: Průběh klíčení javoru při stresových podmínkách Závěr Z výsledků pokusů vyplývá, že velmi vhodným způsobem hydratace osiva javoru a jasanu pro podporu klíčení ve stresových podmínkách bylo máčení osiva obou dřevin v roztoku brassinosteroidu (substance 4154). Ze tří testovaných koncentrací brassinosteroidu se ukázala pro hydrataci osiva javoru i jasanu nejvhodnější koncentrace 1:210. Analogické výsledky prokázalo i máčení osiva v přípravku Lexin. Výsledky rovněž potvrdily, že i samotná voda použitá k hydrataci osiva měla pozitivní vliv jak na jeho klíčivost, tak na energii klíčení. Osivo a sadba,

212 Poděkování Podpořeno projektem ČZU v Praze, Projekt CIGA Literatura BEČKA D., KLOUČEK P., HRADECKÁ D., KOHOUT L., (2007). Vliv aplikace brassinosteroidů na růst, výnos a kvalitu řepky ozimé In sborník Prosperující olejniny 2007, ČZU, Praha, s. 59. FUJIOKA S., YOKOTA T., (2003) : Boisynthesis and metabolism of brassinosteroids, Annual Review of Plant Biology, 54, GOTTWALDOVÁ P., BLÁHA L., KOHOUT L., (2004). Vliv 24 epibrassinolidu na klíčivost semen. In: Brassinosteroidy 2004, ÚOCHB AV ČR, s HOSNEDL V., (1995). Semenářská a biologická hodnota osiva. In: Osivo a sadba. Sborník referátů. ČZU Praha, HU, Y. L., HU, D. N., XING, X. X., & GUO, X. M., (2011). Effects of different BRs treatments on growth of young forest in Camellia oleifera [J]. Nonwood Forest Research, 1, 010. KAMLAR M., UHLÍK O., KOHOUT L., HARMATHA J., MACEK T., (2010). Steroidní fytohormony: Funkce, mechanismus účinku a význam, Chemické listy, Praha, 104, KAYA M. D., OKÇU G., ATAK M., ÇIKILI Y., KOLSARICI Ö., (2006). Seed treatments to overcome salt and drought stress during germination in sunflower (< i> Helianthus annuus</i> L.). European Journal of Agronomy, 24(4), KOHOUT L., (2001). Brassinosteroidy, Chemické listy 95, 583. LI K., ZHANG S., HE X., (2002). Effect of natural brassinolid on germination of Pinus tabulaeformis and Robinia pseudoacacia seeds, Scientia Silvie Sinice LI K., ZHANG W., LI, H., 2005: Effect of natural brassinolide on germination of Ailanthus altissima seeds, Forestry Studies in China 7(2), LI K. R., WANG J., HE X. X., (2008). Effects of natural brassinolide on germination, radicle and hypocotyls elongation of five herbage seeds. Agricultural Research in the Arid Areas, 1, 040. MÜSSIG C., ALTMANN T., (1999). Physiology and molecular mode of action of brassinosteroids, Plant Physiology and Biochemistry, Vol. 37, Issue 5, p PAZDERŮ K., (2013). Od semene po rostlinu. In: Význam celistvosti rostliny ve výzkumu, šlechtění a produkci. Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha, PROCHÁZKA P., ŠTRANC P., PAZDERŮ K., ŠTRANC, J., (2012):Možnosti využití biologicky aktivních látek při moření osiva sóji. 2012, In: Sborník: Sója , Skalička, Sloveč, Řisuty. Praha: ČZU, 2012, PROCHÁZKA P., ŠTRANC P., KŘÍŽ J., ŠTRANC J., (2013). Moření osiva biologicky aktivními látkami In: Seed and Seedlings, 11th Scientific and Technical Seminar, CULS Prague, , PROCHÁZKA P., ŠTRANC P., ŠTRANC J., KŘÍŽ J., (2014). Prospěšnost biologicky aktivních látek při moření osiva: Úroda, Praha, 5/2014, PROCHÁZKA S., MACHÁČKOVÁ I., KREKULE J., ŠEBÁNEK J., et al., (1998). Fyziologie rostlin, Academia, Praha: 483 s. REYES GUERRERO Y., ROSABAL AYAN L., MARTÍNEZ GONZÁLEZ L., MAZORRA MORALES L. M., NÚÑEZ VÁZQUEZ M., (2014). Efecto de los brasinoesteroides y un inhibidor de su biosíntesis en plántulas de dos variedades de tomate sometidas a estrés salino. cultrop [online]. 2014, vol.35, n.1 [cited ], pp Available from: < ISSN ŠTRANC P., ŠTRANC J., PROCHÁZKA P., (2013). Herbicidní ochrana a stimulace sóji v roce 2012: Úroda, Praha, 10/2013, ZHENG J., WANG L., (2014). Advance in mechanism of brassinosteroids in plant development; Journal of Agricultural Science and Technology; (Beijing); 16 No. 1, Contact address: Ing. Pavel Procházka, Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze, Kamýcká 129, Praha 6-Suchdol, tel , pavelprochazka@af.czu.cz 210 Osivo a sadba,

213 STIMULAČNÍ VLIV PŘÍPRAVKŮ TRISOL NA KLÍČIVOST A VZCHÁZIVOST MÁKU SETÉHO (PAPAVER SOMNIFERUM L.) Stimulative Effect of Trisol Products on Poppy Seed (Papaver somniferum L.) Improving Seed Germination and Field Emergence Božena Šerá 1, Miroslava Hájková 2 1 Pedagogická fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích 2 BEIDEA s.r.o., Bolatice Abstract The poppy seeds (Papaver somniferum cv. Orfeus) were tested for stimulation effect of developed preparations named Trisol. Treated seeds were tested on seed germination and field emergence in standard laboratory conditions. Seedling length, length of aboveground and underground organs, fresh and dry weight biomass were monitored, too. Preparations exerted a positive effect on seed germination, seed emergence and initial growth characteristics including the R/S ratio. No significant differences were found among tested treatments on P < Keywords: seed stimulation, early growth, seed germination, field emergence, poppy Souhrn Na semenech máku setého (Papaver somniferum kv. Orfeus) byl ověřován stimulační efekt vyvíjených preparátů Trisol. Testována byla klíčivost a vzcházivost ošetřených semen rostoucích v standardních laboratorních podmínkách. Sledovány byly také délky semenáčků, délka nadzemních a podzemních orgánů, hmotnosti čerstvé a suché biomasy. U obou vyvíjených přípravků byl zaznamenán pozitivní vliv na klíčivost, vzcházivost a charakteristiky počátečního růstu včetně poměru R/S. Mezi jednotlivými variantami nebyl nalezen signifikantní rozdíl na hladině P < 0,05. Klíčová slova: stimulace semen, počáteční růst, klíčivost semen, polní vzcházivost, mák Úvod Mák setý (Papaver somniferum) je významná olejnina a je jednou z důležitých vývozních artiklů České republiky. Mák setý citlivě reaguje na nevyrovnanosti a odchylky různých faktorů prostředí (Bechyně, 1993) a vzcházející rostliny bývají atakovány různými houbovými houbami (Vašák, 2010). Mák setý je proto častou plodinou, která je podrobována různým stimulačním testům (např. Pšenička a Hosnedl, 2007; Kuchtová et al., 2013; Sera et al., 2013). Správné ošetření semen máku setého pomůže zdravému růstu rostlin, a aby sklizeň byla méně zatížena různými výkyvy počasí. Polní rostliny mají několik fenologických fází, které jsou klíčové pro výnos. První fáze jsou bezesporu polní vzcházivost a počáteční růst semenáčků, které jsou základem pro budoucí úspěšný růst. Cílem našeho příspěvku je otestovat dva vyvíjené přípravky TRISOL (firma BEIDEA, s.r.o.) na semenech máku setého. Osemení máku setého je charakteristicky zbrázděno, plasticky strukturováno. Tím je sice zvýšen jeho povrch, ale propustnost vody při klíčení je pravděpodobně nižší než u jiných plodin, protože jeho osemení je relativně tvrdé a s malými otvory. Navržená množství pro ošetření semen máku setého proto byla výrazně vyšší, než je doporučováno např. pro obiloviny. Na základě Osivo a sadba,

214 výsledků získaných z laboratorních testů bude možné doladit složení preparátů včetně upřesnění koncentrací jednotlivých složek, a tyto pak budou testovány v polních podmínkách. Metodika Popis testovaných přípravků TRISOL Seed: soli huminových látek (50 % v sušině), směs aminokyselin (15 % v sušině), výtažek z mořských řas (3 % v sušině), molybden a bor (obsah směsi 5 % v sušině), kompletní škála mikro a makroprvků (poměrově odpovídající průměrnému zastoupení v rostlinách), kombinace syntetických auxinů. TRISOL Silva: soli huminových látek (25 % v sušině), směs aminokyselin (5 % v sušině), výtažek z mořských řas (1 % v sušině), přírodní sacharidy (20 % v sušině), molybden a bor (obsah směsi 3 % v sušině), kompletní škála mikro a makroprvků (poměrově odpovídající průměrnému zastoupení v rostlinách), stříbro v chelátových vazbách (obsah řádově v 0,1 %). Ošetření semen Semena máku setého (Papaver somniferum L. kv. Orfeus) byla mořena dvěma preparáty při doporučených množstvích (tab. 1) v laboratorních podmínkách. Ošetřeno bylo vždy minimálně 100 g osiva, které bylo přelito potřebným množstvím roztoku a 10 min protřepáváno. Poté byla semena rozložena na filtrační papír. Po 24 hodinách a jejich dokonalém oschnutí byla semena použita k testům. Tab. 1: Množství přípravků Trisol použitá na ošetření semen máku setého Množství přípravku na 1000 semen Množství přípravku na 1 t osiva TRISOL Seed 0,012 ml 20 l TRISOL Silva 0,0072 ml 12 l Test klíčivosti Testy klíčivosti probíhaly za laboratorních podmínek při teplotě cca 20 C (den 12 h, noc 12) a za použití plastových Petriho misek o průměru 9 cm. Do každé misky byly vloženy tři filtrační papíry, naneseno 5ml destilované vody a vloženo 30 zdravých ošetřených semen. Pro každé ošetření bylo použito 5 Petriho misek, tedy celkem 150 semen. Během klíčení a počátečního růstu byl sledován počet klíčících semen a celková délka rostlin. Na konci pokusu byly rostliny sklizeny, usušeny a zváženy. Semena máku setého klíčí epigeicky a proto není jednoduché u mladých semenáčků rostoucích na Petriho miskách bez substrátu odlišit nadzemní (shoot) a podzemní část (root), (obr. 1). Z tohoto důvodu nebyla v testech klíčivosti měřena nadzemní a podzemní část rostliny, ale byla měřena celá rostlina včetně děložních lístků. V testech vzcházivosti rostla semena v kontejnerech se substrátem a nebyl tedy problém s určením nadzemní a podzemní části rostliny. Test vzcházivosti Pro stanovení vzcházivosti byly použity unifikované plastové kontejnery 11 x 11 x 12 cm. Použitým substrátem byl dezinfikovaný (60 min, termostat 60 C) jemný křemičitý písek (Redrock, zrnitost 0,1-0,5 mm). Pro každý kontejner bylo použito 1 l substrátu, 500 ml destilované vody a vpraveno 16 zdravých ošetřených semen do hloubky 2 cm (obr. 2). Pro každou variantu bylo založeno 12 kontejnerů s 16 obilkami, tedy celkem 192 obilek. 212 Osivo a sadba,

215 Kontejnery byly umístěny v kultivační místnosti s režimem 18 C, 12 h den a 12 h noc. Kontejnerům byla jednotně dodávána závlaha přes zavlažovací tácy (odstátá voda z vodovodu). Během vzcházení a růstu rostlin byl sledován jejich vývoj a růst: rovnoměrnost vzcházení a výška rostlin. U semenáčků máku rostoucích v substrátu (ne na Petriho miskách) lze rozlišit nadzemní a podzemní část rostlin. Proto bylo možné na konci pokusu získat informace o délce podzemní a nadzemní části rostliny a vypočítat poměr mezi nimi (R/S poměr). Hmotnost sušiny podzemních orgánů nebyla stanovena, protože byla příliš malá. Obr. 1: Třicet semen máku setého v pravidelných rozestupech na Petriho misce. Při epigeickém klíčení je semeno vynášeno směrem nahoru a dělohy se uvolňují, až když je kořínek dobře vyvinutý. V testech klíčivosti nebyly rozlišovány nadzemní a podzemní části rostlin Statistické vyhodnocení Získaná data byla vyhodnocena po logaritmické transformaci pomocí standardních statistických testů určujících odlišnost variant mezi sebou (one-way ANOVA, Tukey HSD test, < 0,05). Výsledky a diskuse V testech probíhajících na Petriho miskách bylo zjištěno, že testované preparáty TRISOL se nějakou měrou stimulačně podílejí buďto na klíčivosti (zvýšení o 3 %), tak na růstu semenáčků (zvýšení o 22 %) a také na tvorbě biomasy (zvýšení o 16 % a 19 %). Výsledky z těchto testů shrnuje tab. 1. Tab. 2: Klíčivost a počátečního růstu máku setého po ošetření semen přípravky Trisol (test klíčivosti, viz metodika). Pozitivní vliv preparátu vzhledem ke kontrole je zvýrazněn tučně Varianta Klíčivost Délka rostliny Hmotnost rostliny (1) % (mm) % (mg) % TRISOL Seed , TRISOL Silva , Výsledky z testů vzcházivosti probíhajících v kontejnerech shrnuje tab. 3. Nejvyšší hodnota vzcházivosti byla zaznamenána u máku ošetřeného TRISOL Silva (137 %) v porovnání s kontrolou (100 %). Hodnota vzcházivosti u TRISOL Seed byla na 90 %. Největší délky jak kořínků, tak nadzemních částí, stejně tak jejich čerstvé hmotnosti a příslušné hmotnosti sušiny byly zaznamenány u rostlin ošetřených TRISOL Seed (tab. 3). Pozitivní vliv na poměr R/S (stanoven z příslušných délek) byl nalezen u obou variant. Osivo a sadba,

216 Tab. 3: Vzcházivost a počáteční růst máku setého po ošetření semen přípravky Trisol (test vzcházivosti, viz metodika). R/S je poměr délek podzemních částí k nadzemním částem rostliny. Pozitivní vliv preparátu vzhledem ke kontrole je zvýrazněn tučně. Varianta Vzcházivost Délka lodyhy Délka kořínku Hmotnost čerstvé biomasy Hmotnost sušiny R/S poměr (%) (%) (%) (%) (%) (%) TRISOL Seed TRISOL Silva Obr. 2: Drobné rostliny máku setého v kontejnerech s inertním substrátem při testu vzcházivosti. Výška rostliny byla měřena včetně děloh a prvních listů. Ve sledovaných charakteristikách nebyl nalezen signifikantní rozdíl v porovnání s kontrolní sadou. Přesto zaznamenané trendy v nárůstech hodnot po ošetření vyvíjenými preparáty TRISOL jsou zásadní. To, že rozdíly mezi ošetřeními nejsou signifikantní rozdíly, lze vysvětlit velkou variabilitou v datech. Tento jev byl u máku setého pozorován již dříve při jiných pokusech (Hrušková et al., 2011; Šerá et al., 2012; Kuchtová et al., 2013). V obou testech byly nalezeny zajímavé trendy v odezvě na stimulaci preparáty TRISOL. U přípravku TRISOL Silva byly prokázány lepší výsledky u máku setého, který byl testován na klíčivost na Petriho miskách. TRISOL Seed se lépe uplatnil u semen rostoucích v inertním substrátu v kontejnerech. Vyvíjené stimulanty navazují na osvědčenou řadu přípravků TRISOL. Testované přípravky patří mezi nepřímá hnojiva, tedy přípravky, které neobsahují zásadní množství základních rostlinných živin (jak organickou tak minerální formu živin). Vliv nepřímých hnojiv spočívá ve zvýšení metabolismu rostliny a umožnění příjmu, zpracování a využití základních živin (NPK). Takto mohou fungovat například huminové kyseliny nebo fulvokyseliny (Šerá et al., 2012; Šerá a Novák, 2011). TRISOL Seed byl vyvíjený jako stimulant počátečních stádií růstu plodin. V současné době je na trhu pod firemním názvem TRISOL Osivo a je určen především na posílení počátečního růstu obilovin. 214 Osivo a sadba,

217 Polní maloparcelkové pokusy s ošetřeným osivem pšenice ozimé jsou založeny na dvou pokusných místech (ZZS Rýmařov a ZZS Kujavy) a průběžné výsledky jsou slibné (Hájková, 2015). TRISOL Silva je určený pro všechny fáze vývoje jak obilovin, tak olejnin. Lze ho aplikovat od osiva až po fenologické fáze po odkvětu plodin. Přípravek neobsahuje syntetické auxiny, ale je založen na obsahu přírodních cukernatých šťáv, mikroprvků a stříbra. Závěr Vyvíjené přípravky TRISOL měly pozitivní vliv na klíčivost a vzcházivost semen máku setého a na jeho počáteční růst. Přínosem byla především stabilizace kořenového systému, která byla prokázána zvýšením poměru R/S. Poděkování Uvedená práce vznikla díky podpoře firem DURST VJV a BEIDEA a Katedry biologie, Pedagogické fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Literatura BECHYNĚ M., (1993). Základy pěstování máku, Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, Praha, 36 s. HÁJKOVÁ M., (2015). Přípravek TRISOL Osivo v ozimých a jarních obilninách. Kompendium 2015, Sdružení pro ječmen a slad (in press) HRUŠKOVÁ I., ŠERÁ B., PETŘÍK V., ŠERÝ M., ŠPATENKA P., (2011). Stimulace klíčivosti máku setého pomocí plazmatu. In: Bláha L., Hnilička F. (eds), Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2011, VÚRV, Praha, KUCHTOVÁ P., ŠERÁ, B., HÁJKOVÁ M., KAZDA J., DVOŘÁK P., GAVRIL B., ŠERÝ M., MÍČA., HNATIUC E., ŠPATENKA P., (2013). Response of poppy seed on non-thermal plasma treatment. In: Seed and Seedlings XI, Scientific and Technical Seminar, , Prague, PŠENIČKA P., HOSNEDL V., (2007). Nechemické ošetření osiva jarního máku jako možnost ochrany v alternativním zemědělství. Sborník z konference Ekologické zemědělství 2007, Česká zemědělská univerzita v Praze, Praha, SERA B., GAJDOVA I., SERY M., SPATENKA P., (2013). New physicochemical treatment method of Poppy seeds for agriculture and food industries. Plasma Science and Technology, 15(9): ŠERÁ B., NOVÁK F., (2011). The effect of humic substances on germination and early growth of Lamb's Quarters (Chenopodium album agg.). Biologia, 66, ŠERÁ B., NOVÁK F., GAJDOVÁ I., (2012). Pozitivní vliv humátů na růst vybraných druhů rostlin p. In: Hnilička F. (ed), Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2011, ČZU, Praha. VAŠÁK J., (ed.), (2010). Mák. Powerprint, Praha, 352 s. Contact address: Božena Šerá, Katedra biologie, PF JU v Českých Budějovicích, Jeronýmova 10, České Budějovice, bsera@pf.jcu.cz Osivo a sadba,

218 KLÍČIVOST VYBRANÝCH TRAVNÍCH DRUHŮ V PODMÍNKÁCH VODNÍHO STRESU Germination of Selected Grass Species in Water Stress Conditions Marek Kopecký, Jaroslav Bernas, Jan Moudrý jr., Milan Kobes Katedra agroekosystémů, Zemědělská fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích Abstract Areas where energy crops are grown have expanded in the Czech Republic. Perennial crops are more suitable than annual crops from the environmental point of view. They protect the soil against erosion. Energy grasslands may be grown and used in biogas stations and incineration plants. As the climate has been changing, species and varieties of energy crops must be chosen very carefully. The chosen species and varieties of energy crops must be capable of resistance to drought that is about to be more frequent in the future. This paper work studies and evaluates three grassland species (Bromus marginatus Nees ex Steud., Elymus elongatus, Phleum pratense L.). It deals with a water stress resistance during a germination period. The results of our research have shown, Bromus marginatus Nees ex Steud. is the most resistant species, whereas Phleum pratense L. is the least resistant species. Just a half of Phleum pratense L. seeds germinated under drought-stress conditions. Keywords: drought resistance, germination, grassland, energetics Souhrn V České republice se rostliny pro energetické účely pěstují na stále větších plochách zemědělských půd. Z environmentálního hlediska se jeví vhodnější pěstovat rostliny víceleté, které vynikají například v ochraně půd proti erozi. Jednou z možností je pěstování energetických trav pro využití v bioplynových stanicích či spalovnách. S měnícím se klimatem je však zapotřebí věnovat pozornost správné volbě druhů a odrůd. Rostliny by měly být schopny odolávat zejména častějším výskytům sucha, které lze v budoucnu předpokládat. V práci byla posuzována odolnost tří travních druhů (Bromus marginatus Nees ex Steud., Elymus elongatus, Phleum pratense L.) vůči vodnímu stresu v době klíčení. Dle výsledků lze za nejrezistentnější považovat Bromus marginatus Nees ex Steud., naopak u Phleum pratense L. dokázala v podmínkách stresu suchem vyklíčit zhruba jen polovina semen. Klíčová slova: klíčivost, suchovzdornost, travní porost, energetika Úvod Zemědělství patří odnepaměti mezi hlavní krajinotvorné činitele. Součástí zemědělské produkce je i hospodaření s travními porosty, které tvoří významnou část agroekosystémů (Kohoutek et al., 2002). Trvalých travních porostů bylo na našem území v roce 2013 zhruba ha (Český statistický úřad). Jejich hlavním účelem je poskytnout krmivo polygastrům formou pastvy, sena či senáže (Wilkins, Humphreys, 2003). Jak ale uvádí Nitsch et al. (2012), tyto porosty v krajině plní i celou řadu ekologických funkcí. Pozitivně působí například v oblasti ochrany půdy, vody nebo biodiverzity (Gaisler at al., 2011). Výhodou trav, oproti rostlinám jednoletým, je jejich celoroční ochrana půd před přívalovými dešti a větrem (Mrkvička, Veselá, Niňaj, 2007). Lhotský, Kajan (2011) zmiňují ještě například ukládání CO 2 či funkce estetickou a krajinotvornou. 216 Osivo a sadba,

219 V současné době neslouží travní porosty pouze k zajištění krmivové základny. Existuje i alternativní využití rostlinné fytomasy. Jednou z možností je její využití v ekoenergetice (Abrham, Kovářová, 2007). Rahman et al. (2013) se domnívají, že pokud budou rostliny pro energetické účely pěstovány na přebytečných plochách udržitelným způsobem, zmírní mnoho environmentálních, sociálních a ekonomických problémů. Biomasa bývá nejčastěji využita pro výrobu bioplynu nebo k přímému spalování (Jasinskas, Zaltauskas, Kryzeviciene, 2008). Podle mnohých odborníků již dochází a nadále bude docházet ke změně klimatu. Pazderů, Bláha (2013) se domnívají, že nadcházející klimatická změna je realitou a předpokládají výskyt více suchých a velice teplých dnů ve vegetačním období. Rožnovský, Fukalová, Pokladníková (2010) uvádějí, že se tyto změny projeví především v lokalitách s nižší nadmořskou výškou, tedy hlavně v intenzivně obdělávaných oblastech. Na našem území předpokládají častější výskyt extrémních jevů a zvýšenou aridizaci. Sucho je často považováno za hlavní hrozbu v zemědělství (Konvalina et al., 2010). Vodní stres omezuje výnosy biomasy více než všechny ostatní biotické a abiotické faktory dohromady (Lambers, Chapin, Pons, 2008). Protože pravděpodobně nebude ekonomicky možné financovat rozsáhlé závlahové systémy (Rožnovský, Fukalová, Pokladníková, 2010), je třeba se zvýšenému výskytu sucha přizpůsobit (Konvalina a kol., 2014). I z těchto důvodů se suchovzdornost stala aktuálním tématem i u trav (Našinec, 2009). Bláha a Pazderů (2013) se domnívají, že suchovzdorné odrůdy by měly pomoci problémy s dlouhými obdobími sucha vyřešit. Ve stále se zvětšujících a častěji se vyskytujících výkyvech počasí, a zvláště při pravidelně se opakujících suchých a vlhkých obdobích, hraje velkou roli efektivní využití vody nejen rostlinami během vegetace, ale i semeny při procesu klíčení (Bláha, 2006). Suchovzdornost rostlin závisí na řadě okolností a faktorů. Mezi ně patří například množství a mohutnost kořenové soustavy, poměr nadzemní a podzemní hmoty nebo morfologické a anatomické zvláštnosti lodyh a listů, které mohou ovlivnit hospodaření rostlin s vodou, regenerační schopnosti, rychlost vývinu, aj. (Graman a Čurn, 1998). Podle Šebánka et al. (1983) se odolností rostlin proti suchu se rozumí schopnost přizpůsobit se v jistých obdobích ontogeneze podmínkám trvalého nebo dočasného půdního či atmosférického sucha, a tím v těchto podmínkách přežít. Tolerance vůči stresu suchem je rozhodujícím faktorem pro klíčení a přežití klíčících rostlin (Hou et al., 2014). Pokud nastane stres suchem na počátku klíčení, je negativně ovlivněna celková klíčivost daného druhu (Martinek, Svobodová, Králíčková, 2009a). K udržení stability a kvality produkce zemědělských plodin bude proto nutné využívat odrůdy odolávající těmto nepříznivým podmínkám (Konvalina et al., 2012). Metodika V práci byla zjišťována klíčivost osiv trav potenciálně vhodných pro energetické využití. Tato osiva pocházela z roku Jednalo se o travní druhy Bromus marginatus Nees ex Steud. (sveřep horský) odrůda Tacit, Elymus elongatus (ječmenice prodloužená) odrůda Szarvasi-1 a Phleum pratense L. (bojínek luční) odrůda Sobol. Klíčivost byla sledována ve dvou úrovních vláhového režimu. Diference mezi těmito variantami spočívala v režimu přísunu vody. V pokusu se pracovalo s 6 Petriho miskami. Ve všech byl vložen navlhčený list filtračního papíru. Následně bylo do každé z nich rozmístěno 50 semen, přičemž osivo každého druhu se nacházelo ve dvou miskách. Od každého druhu byla jedna miska označena jako mokrá, druhá jako suchá varianta. Následně byly všechny misky přiklopeny víčky a vloženy do laboratorního inkubátoru s konstantní teplotou 21 C a střídavým světelným režimem, kdy se po 12 hodinách střídala světelná a temná perioda. Semena v mokré variantě měla permanentně dostatek vody pro proces klíčení (vlhčení filtračního papíru po 24 hodinách). Ve variantě suché byla v době objevení klíčku závlaha přerušena. V okamžiku, kdy bylo možné na většině semen daného druhu pozorovat klíček pouhým okem, se víčko misky odklopilo, což umožnilo rychlé vyschnutí. Ve vlhčení filtračního papíru a přiklopení víčka se Osivo a sadba,

220 pokračovalo opět po 48 hodinách od tohoto momentu. Zálivka obou variant poté pokračovala do fáze, kdy bylo zcela patrné, z jakého množství semen vzešly životaschopné klíční rostlinky (cca 3-4 týdny). Tato semena byla následně spočítána. Pokus měl celkem 12 opakování v období od října 2013 do září Průkaznost rozdílů mezi průměry v mokré a suché variantě byla ověřena Tukey HSD testem v programu Statistica 9.1 (StatSoft, Inc.). Výsledky a diskuse Cílem práce bylo zjistit, který ze sledovaných druhů energetických trav má nejlepší předpoklady pro vyklíčení v podmínkách vodního stresu. Efektivnost využití vody v době klíčení je jedním ze základních faktorů ovlivňujících polní vzcházivost (Bláha a Pazderů, 2013). V grafu 1 je znázorněna průměrná klíčivost semen těchto druhů, a to jak v mokré, tak i v suché variantě. Graf 1: Průměrná klíčivost semen sledovaných druhů trav (12 opakování) V mokré variantě byla klíčivost semen všech tří druhů velmi podobná. Nejvíce semen (92 %) vyklíčilo u druhu Bromus marginatus Nees ex Steud. Následoval Elymus elongatus s 90%, což je dle Csete et al. (2011) míra klíčivosti při ideálních podmínkách. Phleum pretense L. vykázal klíčivost 89 %. Ve variantě suché, kdy byla semena v době klíčení vystavena stresu suchem, se již projevily větší mezidruhové rozdíly a potvrdila se domněnka Našince (2009), že jednotlivé travní druhy se značně liší v odolnosti vůči různým formám sucha. Nejvíce semen v této variantě vyklíčilo opět u druhu Bromus marginatus Nees ex Steud. 81 %, což činí rozdíl 12 % oproti variantě bez stresu. Následoval druh Elymus elongatus se 76 %, což spadá do intervalu %, který uvádí Csete et al. (2011) při klíčení semen v podmínkách s nedostatkem nebo naopak nadbytkem vláhy. Nejnižší klíčivost byla zaznamenána u Phleum pratense L., kdy ve stresových podmínkách nevyklíčila ani polovina z celkového počtu testovaných semen. Klíčivost v jednotlivých opakováních a také statistické vyhodnocení je uvedeno v tab. 1. Ve spodní části je rovněž zobrazen procentuální rozdíl mezi nejvyšším a nejnižším naměřeným množstvím vyklíčených semen v jednotlivých opakováních. 218 Osivo a sadba,

221 Tab. 1: Klíčivost sledovaných trav ve 12 opakováních (% vyklíčených semen) Opakování Bromus marginatus Nees ex Steud. mokrá varianta suchá varianta Elymus elongatus Phleum pretense L. mokrá varianta suchá varianta mokrá varianta suchá varianta Průměr ±SD 92 ± 5 a 81 ± 7 b 90 ± 4 a 76 ± 4 b 89 ± 7 a 48 ± 8 c Rozdíl mezi max. a min Rozdílná písmena značí statisticky průkazné rozdíly mezi hodnocenými soubory na hladině významnosti P 0,05 Tukey HSD test Z grafu 1 lze vyčíst pouze procentuální pokles klíčivosti v suché variantě oproti mokré v rámci druhu. Protože měl každý druh v mokré variantě odlišnou klíčivost, nelze na základě těchto výsledků jejich odolnost vůči vodnímu stresu v době klíčení porovnávat mezi sebou. Aby to bylo možné, byl proveden následující přepočet. Množství semen vyklíčených v mokré variantě bylo považováno za množství životaschopných semen. Tento počet byl brán jako 100 % a následně bylo vypočteno, kolik procent semen z tohoto základu vyklíčilo ve variantě suché. Výsledky zobrazuje graf 2. Graf 2: Klíčivost životaschopných semen v suché variantě Na základě těchto zjištění se jako nejrezistentnější jeví druh Bromus marginatus Nees ex Steud., kdy bylo stresu suchem v době klíčení schopno odolat 87 % životaschopných semen. Ovšem Wasser (1982), publikuje výsledky testů suchovzdornosti dospělých rostlin tohoto druhu a považuje jej za málo až středně suchovzdorný. Elymus elongatus dosáhl velmi podobných hodnot klíčivosti (85 %) jako Bromus marginatus Nees ex Steud. Stanovené intenzitě stresu nejhůře odolával Phleum pratense L. Osivo a sadba,

222 V suché variantě vyklíčilo pouze 54 % životaschopných semen. Podle Martinka, Svobodové, Králíčkové (2009b) souvisí schopnost klíčení při vodním stresu s velikostí obilky a její schopností zadržovat vodu. Nicméně v případě Phleum pratense L. existují výsledky pokusu, kdy po určité době skladování osiva tří odrůd byl největší pokles klíčivosti zaznamenán u odrůdy s největšími semeny (Havstad, Aamlid, 2013). Výsledky klíčivosti mohla do určité míry ovlivnit teplota (Thompson, Ooi, 2010). Semena však klíčila v intervalu optima, jež se u většiny trav pohybuje v rozmezí C (DiPaola, Beard, 1992). Pro klíčení Bromus marginatus Nees ex Steud. je za ideální teplotu považován interval C (Shaw, Cooper, 1973). Na proces klíčení může mít vliv rovněž světlo, jehož účinek ale není zcela objasněn (Martinek, Svobodová, Králíčková, 2009a). Například semena Phleum Pratense L. klíčí při střídavých i konstantních teplotách ve tmě i na světle (Thompson, Grime, 1983). Závěr Prvním krokem před založením porostu energetických trav je správná volba osiva. V souvislosti s klimatickými změnami by měla být pozornost upírána také na schopnost vzejití porostu v podmínkách přechodného sucha, jež může v době výsevu nastat. V pokusu byla sledována klíčivost semen tří druhů trav (Bromus marginatus Nees ex Steud. odrůda Tacit, Elymus elongatus odůda Szarvasi-1 a Phleum pratense L. odrůda Sobol.) v podmínkách bez vodního stresu a při jeho působení. Klíčivost semen ve variantě bez vodního stresu byla velmi podobná (89 92 %) u všech tří druhů. Při vystavení semen dočasnému vyschnutí v době klíčení byl u Phleum pratense L. zaznamenán značný pokles klíčivosti (o 41 %), což je výrazně více než u druhů Bromus marginatus Nees ex Steud. (12 %) a Elymus elongatus (13 %). Na základě těchto výsledků se jeví jeho odrůda Sobol jako méně vhodná do oblastí, kde lze předpokládat vyšší pravděpodobnost výskytů sucha v době zakládání travních porostů. Poděkování Tato práce vznikla s podporou projektu GAJU 063/2013/Z - Multifunkční zemědělství nové přístupy a techniky ve využívání genetických zdrojů, ochraně biodiverzity, harmonizaci produkčních a mimoprodukčních funkcí. Literatura ABRHAM Z., KOVÁŘOVÁ M., (2007). Technologie a ekonomika tuhých biopaliv z travních porostů. In Ekológia trávneho porastu VII : zborník príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie, Banská Bystrica Banská Bystrica: Výskumný ústav trávnych porastov a horského poľnohospodárstva, s ISBN: BLÁHA L., PAZDERŮ K., (2013). Importance of plant integrity in crop research, breeding, and production. Plant Signaling & Behavior, vol. 8, issue 11, DOI: /psb Bláha L., (2006). Současné změny klimatu ovlivní zemědělskou produkci. Úroda, vol. 54, issue. 1, s CSETE S. a kol., (2011). Tall Wheatgrass Cultivar Szarvasi-1 (Elymus elongatus subsp. ponticus cv. Szarvasi-1) as a Potential Energy Crop for Semi-Arid Lands of Eastern Europe. In: Sustainable Growth and Applications in Renewable Energy Sources, Rijeka: InTech Europe, , DOI: / ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD [online] [cit ]. Dostupné z: DIPAOLA J. M., BEARD J. B., (1992). Physiological effects of temperature stress. In: Turf grass, American Society of Agronomy, s ISBN: GAISLER J. a kol., (2011). Obhospodařování travních porostů ve vztahu k agro-environmentálním opatřením: otázky a odpovědi. Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 24 s. ISBN: GRAMAN J., ČURN V., (1998). Šlechtění rostlin. České Budějovice: Zemědělská fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 133 s., ISBN: HAVSTAD L. T., AAMLID T. S., (2013). Influence of harvest time and storage location on the longevity of timothy (Phleum pratense L.) seed. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil., vol. 63, issue 5, s DOI: / Osivo a sadba,

223 HOU Q. a kol., (2014). Effects of extreme temperature on seedling establishment of nonnative invasive plants. Biological Invasions., vol. 16, issue 10, s DOI: /s JASINSKAS A., ZALTAUSKAS A., KRYZEVICIENE A., (2008). The investigation of growing and using of tall perennial grasses as energy crops. Biomass and Bioenergy, vol. 32, issue 11, s DOI: /j.biombioe KOHOUTEK A. a kol., (2002). Pásové přísevy do travních porostů. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 32 s., ISBN: KONVALINA P., CAPOUCHOVÁ I., STEHNO Z., (2012). Agronomic Traits and Tolerance to Drought of Emmer Wheat. Plant, Soil and Environment, 58 (8), s KONVALINA P. a kol., (2014). Diversity of Carbon Isotope Discrimination in Genetic Resources of Wheat. Cereal Research Communications, 42 (4), s KONVALINA P. a kol., (2010). Drought tolerance of land races of emmer wheat in comparison to soft wheat. Cereal Research Communications, 38 (3), s LAMBERS H., CHAPIN S., PONS T., (2008). Plant physiological ecology. New York: Springer Science+Business Media, 604 s., ISBN: LHOTSKÝ R., KAJAN M., (2011). Anaerobní digesce fytomasy z trvalých travních porostů jako alternativa k energetickým plodinám. In: Acta Pruhoniciana 97. Praha: Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, v. v. i., Průhonice, s ISBN: MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., (2009b). Vliv vodního stresu na klíčení vybraných druhů trav. In: Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin, Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby v.v.i. Praha- Ruzyně, s ISBN: MARTINEK J., SVOBODOVÁ M., KRÁLÍČKOVÁ T., (2009a). Dynamika klíčení trávníkových druhů trav při vodním stresu. Vědecká příloha časopisu Úroda, vol. 57, issue 12, s ISSN: MRKVIČKA J., VESELÁ M., NIŇAJ M., (2007). Trvalé travní porosty jejich funkce v krajině. In: Ekologické zemědělství 2007, s ISBN: NAŠINEC I., (2009). Problematika testování suchovzdornosti trav. In: Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin, Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. Praha Ruzyně, s , ISBN: NITSCH H. a kol., (2012). Cross compliance and the protection of grassland Illustrative analyses of land use transitions between permanent grassland and arable land in German regions. Land Use Policy, vol. 29, issue 2, s DOI: /j.landusepol PAZDERŮ K., BLÁHA L., (2013). Trendy ve šlechtění a semenářství na odolnost k extrémnímu počasí. In: Seed and Seedlings, 9th Scientific and Technical seminář, CULS Prague, s ISBN: RAHMAN M. a kol., (2013). Extension of energy crops on surplus agricultural lands: A potentially viable option in developing countries while fossil fuel reserves are diminishing. Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 29, s , DOI: /j.rser ROŽNOVSKÝ J., FUKALOVÁ P., POKLADNÍKOVÁ H., (2010). Predikce klimatu jižní Moravy. In: Voda v krajině Lednice , ČHMÚ a VÚMOP, s , ISBN: SHAW A. F., COOPER C. S., (1973). The interagency forage, conservation and wildlife handbook. Bozeman: Montana State University, 205 s. ŠEBÁNEK J. a kol., (1983). Fyziologie rostlin. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 588 s. THOMPSON K., OOI M. K. J., (2010). To germinate or not to germinate: more than just a question of dormancy. Seed Science Research, vol. 20, issue 04, s DOI: /S THOMPSON K., GRIME J. P., (1983). A comparative study of germination responses to diurnally-fluctuating temperatures. Journal of Applied Ecology, vol. 20, s WASSER C. H., (1982). Ecology and culture of selected species useful in revegetating disturbed lands in the West. Washington: Fish and Wildlife Service, 347 s. WILKINS P., HUMPHREYS M., (2003). Progress in breeding perennial forage grasses for temperate agriculture. Journal of Agricultural Science, vol. 140, issue 02, s , DOI: Contact address: Ing. Marek Kopecký, Katedra agroekosystémů, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Branišovská 1457, České Budějovice, kopeckymarek@seznam.cz Osivo a sadba,

224 PRAKTICKÉ APLIKÁCIE MOLEKULÁRNEJ BIOLÓGIE V ŠĽACHTENÍ PŠENICE Practical Application of Molecular Biology in Wheat Breeding Edita Gregová 1, Darina Muchová 2, Roman Hašana 1, Svetlana Šliková 1 1 National Agriculture and Food Centre, Research Institute of Plant Production, Piešťany, Slovak Republic 2 Research and Breeding Station Malý Šariš, Prešov, Slovak Republic Abstract The improvement of bread-making quality is the main aim of wheat breeding. Electrophoretic analyses of seed storage proteins have proved to be useful in identification and characterization of wheat genotypes. The HMW-GS composition at the Glu-1 complex loci and gliadin blocks were studied in 15 genetic resources and 20 breeding lines from Malý Šariš. Fourteen different HMW-GS encoded by 10 alleles or allelic pairs in genetic resources and breeding lines collection of wheat genotypes were observed. The Glu-score and Rye score in the accessions varied in broad range, some of the lines reached the maximum value 10 (MS 2398, MS 2399 and K ). Obtained knowledge from this research can help breeders in appreciating of genetic resources and breeding lines for hybridization programmes to make high bread-making quality. Keywords: Triticum aestivum L., wheat breeding, electrophoresis, storage protein Súhrn Zásobné bielkoviny z 35 genotypov (šľachtiteľské línie a genetické zdroje) pochádzajúcich z VŠS Malý Šariš boli analyzované elektroforetickou metódou (SDS-PAGE) za účelom stanovenia Glu-skóre a Ražné skóre, ktoré predikujú technologickú kvalitu pšenice. V súbore analyzovaných odrôd pšenice bolo nájdených celkovo 14 rôznych, individuálnych vysokomolekulových glutenínových podjednotiek a 8 Glu-1 alel, resp. alelických párov. Na základe stanovenia bielkovinových génov bolo urobené hodnotenie Glu-skóre a Ražné skóre každého analyzovaného genotypu. Šľachtiteľské línie (MS 2398, MS 2399 a K ) dosiahli maximálnu hodnotu Glu-skóre a Ražné skóre (10). Využitie molekulárnych markerov umožnilo racionalizovať výber genetických zdrojov do šľachtenia a hodnotenie šľachtiteľského materiálu na kvalitu. Kľúčové slová: Triticum aestivum L., šľachtenie pšenice, elektroforéza, zásobné bielkoviny Úvod Genómy pšenice ponúkajú jednoduchý a pritom vysoko efektívny polymorfický systém genetických markerov. Využitie molekulárnych markerov umožňuje racionalizovať a zefektívniť systém identifikácie a charakterizácie genetických zdrojov pšenice (Gálová et al., 2002). Takéto markery sa nachádzajú medzi zásobnými bielkovinami zrna pšenice a sú reprezentované hlavne gliadínmi a podjednotkami glutenínov s vysokou molekulovou hmotnosťou. Informácie o zastúpení jednotlivých alel Gli a Glu lokusov umožňuje predikciu technologickej kvality pšenice (Gálová et al., 1998). Vzhľadom k známym aditívnym a inhibičným účinkom gliadínových a HMW-GS génov je možné efektívne využívať genetické zdroje, ktoré disponujú priaznivým zložením alel Gli a Glu lokusov aj na šľachtenie. Za zdroje vysokej technologickej kvality sú označované odrody s HMW-GS komplexnými alelami 1 alebo 2* (lokus Glu-1A), 7+8, 7+9, 17+18, 13+16, (lokus Glu-1B), resp Osivo a sadba,

225 (lokus Glu-1D). Okrem aditívnych účinkov HMW-GS majú na objem bochníka významný vplyv aj interakčné, epistatické účinky medzi jednotlivými glutenínmi. Medzi gliadínmi najviac ovplyvňujú kvalitu múky alely lokusu Gli-1B. Prítomnosť Gli-1B3, tzv. inhibítora technologickej kvality, ktorý je dôsledkom translokácie chromozómového segmentu raže do génomu pšenice (1R/1B), znižuje chlebopekársku kvalitu. Odrody s identifikovanou alelou Gli-1B3 sú preto v ostatných rokoch využívané v minimálnej miere. Hlavným trendom v súčasnosti je cielená tvorba materiálov s požadovanými akostnými parametrami zrna, ktoré sú a budú aj v nasledujúcom období limitujúcim faktorom uplatnenia odrôd v praxi. Predikciu pekárskej akosti hodnotených odrôd je možné uskutočniť na základe hodnotenia biochemickej skladby lepkového komplexu pomocou overených genetických väzieb akosti na gliadíny a podjednotky glutenínov s vysokou molekulovou hmotnosťou. Viaceré štúdie lepkových bielkovín ukázali, že gliadíny a gluteníny zodpovedajú za silu a elasticitu cesta, prípadne za potenciálny objem pečiva. Práve geneticky podmienený polymorfizmus v elektroforetickej skladbe gliadínov a podjednotiek vysokomolekulových glutenínov umožnil v posledných dvadsiatich rokoch formulovať predstavy o možnosti markerovania pekárskej akosti pomocou elektroforézy zásobných bielkovín pšeničného zrna a vybrať vhodné genotypy na účely šľachtenia. Materiál a metódy Pre elektroforetické analýzy zásobných bielkovín boli použité šľachtiteľské línie a genetické zdroje pšeníc dodané z VŠS Malý Šariš, celkom 35 genotypov. Analýza profilov zásobných bielkovín zrna - gliadínov chromozómu 1B a glutenínov bola uskutočnená pomocou polyakrylamidovej gélovej elektroforézy v kyslom prostredí (A-PAGE) a v prítomnosti dodecylsulfátu sodného (SDS-PAGE). Extrakciu glutenínov sme robili podľa štandardnej metódy ISTA (Wrigley, 1992). Pre extrakciu v alkohole rozpustných bielkovín - gliadínov, sme použili štandardnú referenčnú metódu ISTA v kyslom prostredí (A-PAGE), (Draper, 1987). Bodová hodnota predikcie pekárskej akosti bola stanovená podľa publikovaných výsledkov (Payne a Lawrence, 1983). Chlebopekársku akosť zrna vyjadruje bodové hodnotenie (Glu-skóre, resp. Ražné skóre), ktoré je odvodené od prítomnosti, resp. neprítomnosti špecifických vysokomolekulových glutenínov, resp. gliadínov. Jej najvyššia hodnota môže byť 10. Ešte presnejšie túto dôležitú vlastnosť múky vyjadruje tzv. ražné skóre. Pri jeho výpočte je zohľadnená aj prítomnosť, resp. neprítomnosť gliadínového bloku 1B3, ktorý má negatívny vplyv na chlebopekárske vlastnosti zrna. Výsledky a diskusia Zlepšenie kvality pšeničnej múky, pre účely pečenia chleba, je jedným z hlavných cieľov šľachtiteľov. Pochopenie genetickej kontroly kvality múky určenej na pečenia chleba je predpokladom zvýšenia pravdepodobnosti výberu vhodných genotypov a prípravy kvalitných odrôd. Elektroforetická analýza je odporúčanou, široko používanou a uznávanou metódou predikcie chlebopekárskej kvality pšenice na celom svete a je zaradená do šľachtiteľských programov. Hlavnými bielkovinami endospermu zrna pšenice, tvoriacimi lepok, sú gluteníny a gliadíny. Podiel vysokomolekulových glutenínových podjednotiek (HMW-GS) je asi 10 %, nízkomolekulových glutenínových podjednotiek (LMW-GS) asi 40 % a gliadínov (GLI) asi 50 %. Za zdroje vyššej pekárskej akosti možno označiť odrody vybavené glutenínovými alelickými blokmi Glu-1D 5+10, Glu-1A 1 či Glu-1A 2*, Glu-1B 7+8, resp. Glu-1B 7+9. Glutenínové bloky Glu-1B a Glu-1B majú stanovenú vysokú predikčnú hodnotu, ale vzhľadom k ich nízkemu zastúpeniu v genotypoch pšenice nie je možné spoľahlivo verifikovať ich markerovaciu schopnosť. V hodnotenom súbore boli uvedené glutenínové bloky zastúpené 4 šľachtiteľskými líniami pre Glu-1B Kolster et al. (1991) zistili, že okrem aditívnych účinkov glutenínových blokov majú na objem pečiva významný vplyv aj interakčné, epistatické účinky medzi jednotlivými glutenínmi. Podjednotky Glu-1A 1 a Glu-1A 2* sú lepšie ako Glu-1A 0, ale iba v kombinácii s Glu-1D Alelický blok Glu-1A 1 a Glu-1A 2*, prítomný v 16 genotypoch, bol kombinovaný s Glu-1D 5+10 až v 14 prípadoch. Genetická interakcia bola zistená aj medzi lokusmi Osivo a sadba,

226 Glu-1D a Glu-1B. Ak je prítomný alelický blok Glu-1D 5+10, potom Glu-1B 7+8 a Glu-1B 7+9 sú lepšie ako ostatné podjednotky tohto lokusu Glu-1B 6+8 a Glu-1B 7. Ale v prítomnosti Glu-1D 2+12 sa javí Glu-1B kódovaný podjednotkami 7+8 významne horší vo vzťahu k objemu bochníka ako ostatné alelické podjednotky tohto lokusu (Kolster et al. 1991). V hodnotenom súbore až 15 genotypov malo priaznivú kombináciu Glu-1B 7+9, resp. Glu-1B 7+8 a Glu-1D Tab. 1: Výsledky analýzy glutenínov a gliadínov 15 genetických zdrojov pšenice VŠS Malý Šariš Odroda Pôvod Glu-1A Glu-1B Glu-1D Gli Gluskóre Ražné skóre Estevan AUT B4 9 9 Rupert SVK B4 5 5 SK 177 SVK B4 7 7 Irma SVK B1 7 7 Limbora SVK B1 7 7 Cimrmanova raná CZE B4 7 7 Bathoryčka CZE B4, 1B1 7 7 Bekend CZE B1 7 7 Bombasta CZE B1 8 8 Bondra CZE B4 8 8 Brejk CZE B4 7 7 Elan CZE B4 6 6 Grizly CZE B4 4 4 Matchball CZE B3 4 2 Yetti CZE 2* B4 9 9 Alela Gld1B1 (Sozinov, 1985) sa ukazuje ako marker dobrej pekárskej akosti pre gliadínový blok, lokalizovaný na chromozóme 1 B, ktorý spomedzi gliadínov najviac ovplyvňuje kvalitu múky. V hodnotenom súbore bol detekovaný v 6 prípadoch, pričom pozoruhodný je úzky vzťah medzi výskytom tohto gliadínového bloku a glutenínmi v lokuse 1D. Alelický blok 2+12 nebol identifikovaný spolu s gliadínovým blokom 1B1 a v 6 prípadoch bol zistený súčasný výskyt s podjednotkami O úzkom vzťahu medzi uvedeným gliadínom možno hovoriť aj v súvislosti s výskytom ďalšieho markera vyššej pekárskej akosti, alelického bloku Glu-1B 7+9, ktorý bol identifikovaný až v 5 prípadoch. Prítomnosť sekalínového alelického bloku Gld1B3, tzv. inhibítora pekárskej akosti, je dôsledok translokácie chromozómového segmentu raže do génomu pšenice (1R/1B). Účinnosť sekalínovej alely Gld1B3 markerovať nízku pekársku akosť bola potvrdená viacerými autormi (Černý a Šašek, 1998). Zároveň tento alelický blok Gld1B3 možno považovať za negatívny faktor aj pri šľachtení na kŕmnu hodnotu. Za príčinu celého komplexu nepriaznivých kŕmnych vlastností niektorých odrôd bol označený práve prenos ražných segmentov do pšenice. Odrody s ražnou translokáciou mávajú nielen zvýšenú lepivosť, ale i zníženú stráviteľnosť aminokyselín (až o 20 %) a nižšiu energetickú hodnotu pri skrmovaní u hydiny a ošípaných (Hanišová, 1998). Ražnú translokáciu sme zistili pri odrode Matchball. Pri interpretácii výsledkov treba mať na zreteli aj obmedzenia, ktoré sú s využitím signálnych glutenínových a gliadínových génov spojené. Zistené korelácie medzi vyššou pekárskou akosťou a výskytom glutenínových podjednotiek - markerov tejto vyššej pekárskej akosti nie sú absolútne. Je to 224 Osivo a sadba,

227 dané tým, že okrem vysokomolekulových glutenínov existujú aj ľahšie podjednotky glutenínov, ktoré predstavujú až jednu tretinu všetkých bielkovín zrna pšenice. Tab. 2: Výsledky analýzy glutenínov a gliadínov 20 šľachtiteľských línií pšenice VŠS Malý Šariš Odroda Druh pokusu Glu-1A Glu-1B Glu-1D Gli Gluskóre Ražné skóre K V B4 8 8 K V B4 8 8 K V B4 7 7 K V B4 7 7 K V B4/1B1, B1 7 7 K línia A V B4 6 6 K línia B V B4 4 4 K línia A V B4 7 7 K línia B V B4 9 9 K V B4 7 7 K V B4 6 6 K V B4 8 8 K V B4 8 8 K V B4 6 6 K V B4 6 6 K V B4 8 8 K V B Hu V B4 9 9 MS RA74 FS B4 9 9 MS 2398 FS B MS 2399 FS B MS 2423 FS B4 8 8 Záver Na základe stanovenia bielkovinových génov boli genotypy vyhodnotené a tri z nich dosiahli maximálnu hodnotu Glu-skóre a Ražné skóre (10): MS 2398, MS 2399 a K Môžeme konštatovať, že pri odrodách s nízkym Glu-skóre, resp. Ražné skóre (<5) bude aj technologická kvalita nízka. Molekulárne markery odhalili kvalitatívne parametre analyzovaných genotypov. Tieto poznatky zvyšujú efektivitu šľachtiteľskej práce pri výbere genetických zdrojov do šľachtenia s cieľom dosiahnuť kvalitu a rozšíriť i genetickú diverzitu v našich odrodách. Aplikácie týchto metód sú vhodné i pri zabezpečovaní množenia identickej odrody v semenárstve, umožňujú identifikovať a odlišovať genotypy, vyhľadávať duplikáty a opakujúce sa vzorky, naprávať nedostatky v manipulácií so vzorkami a charakterizovať dôležité vlastnosti uloženého materiálu. Poďakovanie Táto práca bola podporovaná v rámci OP Výskum a vývoj pre projekt: Vývoj nových typov rastlín s geneticky upravenými znakmi hospodárskeho významu ITMS: , spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Osivo a sadba,

228 Literatúra ČERNÝ J., ŠAŠEK A., (1998). Využití elektroforetické analýzy BGM k charakteristice odrůd pšenice a ječmene. Praha, 1998, ÚZPI, pp. 49. DRAPER S. R., (1987). ISTA variety committee. Report of the working group for biochemical test for cultivar identification Seed Sci. Technol., 15, 1987, pp GÁLOVÁ Z., MICHALÍK I., KNOBLOCHOVÁ H., GREGOVÁ E., (2002). Variation in HMW glutenin subunits of different species of wheat. Rostlinná výroba, 44, 1, 2002, pp GÁLOVÁ Z., SMOLKOVÁ H., MICHALÍK I., GREGOVÁ E., (1998). Prediction of breadmaking quality of wheat grain on the base electrophoretic spectra of HMW glutenin subunits. Rostlinná výroba, 44, 3, 1998, pp HANIŠOVÁ, A., (1998 ). Hlavní šlechtitelské cíle u pšenice. Úroda, 6, 1998, pp KOLSTER P., van EEUWIJK F. A., van GELDER W. M. J.,(1991). Additive and epistatic effects of allelic variation at high molecular weight glutenin subunit loci in determing the bread-making quality of breeding lines wheat. Euphytica, 55, 1991, pp PAYNE P. I., LAWRENCE G. A., (1983). Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1, which code for high-molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat. Cereal Res. Commun., 11, 1983, pp SOZINOV A. A., (1985). Polimorfizm belkov i jego značenije v genetike i selekcii. Moskva, Nauka. WRIGLEY C. W., (1992). Identification of cereal varietes by gel electrophoresis of the grain proteins. Heidelberg, Springer- Verlag, 1992, pp Contact address: Ing. Edita Gregová, PhD., National Agriculture and Food Centre, Research Institute of Plant Production, Bratislavská cesta 122, , Piešťany, gregova@vurv.sk 226 Osivo a sadba,

229 VYUŽITÍ METODY DIHAPLOIDŮ VE ŠLECHTĚNÍ OZIMÉ ŘEPKY Utilization of Doubled Haploids in the Breeding of Winter Oilseed Rape Miroslav Klíma 1, Vratislav Kučera 1, Miroslava Vyvadilová 1, Alois Hilgert 1,7, Milan Urban 1, Lenka Endlová 2,8, Viktor Vrbovský 2, Ivana Macháčková 3, Kateřina Bělská 3, Miroslav Řičica 4, Prokop Šmirous 5, Lenka Havlíčková 6, Eva Jozová 6, Vladislav Čurn 6 1 Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha Ruzyně 2 OSEVA PRO s.r.o., odštěpný závod Výzkumný ústav olejnin Opava 3 SELGEN a. s., Šlechtitelská stanice Chlumec nad Cidlinou 4 SEMPRA Praha a. s., Šlechtitelská stanice Slapy u Tábora 5 Agritec, výzkum, šlechtění, služby, s.r.o. 6 Biotechnologické centrum, Zemědělská fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích 7 Fakulta tropického zemědělství, Česká zemědělská univerzita v Praze 8 Přírodovědecká fakulta, Ostravská univerzita v Ostravě Abstract Hybrids based on cytoplasmic male sterility (CMS) Shaan 2A, sporophytic self-incompatibility (SI) and one doubled haploid (DH) yellow-seeded material were evaluated in a one-year station trial experiments at three to six locations, contrasting in soil and climatic conditions. Both CMS Shaan 2A hybrids were better than standard hybrid PR46W26 at the site Krukanice (101.5 % and %, respectively). The SI hybrid AI 23/15 exceeded the standard PR46W26 at locations Slapy and Humpolec (105.8 % and %, respectively). It can be concluded, that hybrid materials based on in Europe so far unused sterility systems, prepared with the help of DH system, can be in terms of the performance and quality comparable to currently grown commercial hybrids breed on CMS Ogu-INRA. Keywords: winter oilseed rape, hybrid breeding, self-incompatibility, CMS Shaan 2A, doubled haploids, yellow seedness Souhrn Experimentální hybridy na bázi cytoplazmatické pylové sterility (CMS) Shaan 2A, sporofytické autoinkompatibility (AI), a dihaploidní (DH) žlutosemenný materiál byly hodnoceny v mezistaničních pokusech na třech až šesti lokalitách. Oba CMS Shaan 2A, resp. AI hybrid 23/15 na lokalitě Krukanice, resp. Slapy a Humpolec, dosáhly lepšího výnosu než kontrolní hybrid PR46W26. Z jednoletých výsledků vyplývá, že materiály na bázi zatím v Evropě nevyužívaných systémů sterility, připravené s využitím systému DH, byly výkonem i kvalitou srovnatelné s aktuálně pěstovanými hybridními odrůdami šlechtěnými s využitím CMS Ogu-INRA. Klíčová slova: ozimá řepka, hybridní šlechtění, autoinkompatibilita, CMS Shaan 2A, dihaploidy, žlutosemennost Úvod Šlechtění ozimé řepky v ČR je zaměřeno na tvorbu odrůd s vysokými a stabilními výnosy v tuzemských půdně-klimatických podmínkách, s požadovanou potravinářskou kvalitou, s odolností k významným chorobám a vysokou mrazuvzdorností. Udržení konkurenceschopnosti domácího šlechtění závisí na uplatnění nových výchozích materiálů s dostatečnou genetickou diverzitou a efektivních Osivo a sadba,

230 postupů, zejména hybridního šlechtění. Úspěšné šlechtění odrůd řepky vyžaduje neustálou inovaci šlechtitelských postupů zaváděním ověřených moderních technik a vývojem nových, dosud nepoužívaných metod. Jednou z těchto metod je i postup, využívající principu tzv. pylové embryogeneze. Izolovaná nezralá pylová zrna mikrospory v pozdně jednojaderném stádiu po krátkodobém vystavení vyšším teplotám (30 35 C) mohou regenerovat na specifickém kultivačním médiu v embrya, která jsou z hlediska fyziologického i morfologického téměř identická s embryi zygotickými. Podstatný rozdíl je v chromozómové sádce: pylové zrno je haploidní, tudíž i počet chromozómů u výsledného mikrosporového embrya je poloviční. Tento fenomén lze s výhodou uplatnit ve šlechtitelském procesu, kde po zdvojení chromozómové sádky spontánně nebo uměle v procesu embryogeneze nebo během regenerace haploidních rostlin lze jednorázově vytvořit 100 % homozygotní, dihaploidní materiály (Vyvadilová et al., 2008). Tvorba linie je tak záležitostí jedné generace, zatímco klasickým postupem homozygotizace lze podobného výsledku dosáhnout až po 7 8 letech inbreedingu (Kučera et al. 2004). Tato metoda je zároveň jediným dostupným způsobem, jak rychle a rutinně vytvářet zlepšené homozygotní obnovitele fertility při šlechtění hybridů na základě CMS a hybridní komponenty na bázi autoinkompatibility (AI) (Kučera et al., 2012, 2013b, 2014). Rutinní aplikace metody dihaploidů a in vitro diploidizace v procesu šlechtění (Vyvadilová et al., 2008; Klíma et al., 2008) prokázala použitelnost tohoto postupu pro tvorbu homozygotních linií, výnosově srovnatelných s nejlepšími liniovými odrůdami (Kučera et al., 2013a); jeden dihaploidní (DH) materiál je nyní (r. 2014) třetím rokem a dva v prvním roce Státních odrůdových zkoušek, další DH materiály jsou průběžně testovány v mezistaničních předzkouškách. Jedním z perspektivních hybridních systémů, založený na CMS, je Shaan 2A, využívaný v Číně. Původní čínské hybridní komponenty se vyznačovaly nevyhovujícími agronomickými charakteristikami nízkým výnosem, citlivostí k vyzimování a horší kvalitou semene. Opakovaným zpětným křížením s domácími materiály a metodou dihaploidů byly vytvořeny komponenty CMS Shaan 2A s požadovaným výkonem i kvalitou, použitelné i v podmínkách ČR (Kučera et al., 2013b). Z výchozích genetických zdrojů recesivní sporofytické autoinkompatibility u řepky ozimé (Havel, 1996) byly po několika cyklech zlepšovacího křížení s různými donory 00 kvality odvozeny metodou mikrosporových kultur dihaploidní autoinkompatibilní regeneranty. Kombinací této metody a nově vyvinutých molekulárních markerů se dále podařilo překonat vazbu mezi autoinkompatibilitou (AI) a vysokým obsahem glukosinolátů (GSL) a vytvořit sublinie s dobrou kvalitou semene a stabilitou AI reakce (Žaludová et al., 2013). Metoda dihaploidů umožnila i vytvoření linií ozimé řepky se světlou barvou osemení, dobrou kvalitou a sníženým obsahem vlákniny (Kučera et al., 2013c). Cílem práce bylo stanovit parametry výnosu a kvality u dvou tříliniových hybridů ozimé řepky vyšlechtěných na základě CMS Shaan 2A, tří dvouliniových hybridů na bázi autoinkompatibility a jednoho liniového materiálu se světlejší barvou osemení, zlepšených s využitím metody dihaploidů, a ověřit tak účelnost této metody při tvorbě specifických hybridních a liniových materiálů, kvalitou i výnosem srovnatelných s kontrolními odrůdami. Materiál a metody Materiály pro tvorbu dihaploidů Pro tvorbu dihaploidů byly použity F 1 hybridy výchozích materiálů ozimé řepky (DH obnovitele fertility pro Shaan 2A, tří autoinkompatibilních DH linií a žlutosemenného genotypu) s donory výkonu, resp. kvality (výkonné liniové odrůdy Ladoga, Cabernet, Da Vinci a žlutosemenný materiál ČŽL 20). Jejich přehled je uveden v tabulce 1. Z těchto kříženců byly napěstovány donorové rostliny pro tvorbu dihaploidních regenerantů. 228 Osivo a sadba,

231 Tvorba dihaploidních regenerantů Udržování donorových rostlin, zakládání mikrosporových kultur, in vitro diploidizace, regenerace rostlin a jejich převedení do nesterilních podmínek probíhalo dle publikovaného postupu (Vyvadilová et al., 2008). Donorové rostliny byly v době odběrů poupat udržovány v řízených podmínkách (80 μmol m -2.s -1 sodíkové výbojky, fotoperioda den/noc 16/8 h., teplota den/noc 16-18/11 13 C) v plastových kontejnerech cm s rašelinným substrátem a pravidelně přihnojovány roztokem tekutého hnojiva ve dvoutýdenních intervalech. Byla odebírána poupata s převahou mikrospor ve stádiu středně až pozdně jednojaderném. Pro povrchovou sterilizaci sloužila kombinace 70 % etanolu (2 minuty) a 10 % SAVA (10 minut), následovaná třemi pětiminutovými promývacími cykly. Izolované a purifikované mikrospory (tři cykly centrifugace minut v čerstvém médiu při 100g) byly resuspendovány v 10 ml NLN média s trifluralinem o koncentraci 10 μmol/l, aby bylo dosaženo hustoty mikrospor, odpovídající 3 4 poupatům na ml média. Suspenze mikrospor byla kultivována v 90 mm plastových Petriho miskách v termostatu ve tmě po dobu h. při teplotě 30,5 ± 0,5 C. Poté byla suspenze centrifugována 10 minut, mikrospory resuspendovány ve 3 ml čerstvého, temperovaného NLN média a znovu centrifugovány (5 minut). Finální hustota pro kultivaci byla upravena dle vzorce 1 poupě = 1 ml suspenze. Kultivace probíhala ve tmě a za výše uvedené teploty až do objevení prvních globulárních embryí, viditelných pouhým okem (tj. o průměru cca 100 μm, obvykle za 8 14 dní po založení kultury). V této fázi byla kultura přenesena do kultivační místnosti (120 μmol m -2.s -1 lineární zářivky, fotoperioda den/noc 16/8 h., teplota C). Plně vyvinutá kotyledonární embrya byla pasážována na diferenciační (DM) médium (Klíma et al., 2004) a kultivována dní při teplotě C. Po uplynutí této doby byly cca 2/3 obou kotyledonů embryí odříznuty (pro zlepšení regenerace prýtů) a zbytek embrya kultivován na regeneračním (RM) médiu (Klíma et al., 2004). Regeneranty s dobře vyvinutými pravými listy byly pasážovány na MS médium bez růstových regulátorů. Rostliny s kořenovým systémem byly převedeny do nesterilních podmínek a ve fázi 5-8 listů zjarovizovány (2 měsíce při 4 6 C). Selekce dihaploidních linií s požadovanými parametry Výběr DH obnovitelů fertility pro Shaan 2A probíhal podle fenotypového hodnocení populace odvozených DH regenerantů (křížením regenerantů na sterilní CMS matku s následným výběrem genotypů obnovujících fertilitu); předběžná selekce AI DH regenerantů byla realizována pomocí molekulárních markerů (Čurn et al., 2011), následovaná testem fenotypového projevu AI DH rostlin (porovnáním násady semen v šešuli po samoopylení v květu a v poupěti). U žlutosemenného materiálu byla vybrána z populace DH regenerantů linie s nejsvětlejší barvou osemení. Vybrané dihaploidní materiály byly připraveny do křížení pro tvorbu tříliniových hybridů na základě Shaan 2A, dvouliniových hybridů na bázi autoinkompatibility a vytipovaný DH žlutosemenný materiál byl určen k přemnožení pro následný zásev v polních podmínkách. Příprava osiva a hodnocení experimentálních hybridů na bázi CMS Shaan 2A, AI a linie se světlou barvou osemení Pro přípravu tříliniových CMS Shaan 2A hybridů byly jako mateřské komponenty použity F 1 hybridy sterilní CMS matky s dihaploidním donorem kvality, které byly vytvořeny volným sprášením v prostorové izolaci. Finální hybridní osivo (tab. 2) bylo získáno křížením s dihaploidním obnovitelem fertility s 00 kvalitou semene jako otcovskou komponentou v izolačních tunelech s využitím čmeláků. Pro tvorbu osiva dvouliniových AI hybridů byly vybrány dihaploidní regeneranty s genem pro AI a vyhovující kvalitou semene, otcovskými komponentami byly výkonné liniové odrůdy ozimé řepky Rescator a Cortes. Hybridní osivo bylo získáno křížením rodičovských komponent v izolačních klecích s využitím včel jako opylovačů (tab. 2). Osivo žlutosemenného materiálu bylo připraveno přemnožením DH linie se světlou barvou osemení (tab. 2). Osivo a sadba,

232 Polní pokusy s hybridy a žlutosemenným liniovým materiálem byly zasety v srpnu 2013 ve třech opakováních s plochou po 10 m 2 ve znáhodněném bloku. Pro hodnocení hybridů HS2 a HS3 na bázi Shaan 2A byly pokusy založeny na šesti lokalitách (Opava, Slapy, Humpolec, Lužany, Krukanice a Chlumec), s kontrolní hybridní odrůdou PR46W26. Na třech lokalitách (Opava, Slapy a Humpolec) byly hodnoceny hybridy AI 20/1, AI 20/14 a AI 23/15 s výše uvedenou hybridní kontrolou, resp. žlutosemenný liniový materiál Ž 4/1 se dvěma kontrolními liniovými odrůdami NK Morse a Slaki CS. Výnos linie byl vztažen k průměru liniových kontrol. Případné významné rozdíly mezi kontrolou a hodnocenými materiály byly stanoveny analýzou rozptylu a mnohonásobným porovnáním průměrů v programu STATISTICA 12 (obr. 1). Kvalita semene olejnatost, obsah glukosinolátů (GSL), zastoupení kyseliny erukové, olejové, linolové a linolenové byla hodnocena pomocí metody spektroskopie v blízké infračervené oblasti (NIRS). Obr. 1: Porovnání výnosu semene tří a dvouliniových hybridů, žlutosemenné DH linie a kontrol na jednotlivých lokalitách * kontrola pro hybridní materiály hybrid PR46W26; ** kontrola pro liniový materiál průměr liniových odrůd NK Morse a Slaki CS; chybové úsečky vyjadřují standardní chybu (SE); průměry se společným písmenem homogenní skupiny (minuskou nebo verzálkou, HSD; α = 0,05) se od sebe významně neliší Výsledky a diskuse Z hodnot průměrných výnosů kontrolní hybridní odrůdy PR46W26 na šesti lokalitách a průměrů dvou kontrol liniových ze třech lokalit je patrný výrazný rozptyl výnosových hladin mezi lokalitami (4,7 7,4 t/ha, resp. 5,6 7,8 t/ha, tab. 3). Výnosy testovaných materiálů tyto rozdíly do značné míry kopírovaly (tab. 3, obr. 1). I když nebyl tento rozptyl statisticky hodnocen, je patrné, že rozdíly mezi lokalitami byly významnější než rozdíly mezi kontrolou a/nebo hodnocenými materiály (obr. 1). V dalších analýzách proto efekt lokality nebyl kvantifikován a výkonnost materiálů byla hodnocena odděleně, v rámci jednotlivých lokalit. Přestože byly průměrné výnosy hybridních materiálů na většině lokalit nižší než výnos kontroly (tab. 3), statisticky významný rozdíl mezi hybridními materiály a kontrolou byl zjištěn pouze na lokalitě Lužany, kde hybrid HS2 dosáhl významně nižšího výnosu (3,8 t/ha) než hybridní kontrola (4,7 t/ha, obr. 1). Hybrid AI 23/15 překonal kontrolu na lokalitě Slapy a Humpolec (105,8 %, resp. 103,8 %), oba 230 Osivo a sadba,

233 hybridní CMS Shaan 2A materiály dosáhly lepšího výnosu než kontrola na lokalitě Krukanice (101,5 %, resp. 101,1 %, tab. 3). K lepším výsledkům v případě autoinkompatibilních materiálů mohlo přispět i křížení s liniovými odrůdami, které v současnosti patří k nejvýkonnějším na trhu (Zehnálek 2014). Naopak výnos žlutosemenné DH linie Ž 4/1 byl statisticky významně nižší než průměr liniových kontrol NK Morse a Slaki CS (22,1 49,0 % na průměr kontrol) na všech lokalitách (tab. 3, obr. 1). Příčinou těchto výsledků mohla být přednostní selekce rodičovských komponent i výsledného DH materiálu pouze na základě barvy osemení a kvality semene. Tab. 1: Výchozí materiály pro tvorbu dihaploidů Materiál Původ Typ Rf 8 20/1 S8 DH Ladoga OP 20 DH DaVinci Obnovitel fertility pro Shaan 2A Autoinkompatibilní materiál 20/14 OP 20 DH Cabernet - 23/15 OP 23 DH Cabernet - Ž 4/1 SLŽ 8 ČŽL 20 Žlutosemenný materiál Tab. 2: Hybridy a DH linie pro hodnocení agronomických charakteristik Materiál Původ Typ HS2 (S2 SL 726 DH) Rf 8 DH Tříliniový hybrid Shaan 2A HS3 (S3 SL 726 DH) Rf 8 DH - AI 20/1 20/1 DH Rescator Dvouliniový hybrid na bázi AI AI 20/14 20/14 DH Rescator - AI 23/15 23/15 DH Cortes - Ž 4/1 DH Ž 4/1 DH žlutosemenná linie Tab. 3: Výnosové charakteristiky tří a dvouliniových hybridů, žlutosemenné DH linie a kontrol Lokalita Materiál Opava Slapy Humpolec Lužany Krukanice Chlumec Výnos [t/ha] K [%] Výnos [t/ha] K [%] Výnos [t/ha] K [%] Výnos [t/ha] K [%] Výnos [t/ha] K [%] Výnos [t/ha] HS2 6,4 90,6 4,6 94,9 6,5 94,8 3,8 81,4 7,5 101,5 4,5 90,3 HS3 6,0 84,6 4,7 96,4 6,5 95,0 4,3 91,4 7,5 101,1 4,9 99,0 AI 20/1 6,6 94,3 4,8 98,1 6,5 95,6 AI 20/14 6,8 96,3 4,8 97,4 6,4 93,2 105, 8 7,1 K [%] 103, 8 AI 23/15 7,0 98,8 5,2 K hybrid* 7,0 4,9 6,8 4,7 7,4 5,0 Ž 4/1 2,7 35,3 1,2 22,1 3,5 49,0 K linie** 7,8 5,6 7,2 * kontrola hybrid PR46W26, ** kontrola průměr liniových odrůd NK Morse a Slaki CS K výnos k hybridní kontrole, resp. k průměru liniových kontrol (v %) Výsledky stanovení kvality semene jsou uvedeny v tab. 4. Zatímco kvalita tříliniových hybridů na bázi CMS Shaan 2A a žlutosemenného materiálu je jak z hlediska olejnatosti, tak obsahu antinutričních látek ve srovnání s aktuálně pěstovanými odrůdami standardní (Zehnálek, 2014), u dvouliniových hybridů na bázi AI je patrný zvýšený obsah glukosinolátů a kyseliny erukové (11,7 17,6 μmol/g semene při 9 % vlhkosti, resp. 0,8-1,1 obsahu v oleji). Toto zastoupení v případě GSL stále odpovídá požadavkům na registraci odrůdy, v případě kys. erukové je mírně nadlimitní (maximální obsah této kyseliny u osiva odrůd ve stupni SE a E je 0,3 %, ve stupni C 0,8 %). Je také nutné zdůraznit, že ke stanovení kvality semene byla použita metoda NIRS, zatímco v registračním řízení se používají Osivo a sadba,

234 přesnější metody: pro analýzu GSL vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) a plynová chromatografie (GC) pro analýzu mastných kyselin. Tab. 4: Vybrané parametry kvality tří a dvouliniových hybridů a žlutosemenné DH linie (NIRS) Materiál Olej v sušině (%) GSL při 9% vlhk. (µmol/g) Kys. olejová (%) Kys. linolová (%) Kys. linolenová (%) Kys. eruková (%) HS2 HS3 49,6 49,4 9,1 9,1 61,9 62,5 21,5 21,3 9,6 9,6 < 0,1 < 0,1 AI 20/1 49,1 17,6 66,6 19,6 8,6 0,9 AI 20/14 51,1 11,7 64,4 21,5 8,5 1,0 AI 23/15 51,3 12,3 64,9 22,5 8,6 0,8 Ž 4/1 DH 49,9 6,7 58,7 25,1 10,8 < 0,1 Závěr Přestože se jedná o jednoleté výsledky, lze konstatovat, že hybridní materiály na bázi zatím v Evropě komerčně nevyužívaných systémů sterility, připravené s využitím dihaploidů, jsou výkonem i kvalitou srovnatelné s aktuálně pěstovanými hybridními odrůdami na základě CMS Ogu-INRA. Pozitivní je i skutečnost, že tyto materiály dosáhly uspokojivých výsledků na lokalitách s rozdílnými výnosovými úrovněmi. Předpokládáme, že pokud se do procesu šlechtění zavede predikce heterózního efektu pomocí stanovené genetické diverzity a zároveň se zefektivní proces přípravy výchozích rodičovských komponent CMS Sahan 2A a AI hybridů, alespoň jeden z uvedených systémů by se mohl v blízké budoucnosti stát plnohodnotnou alternativou pro tvorbu výkonných hybridů ozimé řepky. Žlutosemenná DH linie, přizpůsobená našim půdně klimatickým podmínkám, může být perspektivním výchozím materiálem pro další křížení s novými čínskými žlutosemennými genotypy pro získání linií se sníženým obsahem vlákniny a vyšší olejnatostí. Poděkování Tato problematika byla podpořena projekty MŠMT Kontakt LH 12158, MZe ČR NAZV QI111A075 a ČZU Praha IGA FTA Literatura ČURN V., KUKOLÍKOVÁ B., HAVLÍČKOVÁ L., ŽALUDOVÁ J., (2011). Metodika detekce a molekulární selekce autoinkompatibilních linií řepky (Brassica napus L.). Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 43 pp. HAVEL J., (1996). Production of self-incompatible lines in winter swede rape. Genet. a Šlecht., 32: KLÍMA M., VYVADILOVÁ M., KUČERA V., (2004). Production and utilization of doubled haploids in Brassica oleracea vegetables. Hort. Sci. (Prague), 31: KLÍMA M., VYVADILOVÁ M., KUČERA V., (2008). Chromosome doubling effects of selected antimitotic agents in Brassica napus microspore culture. Czech J. Genet. Plant Breed. 44: KUČERA V., KLÍMA M., VYVADILOVÁ M., HAVLÍČKOVÁ L. (2014). Vývoj autoinkompatibilních dihaploidních linií ozimé řepky pro hybridní šlechtění. Úroda, Vědecká příloha 12/2014: KUČERA V., VYVADILOVÁ M., KLÍMA M. (2013c). Šlechtění žlutosemenné ozimé řepky (Brassica napus L.). Úroda, 2013, Úroda 12, 2013, Vědecká příloha s KUČERA V., VYVADILOVÁ M., KLÍMA M., ČURN V., HAVLÍČKOVÁ L., JOZOVÁ E., MACHÁČKOVÁ I., (2013b). Metodika tvorby rodičovských komponent a hybridů ozimé řepky (Brassica napus L.) na bázi CMS. VÚRV, v.v.i. Praha, KUČERA V., KLÍMA M., VYVADILOVÁ M., (2012). Využití mikrosporových kultur k tvorbě linií obnovitelů fertility pro dva systémy cytoplazmatické samčí sterility u řepky ozimé. Úroda, 60: KUČERA, V., SCHWARZBACH, E., KLÍMA, M. & VYVADILOVÁ, M. (2004). Agronomic performance of doubled haploid lines and pedigree-derived lines of winter oilseed rape. Czech J. Genet. Plant Breed., 40: KUČERA V., VYVADILOVÁ M., KLÍMA M., VRBOVSKÝ V., PLACHKÁ E., MACHÁČKOVÁ I., ŠMIROUS P., POSLUŠNÁ J., BUZEK Z., ČURN V., HAVLÍČKOVÁ L., JOZOVÁ E., (2013a): Výsledky Sdružení Česká řepka 232 Osivo a sadba,

235 v roce vyhodnocovací seminář Systém výroby řepky Systém výroby Slunečnice. Svaz pěstitelů a zpracovatelů olejnin, SPZO s.r.o., Praha 7. pp VYVADILOVÁ M., KLÍMA M., KUČERA V., (2008). Metodika produkce dihaploidních linií pro šlechtění řepky ozimé, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 28 pp. ZEHNÁLEK P., (2014). Seznam doporučených odrůd řepky olejky Olejniny Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, Národní odrůdový úřad. 130 pp., ISBN , ŽALUDOVÁ J., HAVLÍČKOVÁ L., JOZOVÁ E., KUČERA V., VYVADILOVÁ M., KLÍMA M., ČURN V., (2013). Marker assisted selection as a tool for detection of Brassica napus plants carrying self-incompatibility alleles, in hybrid breeding programs. Romanian Agricultural Research 30: Contact adress: Ing. Miroslav Klíma, Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, Praha 6 Ruzyně, klima@vurv.cz Osivo a sadba,

236 VERIFIKÁCIA REGISTROVANÝCH GENOTYPOV OVSA ELEKTROFORETICKÝMI METÓDAMI Verification of Registered Oat Varieties with Electrophoretic Methods Svetlana Šliková 1, Edita Gregová 1, Zdenka Gálová 2, Tímea Kuťka-Hlozáková 2, Peter Hozlár 3 1 National Agriculture and Food Centre, Research Institute of Plant Production, Piešťany, Slovak Republic 2 Slovak University of Agriculture, Faculty of Biotechnology and Food Science, Nitra, Slovak Republic 3 Research and Breeding Station Vígľaš-Pstruša, Slovak Republic Abstract Polymorphism in seed storage protein profiles of oats (Avena sativa L.) were used for registered cultivars identification. Genetic similarity coefficients resulted from comparisons by avenin patterns with 1-D electrophoresis, between all 17 genotypes used, which showed that the genetic similarity ranged from 0 % to 100 %. The avenin block variants were shown to be coded by gene clusters of 2 5 single expressed genes. Four registered oat pairs were not distinguishable by A-PAGE and were differentiated by 2-D electrophoresis. Keywords: Avena sativa L., avenins, 1-D electrophoresis, 2-D electrophoresis Súhrn Zrnové vzorky odrôd ovsa siateho (Avena sativa L.), získané z VŠS Vígľaš Pstruša boli analyzované 1-D (A-PAGE) a 2-D elektroforézami za účelom ich jednoznačnej identifikácie pomocou zásobných bielkovín zrna. Analyzované boli odrody Avenuda, Detvan, Hronec, Izák, Tatran, Važec, Altego, Auron, Flamingsgold, Kanton, Prokop, Václav, Valentin, Vendelin, Viliam, Vojtech a Zvolen. Pomocou elektroforetickej separácie avenínov metódou A- PAGE bolo získaných celkovo 17 bielkovinových fragmentov, ktorých variabilita v počte a pozícii neumožnila jednoznačne rolíšiť medzi sebou všetky odrôdy. Koeficient genetickej podobnosti bielkovinových profilov analyzovaných odrôd sa pohyboval v rozpätí od až po Rovnaké bielkovinové profily boli zistené medzi odrôdami Flamingsgold-Viliam, Auron-Vendelin, Izak-Važec a Detvan-Tatran. Vzorky ovsa po fenolovej extrakcii boli analyzované 2-D elektroforézou, ktorá umožňuje separáciu bielkovín pomocou izoelektrickej fokusácie (IEF) v jednom smere a v prostredí dodecylsíranu sodného (SDS PAGE) v druhom smere. Získané proteínové mapy z odrôd ovsa siateho sa vyznačovali vysokým polymorfizmom, kde v géli bola zistená prítomnosť až niekoľko desiatok bielkovinových spotov. Vyhodnotenie proteinových máp pomocou PDQuest TM 2-D Analysis Software (Bio-Rad) umožnilo jednoznačné rozlíšenie jednotlivých odrôd. Kľúčové slová: Avena sativa L., aveníny, 1-D elektroforéza, 2-D elektroforéza Úvod Ovos (Avena sativa L.) patrí medzi obilniny, ktorých pestovateľská plocha na Slovensku v posledných rokoch bola znížená i napriek tomu, že zrno ovsa je zdrojom cenných látok pre ľudskú výživu. Práve ovos je častou zložkou cereálnych potravín, pretože obsahuje mnoho zdraviu prospešných 234 Osivo a sadba,

237 látok. Plodina má široký potenciál pre svoje využitie nielen v ľudskej výžive, ale tiež i ako cenné jadrové krmivo. Jej viacstranné využitie naznačuje, že bude stále patriť medzi žiadané produkty poľnohospodárskej produkcie. Pri šľachtení nových odrôd ovsa sa zohľadňujú v prvom rade súčasné požiadavky trhu ako je stabilná úroda a odolnosť voči chorobám, ale perspektívne do nových odrôd šľachtitelia už vnášajú znaky (zvýšený obsah potravinovej vlákniny, β-d-glukánu), ktoré pre výrobu potravinárskych produktov sú atraktívnejšie. Medzi ďalšie takéto znaky patrí i zvýšená odolnosť rastlín voči fuzáriam ako producentov fuzáriových mykotoxínov, ktoré spôsobujú kontamináciu zrna a sú nebezpečné pre konzumentov. V posledných rokoch sú šľachtiteľmi vyhľadávané genetické zdroje ovsa, ktoré prejavujú zvýšenú odolnosť voči fuzáriam (Gagkaeva a kol., 2011) i slovenské registrované odrôdy ovsa boli testované na odolnosť voči vybraným fuzáriam (Šliková a kol., 2008; 2010). Vyšľachtenie novej odrôdy je pre šľachtiteľské firmy dlhodobý a finančne náročný proces. Jednoznačná identifikácia každej odrody umožňuje zabezpečiť dôležité ochranné prvky akými sú pravosť a čistota. Pri odrôdách obilnín (pšenica a jačmeň) sa proteínový fingerprinting zásobných bielkovín pomocou 1-D elektroforézy (A-PAGE alebo SDS-PAGE) ukázal ako vhodný nástroj pre rozlíšenie, identifikáciu a analýzu odrôdovej pravosti odrôd. Podobný prístup bol už aplikovaný i pri niektorých odrôdách ovsa, kde pomocou metódy A-PAGE bola vykonaná separácia zásobných bielkovín, resp. avenínov, za účelom charakterizácie genotypov ovsa (Gregová a kol., 1996; Polišenská a kol., 2011). Cieľom práce bola jednoznačná identifikácia registrovaných odrôd ovsa na základe separácie zásobných bielkovín elektroforetickými metódami. Metodika Zrnové vzorky ovsa siateho odrôd Avenuda, Detvan, Hronec, Izák, Tatran, Važec, Altego, Auron, Flamingsgold, Kanton, Prokop, Václav, Valentin, Vendelin, Viliam, Vojtech a Zvolen boli získané z VŠS Vígľaš Pstruša. Zrná boli analyzované 1-D a 2-D elektroforetickými metódami. Na 1-D elektroforézu bola použitá štandardná referenčná metóda ISTA v kyslom prostredí (A-PAGE) podľa Drapera (1987). Separované aveníny boli farbené roztokom Coomassie Brilliant Blue G 250. Odfarbené gély sa skenovali na Bio Rad GS 800 Calibrated Densitometri ( µm). Genetická podobnosť a dendrogram boli urobené pomocou SPSS softvéra 22 (SPSS, Chicago, Illinois, USA). Pri analyzovaní vzoriek pomocou 2- D elektroforézy bola izolácia avenínov vykonaná podľa protokolu od Hurkmana a Tanaka (1986), na extrakciu boli použité rôzne koncentrácie fenolového extrakčného tlmivého roztoku (0,4 mol.dm -3, 0,5 mol.dm -3, 0,6 mol.dm -3 fenolu). Obsah proteínov vo vzorkách bol stanovený spektrofotometricky pri 590 nm. Pripravené vzorky boli inkubované s ReadyStrip IPG Strips 18 cm, 3 10 ph, od firmy Bio Rad a podrobené izoelektrickej fokusácii (Bio-Rad PROTEAN IEF CellUnit). Na prípravu vzoriek pre IEF bol použitý komerčne dostupný ReadyPrep 2 D Starter Kit a ReadyStrip IPG Strips 11 cm, 3 10 ph, od firmy Bio Rad. Na druhý rozmer boli proteíny na stripoch redukované, alkylované a následne pustené metódou SDS-PAGE. Gély boli farbené roztokom Coomassie Brilliant Blue G-250. Odfarbené gély sa skenovali na Bio-Rad GS-800 Calibrated Densitometri a boli vyhodnotené pomocou programu PDQuest TM 2-D Analysis Software (Bio-Rad). Výsledky a diskusia 1-D elektroforéza Elektroforetickou separáciou avenínov 17 genotypov ovsa (metóda A-PAGE) boli získané bielkovinové profily jednotlivých odrôd. Vo všetkých profiloch bolo celkovo identifikovaných 17 bielkovinových fragmentov, ktorých prítomnosť v danom profile bola označená 1 a neprítomnosť 0 pre výpočet genetickej podobnosti. Na kvantifikáciu genetickej podobnosti medzi bielkovinovými profilmi analyzovaných genotypov bol použitý výpočet Jaccardovho koeficientu genetickej podobnosti pre všetky párové kombinácie (tab. 1). Výsledky ukázali, že koeficient genetickej podobnosti bielkovinových profilov analyzovaných odrôd sa pohyboval v rozpätí od až po Rovnaké bielkovinové profily boli zistené medzi odrôdami Flamingsgold-Viliam, Auron-Vendelin, Izak-Važec a Osivo a sadba,

238 Detvan-Tatran, kde koeficient genetickej podobnosti bol (tab. 1). Zhluková analýza UPGMA rozdelila odrody do dvoch hlavných hierarchických klastrov, pričom prvý klaster zahŕňal16 odrôd a do druhého klastru sa dostala iba odroda Altego (obr. 1). Ukázalo sa, že použitie iba jednej metódy na extrakciu a separáciu zásobných bielkovín nie vždy umožňuje jednoznačne verifikovať odrodu pri genotypoch ovsa, čo je rozdielne od genotypov pšenice, kde i 1-D elektroforéza zásobných proteínov zrna poskytuje dostatočný polymorfizmus k verifikácii odrôd (Gregová a kol., 2007) a následnej katalogizácii. V prípadoch, keď jednorozmerné elektroforetické separačné metódy neposkytujú dostatok polymorfizmu je možné aplikovať dvojrozmerné elektroforetické techniky. 2-D elektroforéza Na analyzovanie proteínov sa najčastejšie aplikuje dvojrozmerná gélová elektroforéza, ktorá pozostáva z izoelektrickej fokusácie (IEF) v jednom smere a polyakrylamidovej gélovej elektroforézy v prostredí dodecylsíranu sodného (SDS PAGE) v druhom smere. Prepojením týchto dvoch metód je možné získať veľké množstvo bielkovinových fragmentov na jednom géli a to aj bez predchádzajúcich znalostí o vlastnostiach daných proteínov. Dôležitým krokom uvedenej analýzy je vhodne zvolená metóda extrakcie proteínov zo vzorky, v našom prípade bol použitý protokol navrhnutý Hurkmananom a Tanakom (1986). V analyzovaných vzorkách bola zistená rozdielna výťažnosť bielkovín v závislosti od koncentrácie použitého fenolového extrakčného tlmivého roztoku. Najvyššia výťažnosť proteínu vo vzorkách (2,72 mg.ml -1 ± 1,18 mg.ml -1 ) bola získaná extrakciou 0.4 mol.dm -1 fenolovým tlmivým roztokom a najnižšia výťažnosť proteínu (1,52 mg.ml -1 ± 0,51 mg.ml -1 ) extrakciou 0.6 mol.dm -3 fenolovým tlmivým roztokom. Vizualizácia proteinových fragmentov ovsa na géli bola lepšia zo vzoriek, ktoré boli extrahované 0,4 mol.dm -3 fenolovým extrakčným roztokom. Proteínové mapy zo vzoriek jednotlivých odrôd ovsa siateho (obr. 2) boli analyzované programom PDQuest TM 2-D Analysis Software (Bio-Rad). Analýzou sa zistilo, že na proteinových mapách bolo detegovaných až niekoľko desiatok bielkovinových spotov. Tento vysoký polymorfizmus zásobných bielkovín ovsa a následná analýza proteínovej mapy pomocou programu PDQuest TM 2-D Analysis Software (Bio-Rad) dáva predpoklad, že touto metódou bude možné jednoznačne rozlíšiť i genotypy, ktoré po analýze 1-D elektroforézou neposkytujú dostatočný polymorfizmus. Tab. 1: Kvantifikácia genetickej podobnosti bielkovinových profilov odrôd ovsa siateho Proximity Matrix Jaccard Measure :Avenuda :Detvan :Hronec :Izák :Tatran :Važec :Altego :Auron :Flamingsgold :Kanton :Prokop :Václav :Valentin :Vendelin :Viliam :Vojtech :Zvolen This is a similarity matrix 236 Osivo a sadba,

239 Obr. 1: Clusterová analýza 17 odrôd ovsa siateho vytvorená podľa bielkovinových profilov získaných metódou A- PAGE Obr. 2: Proteinová mapa odrody ovsa siateho (Avenuda) získaná 2-D elektroforézou Osivo a sadba,

240 Záver Využitie molekulárnych markerov na verifikáciu odrôd umožňuje efektívnejšiu kontrolu na odrodovom trhu, tiež zistiť homogenitu genotypov, poskytuje informácie o ich genetickej diverzite. Separácia zásobných bielkovín ovsa jednorozmernou gélovou elektroforézou je sice jednoduchá a lacná metóda umožňujúca zistiť homogenitu ale nie vždy poskytuje jednoznačnú identifikáciu odrôd. V prípadoch, že nie je možné odrôdy od seba rozlíšit, otvára sa možnosť použiť dvojrozmernú gélovu elektroforézu. Získané proteínové mapy z avenínov obsahujú množstvo bielkovinových fragmentov, ktoré jednoznačne charakterizujú danú odrôdu. Poďakovanie Táto práca vznikla vďaka podpore projektu č. APVV Agentúrou na podporu výskumu a vývoja (APVV) Slovenskej republiky. Literatúra DRAPER S. R., (1987). ISTA variety committee. Report of the working group for biochemical test for cultivar identification Seed Sci. Technol., 15, 1987, pp GAGKAEVA T. a kol., (2011). Evaluation of oat germplasm for resistance to fusarium head blight. Plant breeding and Seed science 64, 2011, pp GREGOVÁ E a kol., (1996). Electrophoretic Distinguishing ofcultivated Oats (Avena sativa L.) by Seed Storage Proteins. Rostlinná výroba, 42, (4), 1996, pp GREGOVÁ E a kol. (2007). Allelic variation of HMW glutenin subunits and 1BL.1RS translocation in Slovak common wheats. Ceral Research Communications, 35, 4, 2007, pp HURKMAN W. J., TANAKA C. K., (2001). Solubilization of Plant Membrane Proteins for Analysis by Two-Dimensional Gel Electrophoresis, Plant Physiol. 81, 2001, pp POLIŠENSKÁ I. a kol., (2011). Characterisation of Oat Genetic ResourcesUsing Electrophoresis of Avenins,Czech J. Genet. Plant Breed., 47, 4, 2011, pp ŠLIKOVÁ S. a kol., (2008). Accumulation of deoxynivalenol mycotoxin in kernels of oats after artificial infection with Fusarium culmorum Sacc. Cereal research communications 36, Suppl.B, 2008, pp ŠLIKOVÁ S. a kol., (2010). Response of oat cultivars to Fusarium infection with a view to their suitability for food use. Biologia 65/4, 2010, pp Contact address: Svetlana Šliková, PhD., National Agriculture and Food Centre, Research Institute of Plant Production, Bratislavská cesta 122, Piešťany, Slovak Republic slikova@vurv.sk 238 Osivo a sadba,

241 VYUŽITÍ POKROČILÝCH SEPARAČNÍCH TECHNIK K IDENTIFIKACI ODRŮD TRITIKALE NA ZÁKLADĚ POLYMORFISMU ZÁSOBNÍCH PROTEINŮ Use of Advanced Separation Techniques for Triticale Variety Identification Based on the Storage Protein Polymorphism Jana Bradová, Lenka Štočková VÚRV.v.vi. Praha Abstract The study revises the efficiency of the use of four analytical methods for triticale storage protein separation for the identification of variety trueness and purity. Two methods of electrophoresis in acrylamide gel SDS-PAGE and A-PAGE were tested together with chip-electrophoresis and RP-HPLC separation. The tested set of varieties included three varieties of winter triticale and two reference varieties of winter wheat, all planted in The Czech republic. The evaluation was based on the intervarietal variability of results, on the amount of time spent on analyses, and on the possibility of digital evaluation of results. Keywords: triticale, proteins, electrophoresis, RP-HPLC, variety identification Souhrn Tato studie shrnuje použití čtyř různých separačních metod pro charakterizaci zásobních proteinů tritikale za účelem identifikace odrůd. Jednalo se o metody elektroforézy v polyakrylamidovém gelu v kyselém prostředí A-PAGE, resp. v prostředí dodecylsulfátu sodného SDS-PAGE, a metodu čipové elektroforézy a chromatografické metody RP-HPLC. Do hodnocení byly zahrnuty tři ozimé odrůdy tritikale a dvě odrůdy pšenice ozimé pěstované na území České republiky. Při hodnocení metod bylo přihlíženo především k variabilitě výsledků u jednotlivých odrůd, k časové náročnosti metod a k možnosti digitálního vyhodnocení výsledků. Identifikace odrůd tritikale na základě analýzy bílkovin v zrnu pomocí metod RP-HPLC a automatické čipové elektroforézy je účinnou alternativou k A-PAGE a SDS-PAGE, a měla by usnadnit orientaci v registrovaných odrůdách, šlechtění nových odrůd a práci se sbírkami genetických zdrojů tritikale v genových bankách. Klíčová slova: tritikale, bílkoviny, elektroforéza, RP-HPLC, identifikace odrůd Úvod Tritikale (rodové označení X Triticosecale Wittmack) je druh obiloviny vytvořený uměle člověkem křížením pšenice a žita. Současné odrůdy jsou sekundární hexaploidní formy (2n = 6x = 42; AABBRR) a obsahují dva kompletní genomy pšenice (AB) a jeden žita (R) (Martínek et al., 2008). Obecně je tritikale zařazováno mezi hodnotné krmné obiloviny a lze ho pokládat za významnou plodinu využitelnou pro zvyšování produkce především v marginálních oblastech, kde poskytuje lepší výnosy i rentabilitu pěstování oproti pšenici (Petr, 2005). Odrůda představuje soubor geneticky fixovaných vlastností plodiny, které předurčují finální produkci plodiny k jasně definovanému účelu. V současné době je registrováno 22 odrůd triticale, které se vyznačují variabilitou celé řady kvalitativních parametrů (Horáková et al., 2014). Používání registrovaných odrůd tritikale je bezesporu spojeno s jejich vzájemným rozlišením, z čehož plyne Osivo a sadba,

242 nutnost navrhnout takové metody, které umožní rychlou a spolehlivou identifikaci jednotlivých odrůd. K identifikaci odrůd je možno využít biochemické markéry, a to zejména zásobní bílkoviny jako jsou prolaminy a gluteliny, které představují účinný nástroj studia genetické diverzity a úrovně polymorfismu genotypů tritikale (Amiour et al., 2002; Vyhnánek, Bednář, 2005). K charakterizaci odrůd tritikale na základě polymorfismu zásobních bílkovin se využívají především elektroforetické metody, a to elektroforéza A-PAGE (Vyhnánek, Bednář, 2005) a SDS-PAGE (Amiour et al., 2002). Jako perspektivní screeningové metody charakterizace a identifikace odrůd tritikale se jeví chromatografická analýza (RP-HPLC) a čipová elektroforéza, která představuje mikromodifikaci kapilární elektroforézy pro detekci a kvantifikaci obsahových látek (bílkovin, DNA). Cílem práce bylo studium možnosti využití čipové elektroforézy a metody RP-HPLC k identifikaci odrůd tritikale v porovnání s tradičními elektroforetickými metodami. Metodika Do hodnocení byly zahrnuty tři ozimé odrůdy tritikale Disko, Kolor a Presto pěstované v ČR. Jako referenční materiál byly použity odrůdy pšenice Briliant a Bohemia. Pro odrůdu Briliant je charakteristická přítomnost žitné translokace T1BL.1RS. Semenné vzorky tritikale byly získány z Pokusné stanice ÚKZÚZ Hradec nad Svitavou a standardní vzorky odrůd pšenice z ÚKZÚZ Brno. Byly testovány čtyři metodické postupy pro identifikaci odrůd tritikale. a) Extrakce gliadinů 25 % 2-chlorethanolem a následná elektroforetická analýza v polyakrylamidovém gelu v kyselém prostředí (A-PAGE), (ISTA, 1999). b) Elektroforetická analýza bílkovin zrna v polyakrylamidovém gelu v prostředí dodecylsulfátu sodného (SDS-PAGE), kdy bílkoviny byly extrahovány v prostředí 0,25 M Tris-HCl a 2-mercaptoethanolu jako redukčního činidla (Bradová et al., 2011). c) Automatická čipová elektroforéza Experion (Experion System, Bio-Rad Laboratories, USA) bílkovin zrna extrahovaných 1 % SDS s 1 % dithiothreitolu (Bradová et al., 2011). d) Extrakce/frakcionace bílkovin podle Osborna (albumino-globulinová frakce, rozpustná ve vodném roztoku NaCl, prolaminová frakce (gliadiny) rozpustná v 70% propanolu a glutelinová frakce (gluteniny) rozpustná po redukci dithiotreitolem a stabilizační alkylaci 4-vinyl pyridinem v 70% propanolu). Analýza frakcí byla provedena za použití RP-HPLC/UV na monolitické koloně C-8, modifikovaná metoda podle Naeema a Sapirsteina (2007). Software Bio 1D ++ (Vilber Lourmat, Francie) byl použit pro statistickou interpretaci elektroforeogamů ve formě koeficientů a dendrogramů podobnosti elektroforetických spekter bílkovin získaných A-PAGE, SDS-PAGE a čipovou elektroforézou. Výsledky, diskuse Elektroforéza zásobních bílkovin je úspěšně používána pro hodnocení polymorfismu v pšenici a ječmeni (Černý a Šašek, 1998), ovsu (Polišenská et al., 2011) i triticale (Vyhnánek a Bednář, 2005). Naše práce byla zaměřena na studium bílkovinného polymorfismu odrůd tritikale s použitím metod SDS-PAGE, A-PAGE v porovnání s RP-HPLC a čipovou elektroforézou, která představuje moderní analytickou techniku umožňující separaci denaturovaných bílkovin s výsledky podobnými klasické SDS-PAGE (Balázs et al., 2012, Bárta et al., 2010). Součástí automatické čipové elektroforézy je počítačové zpracování získaných dat do formy simulovaného elektroforetického gelového spektra - tzv. virtuálního gelu (graf 1). 240 Osivo a sadba,

243 Graf 1: Virtuální gel z čipové elektroforézy (M hmotnostní marker, 1 - Bohemia, 2 Briliant, 3 Disko, 4 Kolor, 5 - Presto ) Výsledky čipové elektroforézy a metod SDS-PAGE a A-PAGE byly zpracovány formou koeficientů a dendrogramů podobnosti získaných z elektroforetických spekter příslušných bílkovin pro testované odrůdy tritikale (Disko, Kolor a Presto) a referenční odrůdy pšenice (Bohemia a Briliant). Z grafů 2a-c je patrná odlišnost elektroforetických spekter hodnocených bílkovin odrůd tritikale od odrůd pšenice v případě všech použitých analytických metod. Pokud se týká pouze odrůd tritikale, hodnoty koeficientů podobnosti elektroforetických spekter gliadinů získaných metodou A-PAGE se pohybují v rozmezí 0,48-0,86 (tab. 1a) a korespondují s již publikovanými výsledky (Vyhnánek a Bednář, 2005). Metoda SDS-PAGE umožnila rozlišení testovaných odrůd na nižší úrovni koeficientů podobnosti (0,67 0,86), (tab. 1b), než metoda A-PAGE, což je zřejmé rovněž z dendrogramů podobnosti znázorněných na grafech 2a,b. Pomocí čipové elektroforézy byly zjištěny koeficienty podobnosti pro dvojice odrůd Disko : Kolor - 0,76, Disko : Presto 0,86 a Presto : Kolor 0,80 (tab. 1c). Z těchto výsledků a z dendrogramů podobnosti (grafy 2b,c) vyplývá srovnatelná úroveň rozlišení hodnocených odrůd tritikale jako v případě analytické metody SDS-PAGE. Osivo a sadba,

244 Graf 2: Dendrogramy podobnosti elektroforetických spekter bílkovin hodnocených odrůd (Bio 1D++ software - Jaccard s coefficient, UPGA ) a) metoda A-PAGE (7-Bohemia; 8-Briliant; 1,2- Disko; 3,4-Kolor; 5,6- Presto) b) metoda SDS-PAGE (7-Bohemia; 8-Briliant; 1,2- Disko; 3,4-Kolor; 5,6- Presto) c) metoda čipové elektroforézy (1-Bohemia; 2-Briliant; 3,4- Disko; 5,6-Kolor; 7,8- Presto) Tab. 1: Matice koeficientů podobnosti elektroforetických spekter bílkovin hodnocených odrůd a) metoda A-PAGE A-PAGE Disko Kolor Presto Bohemia Briliant Disko 1,00 Kolor 0,86 1,00 Presto 0,48 0,50 1,00 Bohemia 0,61 0,64 0,61 1,00 Briliant 0,64 0,75 0,50 0,83 1,00 b) metoda SDS-PAGE SDS-PAGE Disko Kolor Presto Bohemia Briliant Disko 1,00 Kolor 0,67 1,00 Presto 0,76 0,86 1,00 Bohemia 0,82 0,73 0,78 1,00 Briliant 0,72 0,78 0,78 0,74 1,00 c)metoda čipové elektroforézy ČIP Bohemia Briliant Disko Kolor Presto Bohemia 1,00 Briliant 0,75 1,00 Disko 0,67 0,59 1,00 Kolor 0,58 0,88 0,76 1,00 Presto 0,55 0,62 0,86 0,80 1, Osivo a sadba,

245 Pomocí testovaných analytických přístupů k charakterizaci a identifikaci odrůd tritikale byly spolehlivě vzájemně rozlišeny vybrané odrůdy na základě koeficientů a dendrogramů podobnosti. Pro identifikaci odrůdy a ověření čistoty tritikale se zdá jako vhodnější analýza gliadinů metodou A-PAGE. Nicméně automatická čipová elektroforéza poskytuje celou řadu výhod, a to zejména rychlost, jednoduchost a vysokou opakovatelnost provedení analýz, objektivnost při detekci a vyhodnocení, ale i větší pracovní bezpečnost, protože odpadá práce s toxickými monomery akrylamidu při přípravě gelů. Pro identifikaci odrůdy a ověření čistoty tritikale pomocí RP-HPLC je podle dosažených výsledků nejvhodnější analýza frakce gliadinů (viz graf 3 vlevo), která při použité separační metodě produkuje intenzivní, dobře oddělené píky a poskytuje větší variabilitu než analýza gluteninové frakce, jejíž analýza poskytuje pouze omezené možnosti identifikace díky podobnosti spekter jednotlivých odrůd (v této studii se jedná o dvojici odrůd Disco a Presto s identickým chromatogramem zobrazeným v grafu 3 vpravo). Obecnou výhodou této metody je, že výsledky jsou digitálně zpracovatelné, avšak na rozdíl od zavedené interpretace elektroforeogramů z PAGE metod, pro HPLC chromatogramy neexistuje specializovaný software pro další grafické a statistické zpracování získaných dat (umožňující např. automatický výpočet koeficientů podobnosti, apod.). V porovnání s čipovou elektroforézou jsou výhodou nižší náklady, přičemž časová náročnost je srovnatelná nebo, při vyšším počtu vzorků (více než 20), menší. Graf 3: Porovnání variability prolaminové frakce (vlevo) a glutelinové frakce (vpravo) u souboru tří odrůd triticale a dvou referenčních odrůd pšenice ozimé Osivo a sadba,

246 Závěr Identifikace odrůd tritikale na základě analýzy bílkovin v zrnu pomocí metod RP-HPLC a automatické čipové elektroforézy je účinnou alternativou k A-PAGE a SDS-PAGE, a měla by usnadnit orientaci v registrovaných odrůdách, šlechtění nových odrůd a v neposlední řadě i práci se sbírkami genetických zdrojů tritikale v genových bankách. Poděkování Tato práce byla podpořena řešením projektu MZe ČR č. MZe RO Literatura AMIOUR N. N., DARDEVET M, KHELIFI D., BOUGUENNEC A., BRANLARD G., (2002). Allelic variation of HMW and LMW glutenin subunits, HMW secalin subunits and 75K gamma-secalins of hexaploid triticale. Euphytica 123: BALÁZS G., BARACSKA I. I., NÁDOSI M., HARASZTOS A., BÉKÉS F., TÖMÖSKÖZI S., (2012). Lab-on-a-Chip technology in cereal science: analytical properties and possible application areas. Acta Alimentaria, 41 (1): BRADOVÁ J., DVOŘÁČEK V., ŠTOČKOVÁ L., (2011). Využití gelové a čipové elektroforézy pro identifikaci podjednotek gluteninů s vysokou a nízkou molekulovou hmotností u pšenice. VÚRV, v.v.i., Praha BÁRTA J., BÁRTOVÁ V., ČURN V., (2010). Analýza proteinů pomocí automatické čipové elektroforézy Experion a porovnání s metodou SDS-PAGE. Chem. Listy, 104, ČERNÝ J., ŠAŠEK. A., (1998). Stanovení odrůdové pravosti pšenice a ječmene elektroforézou bílkovinných genetických markerů. Metodiky pro zemědělskou praxi. ÚZPI Praha. HORÁKOVÁ V., DVOŘÁČKOVÁ O., MEZLÍK T., (2014. Seznam doporučených odrůd ÚKZÚZ Brno. ISTA (1999). International rules for seed testing. VIII. Verification of species and cultivar: 41 43, MARTÍNEK P., VINTEROVÁ M., BUREŠOVÁ I., VYHNÁNEK T., (2008). Agronomic and quality characteristics of triticale (X Triticosecale Wittmack) with HMW glutenin subunits Journal of Cereal Science, 47, NAEEM H.A., SAPIRSTEIN H.D., (2007). Ultra-fast separation of wheat glutenin subunits by reversed-phase HPLC using a superficially porous silica-based column. Journal of Cereal Science 46 pp PETR J., (2005). Obiloviny do méně příznivých podmínek. Úroda 53 (7): 1-3. POLIŠENSKÁ I., NEDOMOVÁ L., VYHNÁNEK T., (2011). Characterisation of Oat Genetic Resources Using Electrophoresis of Avenins. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding 47(4): RHAZI L., BODARD A. L., FATHOLLAHI B., AUSSENAC T, (2009). High throughput microchip-based separation and quantitation of high-molecular-weight glutenin subunitsjournal of Cereal Science, 49, VYHNÁNEK T., BEDNÁŘ J., (2005).: Polymorphism of prolamin proteins of the grain of triticale varieties certified in the Czech Republic. Plant Soil Environ. 51(4): Contact address: Ing. Jana Bradová, VÚRV,v.v.i., Praha 6 Ruzyně, Drnovská 507, Praha 6, bradova@vurv.cz 244 Osivo a sadba,

247 KVALITA OSIVA OVSA Z EKOLOGICKÉHO SYSTÉMU HOSPODAŘENÍ Organic Oat Seed Quality Petr Konvalina 1, Martina Stoličková 1, Ivana Capouchová 2, Hana Honsová 2, Evženie Prokinová 2, Dagmar Janovská 3 1 Zemědělská fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích 2 Česká zemědělská univerzita v Praze 3 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Abstract It is difficult to produce high-quality certified organic seeds. Certified organic seeds are rare and organic farmers usually have to use conventional untreated seeds or farm saved seeds in order to establish their crop stands. For this reason, we studied and evaluated health and biological characteristics of two varieties of common oat and two varieties of naked oat within the three-year trial. The experimental crop stands were established in three different localities within the Czech Republic. Results of the trial have shown the sufficient quality of all the tested seeds. However, seed must come from the farms applying high-quality agrotechnologies. There were minimum differences in the level of seed contamination with colonies of the most frequent pathogens (e.g. Fusarium spp., Alternaria spp.). Keywords: health and biological quality, seed, organic farming, oat Souhrn V ekologickém zemědělství je obtížné vyprodukovat kvalitní certifikovaná osiva, jejichž použití by mělo být pro ekologického zemědělce prioritou. Ekologických certifikovaných osiv je však v České republice (ČR) nedostatek. Farmáři proto často zakládají porosty konvenčním nemořeným osivema nebo farmářským osivem. Z těchto důvodů jsme hodnotili ve tříletých pokusech zdravotní stav a biologické vlastnosti čtyř odrůd ovsa setého (pluchatého) a ovsa nahého. Hodnocení probíhalo na třech lokalitách v ČR. Z výsledků je zřejmá uspokojivá jakost všech hodnocených osiv, ale za předpokladu, že jsou produkovaný na farmách s vysokou úrovní agrotechniky. Mezi jednotlivými kategoriemi byly jen minimální rozdíly v kontaminaci zrna koloniemi nejvýznamnějších rodů patogenů (např. Fusarium spp., Alternaria spp.). Klíčová slova:zdravotní stav, biologické vlastnosti, osivo, ekologické zemědělství, oves Úvod Obiloviny patří z hlediska výživy lidstva mezi nejvýznamnější plodiny (Moudrý et al., 2013). Celosvětově jsou pěstovány téměř na 2 milionech hektarů zemědělské půdy v ekologickém zemědělství. Některé země však neposkytují přesné údaje takže budou pěstitelské plochy pravděpodobně vyšší (Willer a Kilcher, 2009). Ve srovnání s údaji FAO pro světové sklizňové plochy obilnin (384 milionů hektarů) zaujímají tedy ekologicky pěstované obilniny přibližně 0,5 % (FAOSTAT, 2011). Z hlediska pěstovaných plodin je oves jednou z vhodných plodin pro pěstování v ekologickém zemědělství (Lockeretz et al., 1981). Jedná se o plodinu s minimálními nároky na vstupy a obecně vhodnou pro půdně-klimatické podmínky střední Evropy (Leistrumaite et al., 2009). Z hlediska využití se jedná o poměrně univerzální plodinu (Batalova et al., 2010). Oves setý pluchatý je využíván především jako Osivo a sadba,

248 krmná plodina (Stevens et al., 2004). Oves nahý nachází své uplatnění především pří výrobě různých potravinářských výrobků. Jedná se také o druhou nejpěstovanější plodinu po pšenici seté v ekologickém zemědělství v České republice (ČR). Je pěstován na více než 5000 hektarech s průměrnými výnosy 2,5 t/ha (Hrabalová, 2011). Dle závazných pravidel pro ekologické zemědělství mohou být porosty zakládány pouze osivem vyprodukovaným v podmínkách ekologického zemědělství. Množení osiv je však velmi náročný proces, kdy producent musí splnit legislativní nároky ekologického zemědělství a z hlediska zdravotního stavu a biologických vlastností osiva stejná kritéria jako v konvenčním zemědělství, ale bez jeho podpůrných prostředků. Z výše uvedených důvodů je v ČR ekologicky množeného a certifikovaného osiva každoroční nedostatek (Capouchová et al., 2012). Obecně je problémem ekologického zemědělství v ČR nízká produktivita pěstování plodin na orné půdě (Moudrý et al., 2013b). Ekologicky certifikované osivo je nedostatkové, proto je ve velké míře používáno vlastní (farmářské) osivo, které se na snížené produktivitě porostů může podílet. Z výše uvedených důvodů je cílem příspěvku zhodnotit rozdíly ve zdravotním stavu a biologických vlastnostech mezi osivy ovsa různého původu (ekologické certifikované, konvenční nemořené a farmářské). Metodika Zvolené odrůdy Byla hodnocena kvalita osiva ovsa setého pluchatého a ovsa setého nahého (přehled odrůd a kategorií osiva je uveden v tabulce 1). Certifikované ekologické a ekologické farmářské osivo bylo získáno od firmy PRO-BIO, obchodní společnost, spol. s.r.o. Konvenční osivo bylo získáno nejčastěji přímo od šlechtitelských firem. Tab. 1: Přehled hodnocených odrůd jarních obilnin Plodina Odrůda Původ osiva Oves setý nahý Saul, Saul ekologické certifikované (EC), ekologické farmářské (F), Oves setý pluchatý Vok, Neklan certifikované konvenční nemořené (K) Založení pokusů Osivo bylo použito pro založení přesných polních pokusů, které probíhaly v letech na třech lokalitách (jejich charakteristika je uvedena v tabulce 2). Přesné polní pokusy byly vedeny metodou znáhodněných bloků, byl použit výsevek 350 klíčivých obilek na m 2 a běžná meziřádková vzdálenost 125 mm. Pokusy byly vedeny v souladu s evropskou legislativou - nařízení Rady (ES) č. 834/2007 a nařízení Komise (ES) č. 889/2008. Tab. 2: Charakteristika pokusných lokalit Výrobní Nadmořská Průměrná Průměrný úhrn Půdní typ Půdní druh oblast výška (m n.m.) teplota ( C) srážek (mm) ČZU Praha Uhříněves řepařská hnědozem jílovitohlinitá 295 8,3 575 VÚRV, v.v.i. Praha - Ruzyně degradovaná řepařská jílovitohlinitá 340 7,8 472 černozem JU v Českých Budějovicích bramborářská kambizem pseudoglejová hlinitopísčitá 388 8, Osivo a sadba,

249 Laboratorní analýzy zdravotního stavu osiva Před výsevem získaného osiva do pokusů bylo provedeno hodnocení jeho zdravotního stavu metodou izolace mikromycet na umělé živné půdě. Byla použita univerzální živná půda - PDA (Potato Dextrose Agar). U každého vzorku osiva bylo použito 5 opakování, každé opakování mělo 10 zrn. Inkubace probíhala po 7-10 dní ve tmě, při teplotě 20 C. Vyhodnocení počtu izolovaných kolonií bylo provedeno vizuálně, determinace mikromycet do rodu byla provedena mikroskopicky. Stejným způsobem bylo po sklizni přesných polních pokusů na třech pokusných stanovištích provedeno hodnocení zdravotního stavu vypěstovaného osiva. Laboratorní analýzy biologických vlastností osiva Byla stanovena laboratorní klíčivost a energie klíčení. Při této zkoušce byly akceptovány požadavky ČSN Zkoušení osiva". 100 obilek ve 4 opakováních od každého vzorku bylo umístěno do plastových misek s perforovaným víčkem na navlhčený skládaný filtrační papír. Misky byly vloženy do klimatizačního boxu při teplotě 20 C. Při zkoušce byla po 4 dnech vyhodnocena energie klíčení odpočtem normálně vyvinutých vyklíčených obilek; laboratorní klíčivost byla vyhodnocena po 8 dnech stejným způsobem. Dále byla stanovena laboratorní vzcházivost a energie vzcházení. Pro tuto zkoušku bylo 100 obilek ve 4 opakováních od každého vzorku vloženo do hrubého písku do hloubky 3 cm. Na dno misky byla umístěna 1 cm vysoká vrstva písku zavlaženého vodou na 60 % vlhkost, na něj se umístily obilky, jemně zatlačily a zasypaly suchým pískem. Misky byly umístěny do klimatizačního boxu a ponechány při teplotě 15 C. Po 7 dnech byla vyhodnocena energie vzcházení a po 14 dnech laboratorní vzcházivost odpočtem vzešlých obilek. Statistické vyhodnocení dat Výsledky hodnocení zdravotního stavu, biologických vlastností osiva a výnosové výsledky byly statisticky vyhodnoceny metodou polyfaktorové analýzy variance; průkaznost rozdílů mezi průměry byla ověřena Tukey HSD testem. Výsledky a diskuse Výsledky hodnocení zdravotního stavu osiva před jeho výsevem do polních pokusů jsou uvedeny v tabulce 3. Byla provedena determinace počtu kolonií nejvýznamnějších rodů patogenů, které se vyskytovaly na obilkách. Obecně byl jejich výskyt poměrně nízký a u žádné varianty nedosáhl v průměru ani 1 kolonie na 10 obilek. Rozdíly mezi odrůdami byly velmi malé a ve většině případů statisticky neprůkazné; stejně tak původ osiva četnost kolonií těchto mikromycet průkazně neovlivnil. O něco výraznější rozdíly byly zjištěny mezi jednotlivými ročníky. Výsledky hodnocení biologických vlastností osiva před výsevem do pokusů jsou uvedeny v tabulce 4. Odrůda ovsa nahého Izak dosáhla ve všech hodnocených znacích nejvyšších hodnot ze všech sledovaných odrůd. Z hodnocení vlivu původu osiva na sledované parametry je zjevné, že osivo konvenčního původu dosáhlo mírně vyšších hodnot než osivo ekologické certifikované a ekologické farmářské. Výrazněji se, zejména na energii klíčení a laboratorní klíčivosti projevil vliv ročníku. V tabulce 5 jsou uvedeny výsledky hodnocení zdravotního stavu osiva, vypěstovaného v přesných polních pokusech. Stejně jako při hodnocení zdravotního stavu osiva před výsevem do pokusů, jsme se i v tomto případě zaměřili na hodnocení počtu kolonií nejvýznamnějších a nejčastěji se vyskytujících rodů mikromycet - Fusarium spp., Cladosporium spp., Alternaria spp. a Penicillium spp. Kromě nich byl na obilkách zaznamenáván i sporadický výskyt řady dalších rodů, např. Epicoccum, Ulocladium,Bipolaris,Aspergillus a Nigrospora. Zástupci právě těchto druhů mohou mít negativní vliv na klíčivost osiva (Mathre, 1991; Bhat a Fazal, 2011). Osivo a sadba,

250 Tab. 3: Hodnocení zdravotního stavu získaného osiva ovsa setého před jeho výsevem do přesných polních pokusů (izolace kolonií na umělé živné půdě) Faktor / Parametr Oves Odrůda Původ osiva Fusarium spp. (počet kolonií na 10 obilek) Alternaria spp. (počet kolonií na 10 obilek) Penicillium spp. (počet kolonií na 10 obilek) Cladosporium spp. (počet kolonií na 10 obilek) Pluchatý 0,69 ± 0,48 a 2,50 ± 0,93 a 2,79 ± 0,62 a 2,12±0,90 b Nahý 0,69 ± 0,49 a 2,49 ± 0,77 a 3,75 ± 0,37 b 1,19±0,96 a Izak 0,67 ± 0,51 a 2,67 ± 0,91 a 3,79 ± 0,39 b 1,52±1,18 ab Saul 0,71 ± 0,50 a 2,32 ± 0,66 a 3,71 ± 0,37 a 0,87±0,87 a Vok 0,45 ± 0,38 a 2,81 ± 0,72 a 2,67 ± 0,39 b 2,41±0,91 b Neklan 0,94 ± 0,46 a 2,19 ± 1,06 a 2,92 ± 0,79 ab 1,83±0,83 ab EC 0,42 ± 0,39 a 2,60 ± 0,92 a 3,19 ± 0,60 a 1,68±1,05 a K 0,83 ± 0,51 a 2,59 ± 0,69 a 3,41 ± 0,50 a 1,78±1,01 a F 0,82 ± 0,48 a 2,31 ± 0,95 a 3,24 ± 0,44 a 1,52±0,76 a ,35 ± 0,49 a 1,84 ± 0,76 a 3,15 ± 0,58 a 1,19±0,75 a Rok ,92 ± 0,48 a 2,91 ± 0,85 b 3,45 ± 0,55 a 2,12±0,86 b ,81 ± 0,42 a 2,75 ± 0,92 ab 3,21 ± 0,46 a 1,67±1,20 ab Celkem 0,69±0,48 2,50 ± 0,85 3,27 ± 0,50 1,66 ± 0,93 Rozdílná písmena značí statisticky průkazné rozdíly mezi hodnocenými soubory na hladině významnosti P 0,05. Tabulka 4: Hodnocení biologických vlastností získaného osiva ovsa setého před jeho výsevem do přesných polních pokusů Faktor/Parametr Oves Odrůda Původ osiva Energie klíčení (%) Laboratorní klíčivost (%) Energie vzcházení (%) Laboratorní vzcházivost (%) Pluchatý 80,35 ± 12,44 a 87,29 ± 10,45 a 70,93 ± 11,54 a 81,42±9,87 a Nahý 88,41 ± 12,21 b 90,21 ± 10,19 a 79,28 ± 9,68 b 84,45±8,99 a Izak 93,71 ± 9,40 a 96,12 ± 8,91 b 84,92 ± 8,70 b 88,43±8,74 b Saul 83,10 ± 14,97 b 84,31 ± 11,82 a 73,64 ± 10,66 a 80,47±11,24 a Vok 75,49 ± 15,96 c 83,49 ± 12,91 a 67,38 ± 12,39 a 77,41±11,62 a Neklan 85,21 ± 8,98 b 91,10 ± 7,61 b 74,48 ± 10,07 a 85,42±6,00 ab EC 82,98 ± 14,16 a 88,37 ± 11,24 ab 74,38 ± 10,79 ab 81,60±9,78 a K 88,30 ± 12,17 b 93,28 ± 8,39 b 79,03 ± 9,94 b 86,48±6,64 a F 81,85 ± 10,89 a 84,63 ± 11,48 a 71,93 ± 10,86 a 80,73±11,71 a ,80 ± 9,11 a 91,74 ± 7,10 b 74,13 ± 7,83 a 82,29±6,15 ab Rok ,80 ± 14,94 b 83,15 ± 13,06 a 73,57 ± 13,55 a 78,12±12,43 a ,58 ± 12,66 ab 92,31 ± 11,12 b 77,63 ± 10,16 a 88,39±10,41 b Celkem 84,38±12,33 88,75 ± 10,32 75,11 ± 10,61 82,94 ± 9,43 Rozdílná písmena značí statisticky průkazné rozdíly mezi hodnocenými soubory na hladině významnosti P 0,05. Stejně jako v případě hodnocení osiva použitého pro výsev do pokusů, byl i v tomto případě výskyt mikromycet Fusarium spp. poměrně nízký - v průměru 1,03 kolonie na 10 obilek. Mírně vyšší výskyt byl zaznamenán u ovsa pluchatého. Vliv původu osiva na počet kolonií Fusarium spp. byl minimální a statisticky neprůkazný. O něco vyšší byl vliv ročníku a pokusné lokality - nejvyšší výskyt byl v průměru zaznamenán v roce 2010 a na lokalitě ČZU v Praze. I v případě Alternaria spp. byl pozorován trend vyššího zastoupení u ovsa pluchatého, kde byl zjištěný počet kolonií takřka dvojnásobný ve srovnání 248 Osivo a sadba,

251 s ovsem nahým - odrůdy ovsa nahého a odrůdy ovsa pluchatého se od sebe statisticky průkazně lišily. Vliv původu osiva a pokusné lokality byl statisticky neprůkazný. Průměrný počet kolonií Penicillium spp. činil necelé 4 kolonie na 10 obilek. Zde byly patrné poměrně výrazné rozdíly mezi ovsem pluchatým a nahým - u ovsa nahého byl zaznamenán více než dvojnásobný počet kolonií ve srovnání s ovsem pluchatým. Nejvyšší četnost výskytu byla zaznamenána u mikromycet Cladosporium spp. V průměru byl zaznamenán vyšší výskyt u ovsa pluchatého, z jednotlivých odrůd byl nejvíce kontaminován oves pluchatý Vok. Velmi výrazně se projevil vliv ročníku a určitý vliv byl zaznamenán i v případě pokusné lokality. Tabulka 5: Hodnocení zdravotního stavu vypěstovaného osiva ovsa setého (izolace kolonií na umělé živné půdě) Faktor / Parametr Oves Odrůda Původ osiva Rok Fusarium spp. (počet kolonií na 10 obilek) Alternaria spp. (počet kolonií na 10 obilek) Penicillium spp. (počet kolonií na 10 obilek) Cladosporium spp. (počet kolonií na 10 obilek) Pluchatý 1,28 ± 0,81 b 4,08 ± 2,13 b 2,55 ± 1,51 a 6,13±5,00 b Nahý 0,77 ± 0,60 a 2,27 ± 1,50 a 5,43 ± 2,67 b 4,84±3,48 a Izak 0,83 ± 0,40 a 2,31 ± 1,31 a 5,51 ± 2,68 b 5,19±3,27 a Saul 0,71 ± 0,65 a 2,24 ± 1,69 a 5,33 ± 2,61 b 4,48±3,70 a Vok 1,41 ± 0,82 b 4,29 ± 2,10 b 2,56 ± 1,66 a 7,03±5,14 b Neklan 1,15 ± 0,80 ab 3,88 ± 2,19 b 2,54 ± 1,39 a 5,23±4,78 a EC 1,07 ± 0,75 a 2,98 ± 1,72 a 3,86 ± 2,02 a 5,14±4,40 a K 1,14 ± 0,92 a 3,15 ± 1,73 a 4,28 ± 2,09 a 5,92±3,82 a F 0,87 ± 0,54 a 3,41 ± 2,16 a 3,83 ± 2,13 a 5,40±4,62 a ,53 ± 0,78 b 3,25 ± 2,68 ab 3,80 ± 2,13 a 9,23±4,22 b ,97 ± 0,80 a 3,88 ± 1,93 b 4,25 ± 2,97 a 3,19±1,60 a ,96 ± 0,55 a 2,40 ± 0,89 a 3,92 ± 2,67 a 4,03±2,36 a ČZU 1,44 ± 0,95 b 3,00 ± 1,85 a 3,70 ± 2,08 a 6,30±4,64 b Lokalita JU 0,88 ± 0,58 ab 3,34 ± 1,76 a 4,01 ± 2,01 a 4,06±2,80 a VÚRV 0,75 ± 0,57 a 3,20 ± 1,80 a 4,25 ± 2,39 a 6,10±5,19 b Celkem 1,03±0,72 3,18 ± 1,82 3,99 ± 2,09 5,49 ± 4,24 Rozdílná písmena značí statisticky průkazné rozdíly mezi hodnocenými soubory na hladině významnosti P 0,05. Výsledky hodnocení biologických vlastností vypěstovaného osivajsou uvedeny v tabulce 6. Všechny hodnocené parametry - energie klíčení, laboratorní klíčivost, energie vzcházení a laboratorní vzcházivost dosahovaly velmi vysokých hodnot a s výjimkou vlivu ročníku na energii vzcházení byly rozdíly mezi průměry všech znaků a variant statisticky neprůkazné. Svědčí to i o tom, že kontaminace zrna sledovanými rody mikromycet a případné rozdíly v úrovni kontaminace biologické vlastnosti osiva nijak negativně neovlivnily. U nahého ovsa bývá často uváděna snížená klíčivost v důsledku mechanického poškození zrna (Peltonen-Sainio a kol., 2001). V našem případě nebyl rozdíl mezi nahým a pluchatým ovšem zaznamenán.z hodnocení výnosů zrna vyplynula řada statisticky průkazných rozdílů. Byly to jednak rozdíly mezi odrůdami pluchatého a nahého ovsa (ve prospěch odrůd ovsa pluchatého), dále pak i rozdíly mezi jednotlivými ročníky, ale zejména rozdíly mezi jednotlivými pokusnými lokalitami - výnosy na stanovišti ČZU v Praze-Uhříněvsi byly téměř dvojnásobné ve srovnání s výnosy na druhých dvou pokusných lokalitách. Celkově byla překvapením vysoká jakost nekontrolovaných farmářských osiv. Možným vysvětlením je the reproductive effort mechanism (Renno and Winkel, 1996). Kdy rostlina pěstovaná z méně kvalitních obilek poskytne sice nižší výnos, ale s lepší kvalitou. Z tohoto důvodu může být farmářské osivo úspěšně využito, ale v extenzivních podmínkách (Thorsteda kol., 2002; Erol a kol., Osivo a sadba,

252 2009) a u méně prošlechtěných plodin (Lynch and Frey, 1993) jako je oves. Farmářské osivo by ale mělo být využíváno s maximální opatrností. Tabulka 6: Hodnocení biologických vlastností vypěstovaného osiva ovsa setého Faktor / Parametr Oves Odrůda Původ osiva Rok Energie klíčení (%) Laboratorní klíčivost (%) Energie vzcházení (%) Laboratorní vzcházivost (%) Výnos (t/ha) Pluchatý 91,93 ± 5,48 a 94,09 ± 4,34 a 83,55 ± 6,34 a 88,11 ± 4,16 a 3,98±1,50 b Nahý 92,47 ± 4,29 a 94,14 ± 3,30 a 81,47 ± 10,57 a 87,29 ± 7,44 a 2,49±1,17 a Izak 93,52 ± 3,97 a 95,00 ± 2,99 a 83,21 ± 8,06 a 89,32 ± 4,12 a 2,71±1,10 a Saul 91,43 ± 4,75 a 93,27 ± 3,74 a 79,73 ± 12,80 a 85,27 ± 9,91 a 2,27±1,21 a Vok 90,21 ± 4,99 a 92,93 ± 4,40 a 82,73 ± 5,88 a 86,89 ± 3,90 a 3,91±1,46 b Neklan 93,64 ± 5,50 a 95,23 ± 4,05 a 84,37 ± 6,79 a 89,34 ± 4,99 a 4,04±1,56 b EC 92,42 ± 5,51 a 94,28 ± 4,08 a 83,38 ± 7,53 a 88,37 ± 4,54 a 3,21±1,28 a K 91,95 ± 5,14 a 93,82 ± 4,18 a 81,04 ± 11,62 a 87,11 ± 8,00 a 3,36±1,39 a F 92,23 ± 4,10 a 94,24 ± 3,29 a 83,10 ± 6,19 a 87,64 ± 5,01 a 3,13±1,35 a ,82 ± 4,42 a 94,88 ± 3,29 a 77,24 ± 7,89 a 85,89 ± 6,88 a 2,67±1,25 a ,77 ± 6,44 a 91,76 ± 4,69 a 81,65 ± 9,55 ab 86,46 ± 6,82 a 3,78±1,35 b ,00 ± 3,75 a 95,70 ± 2,96 a 88,63 ± 8,12 b 90,77 ± 3,42 a 3,25±1,42 ab ČZU 92,46 ± 4,35 a 94,25 ± 3,99 a 83,57 ± 9,00 a 87,81 ± 6,62 a 4,60±1,48 b Lokalita JU 93,16 ± 3,91 a 94,78 ± 2,84 a 82,98 ± 6,45 a 87,71 ± 3,92 a 2,84±1,33 a VÚRV 90,99 ± 6,20 a 93,30 ± 4,59 a 80,98 ± 10,08 a 87,60 ± 6,87 a 2,26±1,22 a Celkem 92,20±4,89 94,11 ± 3,82 82,51 ± 8,45 87,71 ± 5,80 3,23 ± 1,34 Rozdílná písmena značí statisticky průkazné rozdíly mezi hodnocenými soubory na hladině významnosti P 0,05. Závěry Tříleté výsledky hodnocení kvality osiva ovsa setého a nahého různého původu nepotvrdily, že by se farmářské osivo statisticky průkazně vyznačovalo horším zdravotním stavem než osivo ekologické certifikované nebo konvenční nemořené. Úroveň kontaminace zrna uvedených obilovin hodnocenými rody mikromycet byla celkově nízká. Ovlivněna byla hlavně ročníkem a podmínkami lokality. Sledované biologické vlastnosti osiva dosahovaly v naprosté většině případů vysokých hodnot a vliv původu osiva, ročníku a pokusné lokality byl nízký. Na základě našich výsledků lze konstatovat, že v případě správně sestaveného osevního postupu, dobře zvolené předplodiny a dodržování zásad správné agrotechniky, může ekologické farmářské osivo ovsa dosahovat obdobné kvality jako osivo ekologické certifikované. Problémy mohou nastat především v ročnících a lokalitách se zvýšeným výskytem patogenních mikroorganismů (např. Fusarium spp.). Poděkování Příspěvek byl vytvořen na základě PUV projektu Národní agentury pro zemědělský výzkum NAZV QI111B154 Ministerstva zemědělství ČR. Literatura BATALOVA GA, CHANGZHONG R, RUSAKOVA II, KROTOVA NV., (2010). Breeding of naked oats. Russian Agricultural Sciences 2010; 36: BHAT Y., FAZAL M., (2011). Effect of Aspergillus flavus Metabolites on Wheat Seed Germination and Seedlings. Growth. Arab Journal of Plant Protection, 29: Osivo a sadba,

253 CAPOUCHOVA I., KONVALINA P., STEHNO Z., PROKINOVA E., JANOVSKA D., HONSOVA H., BLAHA L., KÁŠ M., (2012). Organic cereal seed quality and production.in: Konvalina, P., (Ed.): Organic Farming and Food Production, Intech, Rijeka, Croatia, pp , ISBN EROL A., KAPLAN M., KIZILSIMSEK M., (2009). Oats (Avena sativa) - Common Vetch (Vicia sativa) Mixtures Grown on a Low-input Basis for Sustainable Agriculture. Tropical Grasslands 43: FAOSTAT (2011): (accesed 15 June 2011). HRABALOVA A., (2011). Ročenka ekologického zemědělství v České republice 2010 (Czech Organic Yearbook 2010). Brno: ÚKZÚZ. 2011, 46 p. LEISTRUMAITE A., LIATUKAS Z., RAZBADAUSKIENE K., (2009). The spring cereal traits of soil cover, disease resistance and yielding essential for organic growing. Agronomy Research 2009;7: LOCKERETZ W., SHEARER G., KOHL DH., (1981). Organic Farming in the Corn Belt. Science 1981;211: LYNCH P.J., FREY K.J., (1993). Genetic Improvement in Agronomic and Physiological Traits of Oat Since Crop Science 33: MATHRE D. E., JOHNSTON R. H., (1991). Control of dry seed decay of wheat. Plant Dis. 75: MOUDRÝ J. jr., JELÍNKOVÁ Z., JAREŠOVÁ M., PLCH R., MOUDRÝ J., KONVALINA P., (2013a): Assessing greenhouse gas emissions from potato production and processing in the Czech Republic. Outlook on Agriculture 42: MOUDRÝ J. jr., JELÍNKOVÁ Z., PLCH R., MOUDRÝ J., KONVALINA P., HYŠPLER R., (2013b): The emissions of greenhouse gases produced during growing and processing of wheat products in the Czech Republic. J. of food, agriculture & environ. 11 (1): PELTONEN-SAINIO P., MUURINEN S., VILPPU M., RAJALA A., GATES F., KIRKKARI A.M., (2001). Germination and Grain Vigour of Naked Oat in Response to Grain Moisture at Harvest. Journal of Agricultural Science 137: RENNO J.F., WINKEL T., (1996). Phenology and Reproductive Effort of Cultivated and Wild Forms of Pennisetum Glaucum Under Experimental Conditions in Sahel: Implications for the Maintenance of Polymorhysm in the Species. Canadian Journal of Botany 74: STEVENS E.J., ARMSTRONG K.W.,BEZAR H.J., GRIFFINW.B., HAMPTON J.B., (2004). Fodder Oats: an overview. In: Suttie JM, Reynolds SG., (eds.) Fodder Oats: A World Overview, Plant Production and Protection Series. Rome: FAO; pp THORSTED M.D., OLESEN J.E., KOEFOED N., (2002). Effects of White Clover Cultivars on Biomass and Yield in Oat/Clover Intercrops. Journal of Agricultural Science 138: WILLER H, KILCHER L., editors (2009). The World of Organic Agriculture. Statistics and Emerging Trends Bonn and Frick: IFOAM and FiBL; 2009, 309 p. Contact address: doc. Ing. Petr Konvalina, Ph.D. Katedra agroekosystémů, Zemědělská fakulta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Studentská 13, České Budějovice, konvalina@zf.jcu.cz Osivo a sadba,

254 VLIV ZPŮSOBU VÝŽIVY POROSTŮ NA PRODUKCI OSIV TRAV V EKOLOGICKÉM ZEMĚDĚLSTVÍ Influence of Way of Nutrition on Grass Seed Production in Organic Farming Radek Macháč OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., Zubří Abstract In the small-plot field trial conducted in under organic conditions, the influence of way of nutrition on seed yield of selected grass species was observed. At seed crops of Meadow Fescue, Red Fescue and Cocksfoot the influence of nitrogen fixed by nodule bacteria of companion legumes alone or in combination with organic manure or soil activator on seed yield were compared. Effect of ecological way of nutrition on seed yield was compared with conventional way (industrial fertilizers). For achieve satisfying yield of grass seed is necessary fertilization by organic manure. Nutrition of grass seed crops only by the help of companion legumes is insufficient and especially at on nutrition more exacting species expressed into significant yield depression. Keywords: nutrition, seed yield, grasses, organic farming Souhrn V tříletých polních maloparcelních pokusech byly hodnoceny způsoby výživy ekologických porostů vybraných druhů trav, pěstovaných na semeno. U semenářských porostů kostřavy luční, kostřavy červené a srhy laločnaté byl hodnocen vliv výživy dusíkem vázaným pomocí hlízkovitých bakterií doprovodných jetelovin a to samostatně, nebo v kombinaci s organickými hnojivy či půdním aktivátorem. Vliv těchto ekologických způsobů na výnos semen trav byl porovnáván s konvenčním způsobem, kdy byla výživa zabezpečena průmyslovými hnojivy. Z výsledků pokusů vyplývá, že k zabezpečení uspokojivého výnosu semen trav v ekologickém zemědělství je nutné každoroční hnojení organickými hnojivy. Výživa pouze pomocí doprovodných jetelovin je nedostatečná a zvláště u náročnějších druhů se projevuje významnou výnosovou depresí. Klíčová slova: výživa, výnos semen, trávy, ekologické zemědělství Úvod Trávy jsou významnou součástí produkčních i neprodukčních ekosystémů. V zemědělství mají velký význam ve výživě hospodářských zvířat, především polygastrů. Trávy jsou přirozeným zdrojem potravy býložravců a zvláště v ekologickém zemědělství by měly tvořit hlavní složku jejich krmné dávky. Mnohočetný je i jejich neprodukční význam - půdoochranná funkce, omezení průsaku nitrátů do podzemních vod, vyvážení koloběhu geobiontů v ekosystému, vyšší druhová diverzita porostů a další (Hrabě et al., 2009). Nařízení rady EU č. 834/2007 stanoví požadavky, aby osiva používaná v ekologickém zemědělství byla vyprodukována v režimu ekologického zemědělství, tj. bez použití umělých hnojiv a pesticidů. Zároveň veškeré semenářské porosty a osiva musí splňovat kritéria zákona o osivu a sadbě a prováděcích vyhlášek k tomuto zákonu bez jakýchkoliv výjimek. Je proto nezbytně nutno řešit tuto problematiku a vypracovat metodické postupy, které ekologickým zemědělcům umožní vyprodukovat dostatečné množství travních semen v odpovídající kvalitě. Základní pravidla pro ekologické pěstování 252 Osivo a sadba,

255 trav na semeno uvádějí Cagaš at al. (2010). Tyto pravidla vycházejí z výsledků pilotního pokusu z let , kdy byly stanoveny základní teze ekologické travní semenářství u třech druhů. Na tento výzkum navázal další projekt, který se zabýval semenářstvím dalších druhů trav, jetelovin a meziplodin. Tento příspěvek informuje o výsledcích polních pokusů prováděných na výzkumné stanici travinářské v Zubří v letech se zaměřením na hodnocení vlivu způsoby výživy ekologických semenářských porostů vybraných druhů trav. Metodika Polní maloparcelní pokusy byly založeny na pozemcích Výzkumné stanice travinářské v Zubří (356 m n. m., průměrná teplota 7,5 o C, srážkový normál 864 mm) v roce Do pokusu byly zařazeny tyto druhy trav: kostřava luční, kostřava červená a srha laločnatá. Na pokusném pozemku nebyly dva roky před založením pokusů aplikovány žádné pesticidy ani průmyslová hnojiva. Velikost parcel pro sklizeň činí 10 m 2 (1,25 m x 8 m). Pokusné parcely byly uspořádány do čtyř randomizovaných bloků (opakování A-D). V pokusu byly kombinovány tři pokusné faktory: 1. doprovodná jetelovina (bez jeteloviny, štírovník jednoletý, tolice dětelová), 2. způsob výživy (konvenční hnojení - kontrola, bez hnojení, organické hnojení, půdní aktivátor) 3. ošetřování vláčení plecími branami (žádné, 1x, 2x), resp. ošetření herbicidy - kontrola. Konvenční hnojení (kontrolní parcely): podzim 50 kg N, 50 kg P 2 O 5 a 50 kg K 2 O, jaro: 70 kg N. Organické hnojení: podzim Ekohum (50 kg N), jaro kejda (70 kg N). Aplikace půdního aktivátoru PPR Sol: podzim 150 kg -1, jaro 200 kg.ha -1. Současně s aplikací půdního aktivátoru bylo aplikováno i organické hnojivo Ekohum v dávce odpovídající 20 kg dusíku na ha. Vláčení prutovými branami (záběr 1,5 m, rychlost 12 km.hod -1 ) bylo provedeno na jaře v polovině dubna, v případě dvojího vláčení bylo druhé vláčení provedeno o 7-10 dnů po 1. vláčení. Sklizně na semeno byly provedeny v letech Před semenářskou sklizní byly ze všech pokusných parcel odebrány vzorky rostlin pro stanovení počtu fertilních stébel (z 1 m řádku). Přímá sklizeň pokusných parcel byla provedena samojízdnou parcelní sklízecí mlátičkou Wintersteiger Elite. Vymlácené osivo z každé parcely bylo zachyceno do plátěných sáčků, které byly ihned po sklizni převezeny do komorové sušárny. V sušárně bylo osivo šetrně dosušeno na standardní vlhkost 14 %. Po vysušení bylo osivo předčištěno na laboratorní předčističce (tzv. přírodní osivo) a následně vyčištěno na laboratorní čističce Westrup-Kamas La/Ls. Vyčištěné osivo bylo zváženo a přepočtem byl stanoven výnosu obilek (travních semen). Získané výsledky byly podrobeny statistické analýze pomocí programu STATISTICA (data analysis software system), version 12. (Cochran-Bartlettův test, ANOVA, následné testování dle Tukey). Výnosy v jednotlivých letech byly ovlivněny průběhem počasí. Z tohoto hlediska byl nejhorší rok 2013, kdy došlo vinou dlouhotrvající sněhové pokrývky k posunu jarních prací (hnojení), což se projevilo na stavu porostu. Výsledky a diskuse Výživa travosemenných porostů je jedním z nejvýznamnějších faktorů, které ovlivňují produkci obilek. Prvořadou úlohu zde hraje dusík, ovšem pouze za předpokladu, že ostatní esenciální prvky jsou zastoupeny v uspokojivém množství v půdě. Dostatečná výživa dusíkem je podle Nordestgaarda (1986) nezbytná pro zajištění optimálního počtu plodných odnoží, přičemž podzimní aplikace dusíku zajišťuje podmínky pro odnožování a tvorbu plodných odnoží. Jarní aplikace dusíku zabezpečí dostatečnou výživu těchto odnoží a podporuje tvorbu dalších výnosotvorných prvků - počtu obilek na odnož a HTS (Cagaš et al., 2010, Young III a kol., 2007). Naopak vysoké dávky dusíku mohou dle Hamptona a Fairey (1997) vést k i ke snížení jejich počtu v důsledku polehnutí a odumření stébel, popřípadě zvýšení podílu vegetativních stébel. V našich pokusech se plně potvrdil pozitivní vliv výživy, zejména dusíkem, na produkci semen trav. Vliv výživy byl tím větší, čím vyšší nároky májí jednotlivé druhy. Osivo a sadba,

256 Kostřava luční - Meadow Fescue V případě kostřavy luční byly rozdíly mezi jednotlivými pokusnými variantami nejmenší. Nejvyšší průměrné výnosy semen byly dosaženy u variant s organickým hnojením, které ve všech letech překonaly i konvenční kontrolu (v průměru o 8 %). Varianty s půdním aktivátorem dosáhly vyšších výnosů než u kontroly v letech 2013 a Nejnižší výnos byl dosažen u variant, kde výživu dusíkem zabezpečovaly pouze doprovodné jeteloviny. Ukázalo se však, že dusík zabezpečený produkcí hlízkových bakterií bobovitých rostlin, může poskytnout uspokojivou výživu pro méně náročné druhy trav. V případě kostřavy luční to byly nejen vyseté doprovodné jeteloviny, ale i druhy, které se zejména v posledních dvou letech v porostu rozšířily (jetel plazivý, vikve). Výnosy semen kostřavy luční v jednotlivých letech jsou uvedeny v tabulce 1. Tab. 1: Vliv způsobu výživy na výnos kostřavy luční průměr varianta výživy kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 rel. (%) kontrola - konvenční 494 a b a pouze jeteloviny 419 b c a organické hnojivo 515 a a a půdní aktivátor 412 b b a ANOVA <0,001 0,002 0,647 Kostřava červená - Red Fescue Kostřava červená je druh středně náročný na výživu (Cagaš et al., 2010). I zde se velmi dobře projevilo hnojení organickými hnojivy, které zabezpečilo nejvyšší výnosy v letech a v průměru poskytlo stejný výnos jako konvenční kontrola. Naopak nejnižší výnosy byly zaznamenány na parcelách, kde byla výživa zabezpečována pouze doprovodnými jetelovinami (v průměru 88 % kontroly). Nicméně, v prvých dvou létech nebyl pokles výnosu vůči kontrole výrazný (pouze o 4, resp. 8 %), značný pokles byl zaznamenán a ž ve třetím sklizňovém roce. Na variantách s půdním aktivátorem byly dosaženy výnosy v průměru o 9 % nižší než u kontroly. I v tomto případě byl nejvyšší pokles výnosu zaznamenán ve třetím roce. Výnosy semen kostřavy červené v jednotlivých letech jsou uvedeny v tabulce 2. Tab. 2: Vliv způsobu výživy na výnos kostřavy luční průměr varianta výživy kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 rel. (%) kontrola - konvenční 786 b b a pouze jeteloviny 753 c b d organické hnojivo 829 a a b půdní aktivátor 751 c b c ANOVA 0,002 <0,001 <0,001 Srha laločnatá - Cocksfoot Největší rozdíly mezi jednotlivými variantami výživy byly nalezeny u srhy laločnaté. Srha laločnatá je z vybraných druhů nejnáročnější na výživu, a její nároky stoupají se stářím porostu (Cagaš et al., 2010). Tomu odpovídají i výsledky dosažené v našich pokusech. V průměru tří pokusných let byl nejvyšší výnos dosažen u konvenční kontroly. Organické hnojení se velmi dobře projevilo v prvních dvou letech, v posledním roce byl však zaznamenám výrazný pokles výnosu. I tak se organické hnojení projevilo jako vhodná alternativa konvenčních hnojiv, které nelze v ekologickém zemědělství používat. 254 Osivo a sadba,

257 Další dva způsoby výživy poskytly výrazně nižší výnosy semen, v průměru méně než poloviční ve srovnání s kontrolou. Výnosy semen srhy laločnaté v jednotlivých letech jsou uvedeny v tabulce 3. Tab. 3: Vliv způsobu výživy na výnos srhy laločnaté průměr varianta výživy kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 T 05 rel. (%) kg.ha -1 rel. (%) kontrola - konvenční 343 a a a pouze jeteloviny 200 b b d organické hnojivo 356 a a b půdní aktivátor 147 c b c ANOVA <0,001 <0,001 <0,001 Obecně byla výnosová úroveň u všech druhů zařazených do pokusu relativně nízká, a to i u konvenční kontroly. Úroveň hnojení konvenční kontroly však byla na dolní hranici doporučovaných dávek a s výjimkou ošetření herbicidy zde nebylo provedeno žádné další intenzifikační opatření (fungicidy, regulátor růstu). Nejvyšších výnosů bylo dosaženo u kostřavy červené, nejnižší výnosy byly zaznamenány u srhy laločnaté, která je nejnáročnější na výživu. V grafu 1 jsou znázorněny průměrné výnosy semen trav na jednotlivých variantách. Graf 1: Vlivu výživy na průměrný výnos semen trav Závěr Z výsledků tříletých polních pokusů vyplývá, že lze zabezpečit uspokojivou výživu ekologických travních porostů i bez použití konvenčních hnojiv. Organická hnojiva poskytují semenářským porostům trav dostatečné množství živin pro dosažení výnosu semen srovnatelných s konvenčním hnojením. Výživa porostu tak nemusí být limitujícím faktorem pro ekologické travní semenářství. U méně náročnějších druhů může být výživa semenářských porostů zabezpečena pouze pomocí dusíku fixovaného hlízkovými bakteriemi doprovodných jetelovin, nicméně tato úroveň výživy není dostatečná Osivo a sadba,

258 ve srovnání s konvenční kontrolou. U druhů náročných na výživu (srha) je pro dosažení uspokojivého výnosu semen nezbytné i organické hnojení. Poděkování Příspěvek vznikl díky projektu NAZV QI101C167 Výzkum metod a technologických postupů zvyšujících výnos a kvalitu osiv vybraných druhů trav, jetelovin a meziplodin v ekologickém zemědělství. Literatura CAGAŠ B. et al., (2010). Trávy pěstované na semeno. 1. vyd. Olomouc: Vydavatelství Ing. P. Baštan. 276 s. HAMPTON J. G., FAIREY D. T., (1997). Components of seed yield. In. Fairey, D. T. a Hampton, J. G. (eds.) Forage Seed Production. Volume 1: Temperate Species. CAB International, Wallingford, UK, HRABĚ F. et al., (2009). Trávníky pro zahradu, krajinu a sport. 1. vyd. Olomouc: Vydavatelství Ing. P. Baštan. 335 s. NORDESTGAARD A., (1986). Investigations on the interaction between level of nitrogen application in the autumn and time of the application in the spring to various grasses grown for seed. Journal of Applied Seed Production 4: YOUNG III, W. C. et al., (2007). Response of creeping fescue (Festuca rubra L.) and perennial ryegrass (Lolium perenne L.) to spring nitrogen fertility and plant growth regulator applications in Oregon. In Aamlid, T.S., Havstad, L.T. & Boelt, B (eds.) Seed production in the northern light. Proceedings of the Sixth International Herbage Seed Conference, Gjennestad, Norway, 2007, Contact address: Radek Macháč, Ph.D. OSEVA vývoj a výzkum s.r.o., Hamerská 698, Zubří, machac@oseva.cz 256 Osivo a sadba,

259

260

261