Variabilita výnosů vybraných polních plodin vzhledem k dlouhodobému trendu a analýza možných příčin tohoto vývoje

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrosystémů a bioklimatologie Variabilita výnosů vybraných polních plodin vzhledem k dlouhodobému trendu a analýza možných příčin tohoto vývoje Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Soňa Valtýniová Vypracovala: Bc. Lucie Holmanová Brno 2011

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Variabilita výnosů vybraných polních plodin vzhledem k dlouhodobému trendu a analýza možných příčin tohoto vývoje vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne...... podpis diplomanta..... 3

PODĚKOVÁNÍ Tímto bych chtěla poděkovat svojí vedoucí diplomové práce Ing. Soně Valtýniové za cenné rady a odborné připomínky, trpělivé vedení při zpracování tématu a hlavně za věnovaný čas při konzultacích. Dále pak svým rodičům za psychickou a materiální podporu, nejen během zpracování této práce, ale i v celém studiu. 4

ABSTRAKT Tato práce byla zpracována na základě dostupných informací o výnosových řadách čtyř vybraných plodin za posledních 30 let v období 1981-2010. Zvolenými polními plodinami byly pšenice ozimá, ječmen jarní, kukuřice setá a řepka olejná. U těchto plodin byla statistickými metodami spočítána variabilita výnosů. Následně se práce zabývá vyhodnocením vývoje vzhledem k průběhu teplotních a srážkových charakteristik jednotlivých měsíců. V závěru práce bylo provedeno u ječmene jarního srovnání variability výnosů z konkrétní lokality (Žabčice Obora) s variabilitou výnosů z celorepublikového průměru. Variabilitou výnosů lze získat představu o průběhu změn ve výnosech v jednotlivých letech. Proměnlivost výnosů jednotlivých plodin závisí na stálosti nebo míře rozkolísanosti jejich konkrétních výnosů v daném roce. Pokud jsou výnosy stálé, míra variability je rovněž stálá. Naopak když se výnosy prudce zvyšují nebo snižují, reaguje proměnlivost výnosů na tyto výkyvy podobně a to tak, že odchylka ve výnosech zvýší míru variability. Klíčová slova variabilita výnosů, výnos, pšenice ozimá, ječmen jarní, kukuřice setá, řepka olejná, srážky, teploty 5

ABSTRACT This final thesis was based on available information on yield lines of four selected crops over the past 30 years (1981 2010). The selected crops were winter wheat, spring barley, maize and oilseed rape. Yield variability for these crops was calculated by statistical methods. The final thesis also evaluates the yield variability development due to process of temperature and precipitation characteristics of particular months. Finally the yield variability from station Žabčice Obora was compared to yield variability of nationwide average for spring barley as a case study. The yield variability represents the yield change in particular years. The yield variability depends on stability or volatility of yield in each year. If yields are stable, the yield variability is also stable. On the other hand, if yields rise or decline sharply the yield variability fluctuates. Key words Yield variability, yield, winter wheat, spring barley, maize, oilseed rape, precipitation, temperature 6

OBSAH 1 ÚVOD... 9 2 CÍL PRÁCE... 11 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 12 3.1 Vegetační a produkční faktory... 12 3.2 Pšenice ozimá... 16 3.2.1 Charakteristika plodiny... 16 3.2.2 Tvorba výnosu... 18 3.3 Ječmen jarní... 21 3.3.1 Charakteristika plodiny... 21 3.3.2 Tvorba výnosu... 23 3.4 Kukuřice setá... 24 3.4.1 Charakteristika plodiny... 24 3.4.2 Tvorba výnosu... 27 3.5 Řepka olejná... 29 3.5.1 Charakteristika plodiny... 29 3.5.2 Tvorba výnosu... 31 4 METODIKA ZPRACOVÁNÍ... 34 4.1 Pokus s ječmenem jarním, Žabčice Obora... 36 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 38 5.1 Vývoj výnosů plodin... 38 5.1.1 Pšenice ozimá... 38 5.1.2 Ječmen jarní... 40 5.1.3 Kukuřice setá... 42 5.1.4 Řepka olejná... 44 5.2 Vývoj variability výnosů plodin... 47 5.2.1 Pšenice ozimá... 47 7

5.2.2 Ječmen jarní... 50 5.2.3 Kukuřice setá... 53 5.2.4 Řepka olejná... 56 5.3 Srovnání ječmene jarního z pokusu na lokalitě Žabčice Obora s celorepublikovým průměrem... 58 5.3.1 Vývoj výnosu ječmene jarního z lokality Žabčice Obora a porovnání s celorepublikovým průměrem... 58 5.3.2 Vývoj variability výnosu ječmene jarního z lokality Žabčice Obora a porovnání s celorepublikovým průměrem... 59 6 ZÁVĚR... 61 7 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 63 8 REJSTŘÍK GRAFŮ... 68 9 REJSTŘÍK TABULEK... 69 10 REJSTŘÍK OBRÁZKŮ... 70 11 PŘÍLOHY... 71 8

1 ÚVOD Chceme-li využít výnosový potenciál plodin a jejich jednotlivých odrůd, musíme znát dokonale všechny faktory, které jej ovlivňují (Petr, Černý, Hruška, 1980). Při tvorbě výnosů, kromě jiných faktorů, nejvíce ovlivňují jeho úroveň teplotní a srážkové charakteristiky. Každá plodina má jiné nároky na srážky a teploty během svých jednotlivých fázích vegetace. Výše výnosů zemědělských plodin se v dnešní době stala prioritou. Souvisí s nimi hlavně důležité uspokojení poptávky trhu na návaznou produkci potravin a krmiv. Variabilitou výnosů lze získat představu o průběhu změn ve výnosech v jednotlivých letech. Kolísání výnosů se přímo promítá do průběhu míry variability neboli proměnlivosti výnosů. Nevýznamnější pěstovanou plodinou je bezesporu pšenice ozimá. Výjimečnost postavení pšenice v České republice vyplývá především z jejího zastoupení ve struktuře obilnin i plodin pěstovaných na orné půdě, kde v obou případech je na prvním místě obdobně jako v celosvětovém měřítku. Současný stav jejího pěstování i situaci v užití zrna u nás však nelze považovat za tomu odpovídající (Zimolka a kol., 2005). Další významnou pěstovanou obilninou je ječmen jarní. Současnou roli ječmene v našem hospodářství není možno chápat jen z hlediska jeho sladovnického uplatnění, i když ji dosud výhledově považujeme za prioritní. Kromě toho je zrno ječmene ze 70 % využíváno jako velmi kvalitní jadrné krmivo. Zvyšuje se rovněž potřeba ječmene jako suroviny pro průmyslové využití k výrobě lihu, škrobu, detergentů, kosmetických a farmaceutických přípravků (ZIMOLKA a kol. 2006). Kukuřice je plodina, jejíž role v rostlinné a živočišné výrobě středoevropských zemědělců se v poslední době velmi významně mění. Zvyšující se zájem o ni je vyvolán potřebou levné a pracovně nenáročné plodiny. Je to rostlina, u níž díky významnému pokroku ve šlechtění vzrostl produkční potenciál. Kukuřice je plodinou s velmi širokými možnostmi, které jsou v dnešní době využívány daleko více, než tomu bylo v minulosti (např. surovina na produkci bioplynu, lihu atd.). Spolu s pšenicí a rýží je nejdůležitější obilninou ve výživě lidí, dnes i významnou krmnou a energetickou 9

plodinou. Z porovnání hlavních obilnin je nejen nejproduktivnější, ale poskytuje zároveň nejlepší předpoklady pro další růst svých výnosů (Zimolka a kol. 2008). Řepka olejná je v našich podmínkách nejdůležitější olejninou. V současné době se řepkové semeno zpracovává v potravinářství, na rafinované jedlé oleje a produkty z nich. Dále pak v chemickém průmyslu, jako palivo pro vznětové motory nebo glycerín. V neposlední řadě slouží odpad po vylisování oleje ze semen ke krmným účelům jako pokrutiny a extrahované šroty s vysokým podílem živin (Baranyk, Fábry, 2007). 10

2 CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce bylo zpracovat vývoj variability výnosů za posledních 30 let v období 1981 2010 u čtyř hlavních polních plodin na základě dostupných statistických údajů. Zvolenými polními plodinami byly pšenice ozimá, ječmen jarní, kukuřice setá a řepka olejná. U vybrané plodiny (ječmen jarní) bylo provedeno srovnání variability výnosů z konkrétní lokality (Žabčice Obora) s variabilitou výnosů z celorepublikového průměru. Dále se práce zabývá vyhodnocením vývoje vzhledem k průběhu klimatických podmínek (srážky a teploty) ve sledovaném období 1981 2010. 11

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Vegetační a produkční faktory Vegetačními faktory lze charakterizovat (kvantitativně i kvalitativně) jako prostředí, ve kterém rostliny rostou a vyvíjejí se. Na každý rostlinný druh působí celá řada těchto faktorů, které lze dělit do několika kategorií (Duchoň, Hampl, 1962 in Kostelanský, 2004): 1. Hmotní vegetační činitelé (vláha, rostlinné živiny, humus, atd.). 2. Energetičtí vegetační činitelé (sluneční světlo pro autotrofní rostliny, chemická energie pro prototrofií organismy, organické látky pro heterotrofy). 3. Fyzikální vegetační činitelé (teplo, tlak, aj.). 4. Prostoroví vegetační činitelé (vzdálenost řádků, spon, hustota setí). 5. Časoví vegetační činitelé (délka dne, délka vegetační doby). Vegetační faktory lze dále dělit podle složitosti na elementární (teplo, světlo, vláha), nebo komplexní (celý soubor rostlinných živin). V rostlinné produkci je používán termín produkční faktory, protože jsou vztahovány přímo k tvorbě výnosu polních plodin a jeho kvality (Kostelanský, 2004). Produkční faktory polních plodin se při analýzách tvorby výnosu obvykle dělí do tří základních skupin růst určující, růst limitující, růst redukující. Určující faktory udávají potenciální výnos, výsledkem působení růst určujících a růst limitujících faktorů je výnos dosažitelný a při působení všech tří skupin produkčních faktorů dostaneme aktuální výnos. Růst určující faktory Určují potenciální intenzitu růstu, která nastává při dostatečné zásobenosti plodiny vodou a živinami. Zahrnují místně specifické podmínky lokality a specifické charakteristiky dané plodiny. Situace, kdy je dosažena potenciální intenzita růstu se 12

vyskytují velmi zřídka. Jsou podmíněny optimální zásobeností vodou a živinami, a ochranou porostů před biotickými škodlivými činiteli. Růst limitující faktory Jsou tvořeny abiotickými faktory, jako jsou voda a živiny, které při nedostatečném zásobení limitují růst plodiny. Odpovídající intenzita růstu je nazývána dosažitelná. Řízení těchto faktorů spočívá v optimalizaci výživy a hnojení plodin ve spojení s optimalizací vodního režimu půd. Růst redukující faktory Redukují dosažitelnou intenzitu růstu na aktuální úroveň. Mají biotický charakter (plevele, choroby, škůdci) i abiotický (znečistění půdy, vzduchu, vody). Omezování nepříznivého působení těchto faktorů je prováděno v rámci integrované ochrany rostlin (Kostelanský, 2004). POTENCIÁLNÍ určující faktory CO2 radiace teplota charakteristiky plodiny fyziologie, fenologie struktura porostu DOSAŽITELNÝ limitující faktory voda živiny (včetně imisních) dusík fosfor výnos zvyšující opatření AKTUÁLN redukující faktory plevele choroby škůdci imise výnos ochraňující opatření 1.5 5 10 t.ha -1 Obr. č. 1: Schematický přehled produkčních faktorů a jim odpovídajících produkčních úrovní (Rabinge, 1993 in Kostelanský, 2004). 13

Rengel například uvádí, že je známo z mnohých experimentů fertilizace, že výnos zemědělských plodin silně závisí na zásobě minerálních živin, např. dusíku N (Greenwood et al., 1980 in Rengel, 1999) a fosforu P (Barry, Miller, 1989 in Rengel, 1999). Vztah mezi výnosem a zásobou minerálních živin lze popsat optimální křivkou, která je závislá na genotypu, zásobě živin a dostupnosti ostatních růstových faktorů, zvláště pak vody (Marschner, 1995 in Rengel, 1999). Často množství cílových orgánů (obilek) je tou složkou výnosu, která je nejvíce ovlivněna množstvím minerálních živin, např. množství zrn v klase pšenice (Fisher, 1993 in Rengel, 1999) nebo kukuřice (Unhart, Rade, 1995 in Rengel, 1999). Dusík je živinou, která nejvýrazněji ovlivňuje tvorbu výnosu. Dokazuje to i současná spotřeba živin v České republice, která je u fosforu a draslíku téměř zanedbatelná. Dusíku se spotřebuje ročně 60 kg na hektar zemědělské půdy. I tato spotřeba je relativně nízká, avšak prokazuje skutečnost, že bez dusíkatého hnojení se rostlinná výroba ani krátkodobě neobejde (Trávník, 2011). U některých zemědělských plodin bylo dokázáno, že se snížilo kolísání výnosů a zvýšila se stabilita výnosů spojená s vyššími výnosy. To by mohlo být spojeno s nižší závislostí na počasí v dalších letech, kdy jsou právě vykazovány vyšší výnosy. To je také pravděpodobně zlepšeno díky vysoko výnosovým odrůdám, vhodnějšími pesticidy a modernější mechanizací apod. Důležitější plodiny jsou intenzivněji pěstovány a ošetřovány, zároveň pěstební postupy jsou rozvinuty v daleko větší míře než u méně významných plodin. Z čehož vyplývá, že zemědělsky důležitější plodiny mají vyšší stabilitu výnosu. Pro budoucí vývoj agronomických technologií a pěstování plodin jsou klíčové faktory, jako je přizpůsobivost plodiny v jednotlivých letech, výnos a zvyšování výnosové stability (Chloupek et al., 2004). Rozdíly v příjmu živin ze stejného druhu a formy hnojiv aplikovaného v odlišné době nebo různým způsobem jsou většinou způsobeny ekologickými podmínkami stanoviště, zejména jeho celkovou humiditou. Vliv neživých faktorů prostředí může někdy zasahovat do příjmu živin výrazněji než množství živin dodaných v hnojivech. Také dešťové srážky ovlivňují příjem živin tím, že na lehčích a propustnějších půdách působí na vyplavování rozpustných forem živin, zejména dusíku v nitrátové podobě. V neposlední řadě významným činitelem, ovlivňujícím příjem živin, je teplota. Nízké teploty na počátku vegetace např. i výrazně snižují příjem fosforu, kdy 14

nedostatek brzdí intenzitu dýchání a syntetických pochodů (Petr, Černý, Hruška a kol., 1980). Omezení spotřeby hnojiv bylo na počátku devadesátých let ve většině případů oprávněné s ohledem na restrukturalizaci podniků, snížení produkce, hospodárnost a možnost čerpání živin z půdních zásob. V současnosti je však již z půd delší období odčerpáváno více živin sklizněmi, než je do půdy hnojivy dodáváno. Značně negativní bilance je u fosforu, draslíku a hořčíku. Také spotřeba vápenatých hnojiv se značně snížila. Z hospodářského hlediska musí nutně tato nevyrovnaná bilance živin vést k poklesu půdní úrodnosti a snížení výnosů plodin, a tím i rentability rostlinné výroby (Vaněk, 2002). Graf č. 1: Spotřeba průmyslových živin v hospodářských letech 1946/47 2008/09 (ČSÚ). Na výše uvedeném grafu je vidět postupný nárůst spotřeby průmyslových hnojiv daným rozvojem průmyslu a pěstování plodin. Rok 1989/1990 je zlomový, výrazně se používání průmyslových hnojiv snížilo. Po tomto zlomu se celková spotřeba průmyslových hnojiv ustálila okolo 300 tis. tun. Nejvyšší spotřeba byla v hospodářském roce 1985/1986 a to 1 165 828 tun. Naopak nejnižší spotřeba byla v hospodářském roce 2002/2003, 263 742 tun. 15

3.2 Pšenice ozimá Produkce pšenice má zásadní význam pro vytváření optimálních proporcí mezi rostlinnou a živočišnou výrobou a zásobováním obyvatelstva potravinami. Pěstuje se ve všech výrobních podmínkách a zaujímá téměř čtvrtinu orné půdy a téměř polovinu plochy obilnin. Ze všech druhů obilnin má nejvyšší potenciál pro intenzifikaci výroby (Křen, 1998). 3.2.1 Charakteristika plodiny Pšenice má historii dlouhou 5000 6000 let. Její pěstování je zaměřeno hlavně na nahé kulturní formy (Křen, 1998). Je to jednoděložná rostlina, která patří do čeledi lipnicovitých Poaceae, rod pšenice - Triticum L. (Faměra, 1993). Podle základního chromozomového čísla n = 7 a počtu chromozómů rod Triticum zahrnuje tři skupiny: diploidní pšenice (2n = 14) př. pšenice kulturní jednozrnka - úzký rozpadavý klas, dvoukvěté klásky tetraploidní pšenice (2n = 28) př. pšenice tvrdá nelámavé osiny delší než klas, trojhranná sklovitá obilka, neochmýřená hexaploidní pšenice (2n = 42) nejvýznamnější skupina př. pšenice setá - nelámavý klas, osinatý / bezosinný, plevy a pluchy vejčité, obilky nahé (Zimolka a kol., 2005). Ozimá pšenice může být využívána k potravinářským, krmivářským a technickým účelům. Podle kategorizace se odrůdy dělí na: pšenice pro pekárenské zpracování (určené pro výrobu převážně kynutých těst) - dále se dělí na: pšenice zlepšující ke zlepšování pekařské kvality jiných odrůd, přimíchávány z 10 20% k mouce zlepšované odrůdy elita E pšenice s vyšší pekařskou hodnotou odrůdy velmi vhodné pro pečení chleba třída A 16

pšenice s běžnou pekařskou hodnotou standardní odrůdy pro pečení chleba třída B pšenice pečivárenská pro výrobu oplatků, sušenek, krekrů (biskvitové) pšenice pro ostatní použití krmné pšenice, pro technické účely, výroba škrobu a lihu třída C (Křen, 1998). Pšence je náchylná k chorobám pat stébel, to je jeden z důvodů proč nesmí být předplodinou pro stejný druh. Vhodnými předplodinami jsou řepka, luskoviny, brambory, víceleté pícniny nebo včas sklizená cukrovka. Výnos a kvalita jsou významně ovlivňovány zdravotním stavem porostu (rzi, fuzariózy, sněti atd.). S výjimkou ekologického zemědělství se většinou neobejde bez použití pesticidů, včetně moření osiva (Houba, Hosnedl, 2002). Pšenice ozimá se v České republice pěstuje ve všech výrobních podmínkách. Ty však značně ovlivňují jak dosahované výnosy, tak kvalitu produkce. Rozdělení výrobních oblastí: Oblasti s velmi dobrými podmínkami oblasti teplé až velmi teplé, podoblasti jsou převážně suché až velmi suché. V jarním a letním období se průměrné denní teploty pohybují mezi 14 17 C. Úhrn srážek je nízký (250 350 mm). Tyto oblasti jsou charakteristické vysokými úhrnnými hodnotami slunečního svitu. K převažujícím půdním typům patří nivní půdy, černozemě, hnědozemě a rendziny. Oblasti s převážně vyhovujícími podmínkami oblasti poměrně až dostatečně teplé, podoblasti jsou mírně suché až převážně suché. Průměrná jarní a letní teplota je 13 15 C. Úhrn srážek je na Moravě 350 400 mm, v Čechách do 350 mm. Půdní typy jsou hnědozemě, nivní půdy a rendziny, v Čechách černozemě. Oblasti s převážně nevyhovujícími podmínkami oblasti mírně teplé až poměrně teplé a podoblasti mírně vlhké až mírně suché. Průměrná jarní a letní teplota je 12 14 C. Úhrn srážek 400 500 mm. Převládají půdy podzolové, v nižších polohách jsou zastoupeny také hnědozemě. Oblasti s nevhodnými podmínkami jsou chladné a vlhčí s průměrnou jarní a letní teplotou 11-13 C. Úhrn srážek nad 500 mm. Většina půd je podzolových (Křen, 1998). 17

Morfologický popis pšenice Při klíčení obilky je vytvořen primární kořínek a téměř současně se objevují kořeny adventivní. Stéblo se od báze směrem ke klasu zužuje, je duté, tvořené zpravidla pěti články, oddělenými kolénky. Z kolének vyrůstají listy. Listy jsou přisedlé, složené z čepele a pochvy. Na přechodu pochvy a čepele je jazýček a při něm po stranách listové pochvy je pár oušek. Jazýček je krátký, po okraji vroubkovaný, ouška malá, často řídce obrvená trichomy, nebo lysá. Květenství pšenice je složený klas, jehož osou je vřeteno, na něž svou bází přisedají jednotlivé klásky. Na každý článek klasového vřetene přísluší jeden vícekvětý klásek. Mohou být 1 2, ale až 7květé, z nichž zpravidla 1 4 jsou plodné. Klásky tvoří dvě bezosinné plevy a příslušný počet kvítků, které obaluje z vnější strany plucha, z vnitřní pluška. Dalšími součástmi kvítků jsou pesíky a tyčinky. Plodem je obilka, která má tři části: obaly, endosperm (jádro) a embryo (zárodek). Obaly obilky tvoří oplodí a osemení, které k sobě těsně přilínají. Buňky endospermu jsou vyplněny škrobem (Zimolka a spol., 2005). 3.2.2 Tvorba výnosu Jednotlivé výnosové prvky se tvoří postupně a navazují na sebe. Počet plodných stébel a počet zrn v klasu je formován ve třech fázích a to zakládání, maximální úroveň a redukce. Kvantitativní úroveň nižšího výnosového prvku může být kompenzována úrovní dalšího výnosového prvku, např. při nižším počtu klasů se zvýší počet zrn v klasu (Faměra, 1993). Vymetených klasů, které kvetou, bývá 450 550 ks/m 2. Vývoj klasu začíná již po ukončení jarovizace během odnožování. Počet kvítků v klasu se v dalším vývoji redukuje. Ve střední části klasu přežívá z původních 2 6 kvítků na klásek jen 3 4, ve spodní a vrchní části většinou jen 1 2 kvítky (Chloupek, Procházková, Hrudová, 2005). Sledováním stavu porostu pšenice během vegetace a znalostmi tvorby výnosu lze aktivně regulovat optimální stav porostu, podporovat základní výnosové prvky a omezit redukci jejich úrovně. Regulace těchto procesů zahrnuje komplex agrotechnických a organizačních opatření (Faměra, 1993). 18

Obilniny mají ze všech kulturních plodin jednu z největších schopností využívat vegetační faktory a prostředí pro tvorbu výnosu (Petr, Černý, Hruška a kol., 1980). Tvorba zrna Před začátkem období kvetení pšenice jsou vytvořeny hlavní výnosové prvky, to je počet klasů, klásků a potenciální počet zrn (kvítků) v klásku. Následující převod asimilátů z fotosynteticky aktivních orgánů do zrna rozhodne o případné redukci počtu zrn v klasu, jejich hmotnosti a kvalitě. Na tom závisí konečný výnos plodiny, objemová hmotnost, hmotnost 1000 zrn, obsah a složení bílkovin (Trčková, Raimanová, 2010). Krátce po odkvětu dochází ke kvalitativní vývojové změně a rostliny přecházejí z vegetativní do reprodukční fáze růstu. V té době se mění metabolicky aktivní listy horních pater z cílového orgánu na zdroj asimilátů pro tvorbu zrna. Do počátku kvetení vytvoří pšenice asi 50 60 % celkové biomasy a přijme, v závislosti na půdních a povětrnostních podmínkách 70 90 % dusíku (Hirel et al., 2007 in Trčková, Raimanová, 2010). Nastupující období tvorby zrna je provázeno omezováním příjmu živin z půdy poklesem metabolické aktivity listů a translokací asimilátů do rostoucích obilek. Rychlost těchto procesů, které jsou spojeny s postupným stárnutím listů, je ovlivněna průběhem povětrnostních podmínek a genetickými rozdíly pěstovaných odrůd (Trčková, Raimanová, 2010). V klasu se tvoří zrno především ve spodních, nejstarších kvítcích. Klas obsahuje 25 40 zrn. Zráním odchází k úbytku vody a při dozrání činí hmotnost tisíce zrn 40 50 g (Chloupek, Procházková, Hrudová, 2005). Prvky tvořící výnos: 1. počet klasů na plošnou jednotku 3. hmotnost 1000 zrn počet rostlin na plošnou jednotku počet plodných klasů na rostlině 2. počet zrn v klasu počet klásků počet plodných kvítků 19

Obr. č. 2: Nomogram vztahu prvků struktury výnosu (Faměra, 1993). Ovlivnění výnosových prvků Úroveň výnosových prvků nejvíce ovlivňuje výskyt chorob a škůdců ve všech fázích vzrůstu a zrání. Dále pak průběh počasí, zvláště pak příznivý výskyt srážek. počet rostlin na m 2 biologická hodnota osiva, způsob setí (termín a hloubka), výsevek, vzcházivost redukce počtu rostlin agrotechnické zásahy, mezidruhové a vnitrodruhové vztahy produktivní odnožování výživa, půdní podmínky, odrůda, agrotechnika (termín setí, hloubka), konkurence mezi rostlinami počet zrn v klasu odrůda, produktivita fotosyntetického aparátu listů, konkurence mezi rostlinami hmotnost obilek plocha aktivního asimilačního aparátu horních listů, schopnost převést asimiláty do zrna, délka období tvorby obilky, průběh počasí, výskyt chorob a škůdců (Faměra, 1993). 20

3.3 Ječmen jarní V České republice je ječmen využíván především ke krmným účelům. Má dobré vlastnosti jako vysoký výnosový potenciál, tolerantnost k horším předplodinám, k horším půdním podmínkám a menšímu vláhovému deficitu. Dokáže zahustit prořídlejší porosty dostatečným počtem plodných odnoží, a tím účinně potlačovat plevele. Dozrává před všemi ostatními hlavními obilninami, a tak uvolňuje pozemky pro pěstování např. řepky, případně meziplodin (Křen, 1998). S rostoucí osvětou zaměřenou na cereální výživu lidí se zvyšuje i poptávka po potravinářském ječmeni. Má hypocholesterolemický účinek, kde hraje významnou roli obsah β-glukanů, podíl vlákniny a rovněž obsah antioxidantů (Zimolka, 2006). 3.3.1 Charakteristika plodiny Ječmen je nejstarší známý obilný rod. Historie jeho pěstování je starší více jak 6 000 let. Všechny současně pěstované ječmeny představují jeden kulturní diploidní druh 2n=14 (Křen, 1998). Ten se dále dělí na čtyři convariety, jarní ječmen sladovnický patří do convariety Hordeum vulgare conv. distichon. Je dvouřadý, tvoří tři jednokvětí klásky na každém článku klasového vřetene, dva z nich (okrajové) jsou sterilní a jsou bez osin. Prostřední klásek je plodný (nejčastěji s osinou). V době zralosti má zploštělé klásky, tvořeny dvěma řadami vyvinutých obilek, mezi nimi je z každé strany dvojitá řada bezosinných, sterilních klásků. Nejdůležitější variety dvouřadého ječmenu jsou: varieta nutans (ječmen nící, háčkující) má dlouhé souběžně přiléhající osiny, v době zralosti se klas ohýbá (háčkuje), patří sem většina sladovnických odrůd varieta erectus (vzpřímený) má klas kratší, hustý, do plné zralosti vzpřímený, v porovnání s nutans osiny více odstávají varieta zeocrithon syn. breve (paví) má velmi hustý klas, na bázi široký a k vrcholu sužující, obilky odstávají od vřetene, osiny vějířovitě odstávají varieta nudum (nahý) obilka nesrůstá s pluchami, při výmlatu zůstává asi 20 % obilek obaleno pluchami, které však s obilkou nesrůstají, obilka má nízký obsah 21

vlákniny, vysokou krmnou hodnotu, v poslední době se uplatňují i jako potrava v cereální výživě lidí (Zimolka, 2006). Jarní ječmen lze pěstovat ve všech výrobních podmínkách. Vysoké sladovnické hodnoty dosahuje za určitých půdně-klimatických podmínek. Tyto podmínky výrazně vymezují oblasti, kde se může úspěšně sladovnický ječmen pěstovat. V Čechách je to především Polabská nížina a nižší polohy Středočeské pahorkatin, na Moravě celá střední Morava s jádrem úrodné Hané. Jedná se převážně o úrodné řepařské oblasti. Nejlepší předplodinou je právě cukrovka (Polák, Váňová, Onderka, 1998). Vyžaduje mírné, teplejší podnebí s dobře rozloženými srážkami, lepší půdu s dostatkem vápníku a potřebných živin. Nesnáší kyselou půdní reakci (Houba, Hosnedl, 2002). Je to významný faktor ovlivňující jeho pěstování, protože kyselé půdní prostředí má negativní vliv na růst i sladovnickou kvalitu, potlačuje tvorbu kořenového systému a snižuje účinnost živin (Polák, Váňová, Onderka, 1998). Založení porostu může rozhodnout o ekonomice pěstování, zejména pak termín výsevu, který přímo koresponduje s výší výnosu. Za standardních půdně-klimatických podmínek velmi dobrou autoregulační schopnost. Dokáže vytvořit velmi uspokojivou hustotu porostu nad 800 klásků jak z výsevku 250 kg/ha, tak ze 175 kg/ha (Křováček, 2010). Se svým mělce rozloženým kořenovým systémem je ječmen jarní plodinou s obrovskými nároky na dostatek pohotových živin. Z tohoto důvodu je také označován za plodinu staré půdní síly, kdy využívá minerálních i organických hnojiv aplikovaných k předplodině pro dosažení vysoké úrovně kvalitní produkce. Poměrně snadno a rentabilně se intenzifikuje. Má nízké pěstitelské náklady a dobře reaguje na dodatečné vklady, včetně dávek dusíku do 90 kg/ha (Černý a kol., 2007). Morfologický popis ječmene Ječmen má svazčité kořeny, které jsou slabší a netloustnou. Tvoří 4 10 zárodečních kořínků, které pronikají až 140 cm hluboko a zásobují tak rostlinu během delšího sucha vláhou. Z bazálních podzemních uzlů v době odnožování vyrůstají kořínky adventivní. Jsou mohutnější a anatomicky odlišné od primárních kořínků, rozprostřené v ornici. Stéblo tvoří 4 8 internodií oddělených kolénky (nody) a 22

dosahuje výšky 80 130 cm. Spodní internodia jsou kratší, nejvyšší je nejdelší. Listy má ječmen pravotočivé a jsou umístěny nad sebou ve dvou řadách. Pochva obepínající stéblo vyrůstá z horní části kolénka. Čepel listová je čárkovitě přímá. Značná část asimilačního povrchu představuje povrch listových pochev. Květenství ječmene je složený nerozvětvený klas (lichoklas), tvořený smáčknutým vřetenem, na stranách obrveným, které je rozděleno na jednotlivé články se třemi klásky (jednokvětými), jejichž plodnost určuje řadovost ječmene. Plevy jsou většinou úzké, štětinovité. Jednotlivé kvítky jsou chráněny pluchou a pluškou. Plucha vybíhá v dlouhou osinu. Existují i formy bez osin. Osiny se podílejí na fotosyntéze a transpiraci, čímž ovlivňují i výnos zrna a dehydrataci obilky ve fázi zrání. Obilka je složena ze tří částí a to obalů, endospermu a zárodku. U ječmenů pěstovaných v naší oblasti je barvy světle žluté (Zimolka, 2006). 3.3.2 Tvorba výnosu Tvorba výnosu, podobně jako tvorba zrna u ječmene je velmi podobná, téměř shodná jako u pšenice. Výnosotvorné prvky jsou totožné jako u pšenice. Hospodářský výnos je tvořen počtem rostlin, přesněji počtem plodných stébel (klasů) na m 2. Dále pak počtem obilek v klasu a hmotností obilek (hmotnost tisíce zrn). Téměř každý tento výnosový prvek má období tvorby přírůstku, dosáhne maximální úrovně a pak dochází k jeho kvantitativní redukci (Zimolka, Petr, Ehrenbergerová, 1997). Vysokého výnosu je u víceřadých odrůd ječmene dosahováno sice jen střední hustotou porostu (500 550 klasů/m 2 ) i střední hmotností tisíce zrn (40 45 g), ale vysokým počtem zrn v klasu (35 40). Dvouřadé ozimé odrůdy se vyznačují vysokým počtem klasů z jednotky plochy (700 900 ks/m 2 ), ale nízkým počtem zrn v klasu (15 20) a velmi vysokou hmotností tisíce zrn 45 50 g (Chloupek, Procházková, Hrudová, 2005). 23

3.4 Kukuřice setá Kukuřice setá je rostlina původně z tropických oblastí, která pro úspěšné pěstování vyžaduje vhodné půdně-klimatické podmínky. Jde o teplomilnou rostlinu s požadavkem na dostatek vláhy. Mezi důležité součásti pěstitelské technologie a úspěšné pěstování patří výběr vhodného hybridu pro dané půdně-klimatické podmínky (Novák, Janatová, 2010). Rozvoj technologií pro pěstování kukuřice dlouhodobě nabývá na významu a to především proto, že plochy kukuřice se rok od roku zvyšují. Důvodů je několik. Především v některých oblastech z části vystřídala plochy, které v minulosti byly osévány cukrovkou. Získávání energie z obnovitelných zdrojů také významně přispělo k navýšení ploch kukuřice a to s dynamikou nárůstu počtu bioplynových stanic. Na druhé straně plochy kukuřice pro krmivářské účely postupně klesají tak, jak klesají stavy skotu v této zemi (Šedek, 2011). 3.4.1 Charakteristika plodiny Sběrem byla kukuřice využívána již před 12000 lety. S jejím pěstováním začali Aztékové, Mayové a Inkové před 5600 lety. V roce 1930 se začali využívat první hybridy, které umožňují lepší využití kukuřice pro jednotlivé technologie. V současné době je rozšířená po celé Zemi. Setkat se s ní můžeme od 40 jižní šířky až po 56 severní šířky (Skládanka, 2006) [1]. Kukuřice setá je jedna z nejmohutnějších obilnin a její hlavní zvláštností je jednodomost, jednopohlavnost květů: prašné samčí tvoří klásky sestavené v latách, pestíkové samičí jsou v kláscích, které tvoří palici obalenou pochvou listenů, z nichž za květu vyniká svazek nitkovitých čnělek. Velmi často se u ní vyskytují květenství zdánlivě oboupohlavní (Zajíček, 1958). Jedná se o plodinu cizosprašnou. Patří do třídy jednoděložných, řádu lipnicokvětých, čeledi lipnicovitých. Většina skupin kukuřicovitých se dělí na nižší botanické jednotky podle barvy nebo tvaru zrna a podle barvy pluch na vřetenech palice (Zimolka, 2008). 24

Z celkového počtu sedmi poddruhů mají v našich podmínkách význam čtyři: kukuřice koňský zub kukuřice tvrdá syn. kukuřice obecná kukuřice pukancová kukuřice cukrová. U nás jsou pěstitelsky významné zejména kukuřice koňský zub a kukuřice tvrdá a jejich přechodné formy (celkem 5 typů). Rozlišovacím znakem je tvar zrn, s charakteristickou jamkou na horním zaobleném konci obilky kukuřice koňský zub, zatímco zrno kukuřice tvrdé je hladce oblé a obilky mají větší podíl sklovitého endospermu. U hybridů kukuřice je důležité číslo FAO. Vyjadřuje ranost daného hybrida. Čím je nižší, tím je odrůda ranější. Číslo FAO pochází z USA, vychází ze sumy hraničních teplot nutných pro optimální růst a vývoj. Jde o údaj k porovnání odrůd v určité zeměpisné poloze, avšak porovnávat hybridy stejného čísla FAO v různých klimatických polohách je obtížné pro zcela odlišný průběh teplot v jednotlivých fázích vývoje (Houba, Hosnedl, 2002). Rozdíl o 10 čísel FAO znamená rozdíl ve zralosti o 1-2 dny, případně 1-2 % sušiny v době dozrávání. U nás se pro bramborářskou výrobní oblast doporučují hybridy s číslem FAO do 200 (příp. 250), pro obilnářskou výrobní oblast FAO 250 a pro řepařskou výrobní oblast 280-300. Pro nejteplejší oblasti je možné použít hybridy nad FAO 300 (Skládanka, 2006). V České republice se začalo od roku 2000 využívat pro stanovení ranosti hybridů sumy efektivních hodnot SET. Díky prolínání kontinentálního a přímořského klimatu v ČR dochází v jednotlivých letech k výrazným rozdílům v sumaci teplot. Využívání SET pro hodnocení ranosti jednotlivých hybridů se jeví jako podstatně přesnější než čísla FAO a v budoucnu se bude nepochybně využívat více (Zimolka, 2008). Kukuřice má vysoké nároky na teplo, snáší horké suché léto. Sucho v srpnu a září je příznivé pro optimální fyziologické dozrání. Ranější hybridy dozrávají i ve středních oblastech. Počátkem růstu a vývoje má vyšší požadavky na vláhu. Ideální jsou mírně svažité pozemky s jižní expozicí, nevhodné jsou polohy, kde hrozí eroze. Na půdu je méně náročná, ale nesnáší pozemky zamokřené, kyselé, studené, nepropustné nebo extrémně štěrkovité. 25

Vhodné předplodiny jsou luskoviny, jeteloviny (mimo vojtěšky v suchých oblastech), okopaniny i obilniny. Běžně lze kukuřici pěstovat po sobě, ale vyžaduje vyšší dávky živin (Houba, Hosnedl, 2002). Světové zemědělství již dávno uznalo potenciál kukuřice, a ta dnes rozhoduje o světových zásobách obilovin. Potvrzuje, že i v podmínkách střední Evropy patří k nejproduktivnějším zemědělským plodinám. Za povšimnutí stojí především její ostavení v Polsku. V této zemi bylo v nedávné době pěstování kukuřice na zrno okrajovou záležitostí. Ovšem dnes se jí tam pěstuje kolem 250 tis. hektarů. Také v Německu se výměra kukuřice neustále zvyšuje. Postupně i v České republice dochází ke změnám v pohledu na kukuřici (Prokeš, 2010). Morfologický popis plodiny Kořeny pronikají do hloubky 1,5-3,0 m. Jestliže je vysoká hladina spodní vody, sahá kořenový systém do hloubky 0,3-0,4 m. Převážná část je rozložena v orniční vrstvě. Z nadzemních uzlů stébla se vytvářejí vzdušné kořeny (chrání rostlinu před poléháním a pomáhají zužitkovat vláhu v druhé polovině vegetace). Stébla mají 8 10 článků. Počet nadzemních článků je dán hybridem. Články, které nesou palice, jsou žlábkovitě stlačené. Z nejnižšího kolénka mohou vyrůstat odnože. Podíl stébel na celkovém výnosu je 30 50 %. Listy jsou uspořádány vstřícně. Stéblo obepíná listová pochva, stejně jako u dalších druhů čeledi lipnicovité. Listová čepel je tenká, mělce zvlněná a má vystouplou hlavní žilku. Počet listů je dán hybridem. Rané hybridy mají menší počet listů než hybridy pozdní. Podíl listů na celkovém výnosu je 10 15 %. Podle postavení listu k povrchu půdy rozeznáváme typ planofilní (horizontálně postavený list) a typ erektofilní (vertikálně postavený list). Květy jsou jednopohlavné. Samčím květenstvím je lata, která vyrůstá z posledního článku stébla. Samičím květenstvím je palice (klas), která vyrůstá ve střední části rostliny. Palice je tvořena vřetenem. Do podélně uspořádaných jamek vřetena přisedají klásky. Klásky jsou dvoukvěté (jeden klásek je plodný a jeden neplodný). Vřeteno palice je obaleno listeny. Obilka je bez rýhy, tvar a charakter endospermu závisí na poddruhu. HTS 300 350 g (Skládanka, 2006). 26

3.4.2 Tvorba výnosu Kukuřice je rostlinou, která v poměrně krátké době své vegetace vytvoří značné množství hmoty vysoké kalorické hodnoty. Znamená to, že jak její nadzemní asimilační orgány, tak i kořenový systém mají velkou schopnost přijímat energii a živiny z prostředí a přeměňovat je v organickou hmotu. Pro zdárný vývoj a vysoké výnosy potřebuje kukuřice harmonické působení všech vegetačních faktorů. Potřebuje dost světla, vyvíjí se v podmínkách vysokých teplot, spotřebuje za vegetaci značné množství vody i minerálních živin a vytváří velkou plochu asimilačních orgánů. Kořenová síť je prostorově obsažná a má poměrně značnou schopnost uvolňovat a přijímat živiny a vodu z půdy (Hruška a kol, 1962). Kukuřice v porovnání s jinými zemědělskými plodinami vykazuje určité rozdíly v reakci na pěstování a výživu rostlin. Aby mohla poskytnout vysoké výnosy, je důležité zajistit pro ni co nejlepší podmínky. Snahou pěstitele by mělo být vytvoření optimálních podmínek pro zdárný vývoj rostlin kukuřice, a tak maximálně využít jejího výnosového potenciálu. Stabilizovat výnosy kukuřice se může podařit pouze při efektivním využití všech racionalizačních prvků, které má pěstitel v rukou. Jedním z nich je volba správné výživy a hnojení, protože kukuřice tím, že vyprodukuje značné množství organické hmoty, odčerpává také značné množství živin. Čím je hybrid kukuřice výkonnější, tím je náročnější nejen na prostředí, ale i na výživu a hnojení (Kunzová, 2010). Počet oplodněných obilek (zrn) je často limitující pro výnos zrna. Po oplodnění se nemohou tvořit další nové obilky, to znamená, že akumulační kapacita pro asimiláty tvořené během fotosyntézy je v této fázi vývoje daná v konečné výši. Vlastní realizace akumulační kapacity je tzv. naplňovací období. Zde je důležitá rychlost naplnění obilek, která přímo závisí na rychlosti fotosyntézy po kvetení, na velikosti listové plochy v této době a na délce trvání naplňovacího období. Platí, že: výnos zrna = A x B x C + D, kde: A = rychlost fotosyntézy během naplňovacího období, B = velikost listové plochy během naplňovacího období, 27

C = délka trvání naplňovacího období, D = mobilní asimiláty ve vegetativních orgánech využitelné pro tvorbu zrna (Petr, Černý Hruška, 1980). Tvorba zrna Po opylení se zrna formují a naplňují asimiláty, které se do zrna dostávají z celé rostliny. Zrno zůstává měkké a nevybarvené. Později dosahuje maxima své velikosti a je naplněno mlékovitě zbarvenou, hustou, sladkou kaší je v mléčné zralosti. Čnělky na palici jsou zaschlé a odlamují se. Rostlina je v tomto období zelená. V další stupni zralosti obsah semen houstne, slupka dostává barevný odstín budoucí barvy semene, je pevná, ale dosud bez lesku. Dolní listy ukončily asimilaci a proto žloutnou a zasychají. Endosperm na řezu semena má vzhled vosku semeno je ve voskové zralosti. V tomto stupni zralosti má semeno již plnou krmnou hodnotu. Liší se od zralého pouze tím, že má větší podíl cukru a vody. Při plném dozrání celá rostlina žloutne a listeny obalující palici zasychají. Zrno postupně zvyšuje obsah sušiny na 75 80 %, tvrdne, slupka nabývá definitivní barvy a lesku. Defoliací se vysychání zrna neurychluje (Hruška a kol, 1962). 28

3.5 Řepka olejná Druhou celosvětově nejvýznamnější olejninou je u nás již hojně pěstovaná řepka ozimá. Je to poměrně mladá olejnina mírného pásma. Řepka se pěstuje již jen ve formě 00, tedy s minimálním obsahem kyseliny erukové (Bečka a kol. 2007). Postupně se snižovalo přípustné množství kyseliny erukové v rostlinných olejích z 15% na 10% a konečně v roce 1979 na 5%. Nízký obsah je v dnešní době definován jako odrůdy s obsahem kyseliny erukové pod 2% (Ward, Basford, Hawkins, Holliday 1985). Také byl velmi snížen obsah glukosinolátů (max. 25µmol/g semene). Hlavním producentem semen řepky ozimé je Evropská unie, druhá je Čína, následuje Kanada, která je nejvýznamnějším exportérem světa. Řepka se využívá na produkci tuku, ten se poté uplatňuje hlavně v potravinářství, přídavek do biopaliv, z části na mazadla a dodání tuku do krmných směsí. Je to perspektivní plodina českého zemědělství. Vedle ekonomického profilu pro zemědělce má i významnou úlohu jako přerušovač obilních sledů. V ČR jsou příznivé podmínky pro její pěstování a následné zpracování. Velká část produkce je předmětem exportu do jiných evropských zemí, především Německa jako řepkové semeno nebo metylester z něho vyrobený (Bečka a kol. 2007). 3.5.1 Charakteristika plodiny Řepka olejná z rodu brukev (Brassica) patří do čeledi brukvovitých (Brassicaceae), kam náleží dalších 170 rodů s asi 2 000 druhy. Brukev řepka nemá planého předka. Jde fylogeneticky o velmi mladý a dosud značně proměnlivý a vitální druh, který vznikl jako amfitetraploid s 38 chromozomy po křížení brukve zelné s 20 chromozomy a brukve řepice s 18 chromozomy (Vašák a kol., 2000). I v současné době takovýmto způsobem řepka v omezené míře znovu vzniká za účelem zvýšení genetické diverzity pro tvorbu nových odrůd (Baranyk, Kazda a kol., 2005). Ozimá řepka má v našich podmínkách vegetační dobu 300 340 dnů, nejčastěji 320 330, výjimečně v nadmořských výškách i celý rok. 29

Řepka je včelomilnou rostlinou, i když je samosprašná, v závislosti na ročníku a odrůdě. Sprášení větrem je menší než 10 %, hmyzem (hlavně včely, ale i čmeláci a mouchy) nad 90 %. Běžné odrůdy a restaurované hybridy se mohou samosprášit bez zjevného dopadu na výnos (Vašák, 2000). Je charakteristická svým nejednotným, kvetením a dozráváním. Nejen odrůda působí na jednotnost dozrávání, ale i průběh počasí, kvalita založení porostu, harmonická výživa a případné poškození porostu (Baranyk, Fábry, 2007). V České republice se pěstuje prakticky jen řepka typu 00 s minimálním obsahem glukosinolátů (GSL) a kyseliny erukové (výjimka je např. odrůda Oasa typ E0 s vysokým obsahem kyseliny erukové a nízkým obsahem GSL (Houba, Hosnedl, 2002). Glukosinoláty jsou nejsledovanější složkou řepkového šrotu, protože jejich rozkladné produkty izotiokyanáty a 2-oxazolidinethion představují riziko při zkrmování vyšších dávek šrotů a vysokým obsahem GSL. Tyto látky snižují stravitelnost krmiv, poškozují štítnou žlázu a vážou selektivně jód. Všechny v ČR registrované odrůdy řepky však obsahují méně než 18 µmol GSL/g semene (řada z nich i podstatně méně), a proto lze šroty z nch vyrobené využívat při sestavování krmných dávek pro hospodářská zvířata v mnohem větší míře než v dobách minulých (Baranyk a kol., 2010). Obsah oleje (min. 42 % při 8 % vlhkosti) a obsah kyseliny erukové v osivu, který je stanoven normou (0,3 0,8 % podle kategorie) resp. obsah GSL (max. 15 20 µmol/g) jsou limitní hodnoty, které mohou být ohroženy například při nekontrolovaném přemnožení (Houba, Hosnel, 2002). Morfologický popis řepky Řepka ozimá vytváří mohutný kůlový kořen, který je asi z 87 % rozložen v ornici. Nadzemní část má dvě vývojové fáze, a to podzimní fázi listové růžice (fáze vegetativní) a jarní fázi prodlužování nebo rychlého růstu (fáze generativní). Kořeny rostou již při 2,9 C. Lodyha má výšku 120 220 cm, nejčastěji 140 160 cm. Na lodyze vyrůstá v úžlabí lyrovitých listů zpravidla 6 8 větví prvého řádu, které se dále větví. Nadzemní biomasa začíná růst při 5 C. 30

Rostliny při hustotě kolem 60 jedinců na 1 m 2 mají zpravidla 300 500 květů, ze kterých do sklizně obvykle zůstane 80 120 šešulí. Solitérní rostliny mají 3 000 5 000 květů a výjimečně i víc než 1 000 šešulí. Květ je stavěn podle čísla čtyři. Obvykle má barvu jasně žlutou, výjimečně i světle žlutou nebo bílou. Kvetení probíhá 20 25 dnů a většinou celé probíhá v květnu, výjimečně začíná v poslední dekádě dubna. Dvouřadá šešule obsahuje 15 20 tmavě zbarvených semen s hmotností tisíce zrn 4,5 5,5 g. Vyskytují se i čtyřřadé šešule a šešule s 40 50 semeny. Semena mohou být i světle žlutě zbarvená. Semeno začíná klíčit při teplotě 1 C. Rostliny se sílou kořenového krčku nad 8 mm odolávají v půdě i opakovaným holomrazům do -20 C. Jarovizace probíhá u mladých rostlin v rozmezí 2 8 C po dobu 30 60 dnů. Řepka ozimá je typickou dlouhodenní rostlinou, pro jejíž jarovizaci je nezbytný krátký den (Vašák, 2000). 3.5.2 Tvorba výnosu Výnos je produktem fotosyntetické výkonnosti porostu. Porost je složen z jedinců, rostlin a jiných organismů rozmístěných na ploše i v prostoru, mezi nimiž dochází k mezidruhové a vnitrodruhové konkurenci. Prvotní snahou je minimalizovat negativní dopad konkurence o sluneční záření a o živiny s vyloučením konkurenčního tlaku plevelných druhů a omezením dalších škodlivých činitelů, snižující produktivní asimilaci. S postupem vegetace se zmenšuje možnost ovlivnit agrotechnickými zásahy strukturu prvků výnosu. Výnos semen je redukován vlivy agroekologickými, fyziologickým opadem poupat, květů a šešulí a sklizňovými ztrátami (Vašák, 2000). O výnosové schopnosti porostu rozhoduje počet vytvořených semen na 1 m 2, který vyplívá z počtu šešulí na 1 m 2, počtu semen v šešuli a jejich HTS. Přitom počet šešulí na 1 m 2 je podmíněn počtem šešulí na jednu rostlinu a počtem rostlin na 1 m 2. Úroveň výnosotvorných prvků je podmíněna genotypem odrůdy, často ovšem ovlivněný ročníkem, ekologickými podmínkami a agrotechnikou. V konkrétních podmínkách je uplatnění výnosotvorných prvků limitováno výživou, světelnými podmínkami, reakcí odrůd na faktory redukující výnos apod. 31

Podstatný rozdíl mezi strukturou výnosu obilnin a řepky spočívá v tom, že u obilovin se sklízejí plody obilky, a u řepky se sklízejí semena v plodech v šešulích, jejichž počet je značně variabilní. Tato okolnost souvisí u řepky s významnější reakcí na vlivy prostředí a na mimořádně vysokou schopnost kompenzace ve vzájemné interakci výnosových prvků. Z hlediska výnosotvorných prvků je ideotypem porost produkující velký počet šešulí na jednotce plochy, charakteristickým vysokým počtem semen v šešulích a vysokou HTS (Baranyk a kol., 2010). Prvky tvořící výnos 1. počet rostlin na m 2 2. počet šešulí na rostlinu 3. počet větví na rostlinu 4. počet semen v šešuli 5. hmotnost tisíce zrn (Vašák, 2000). Výnos na plochu Počet rostlin na plochu Počet šešulí na plochu Počet šešulí na rostlinu Počet semen na plochu Počet semen na rostlinu Počet semen na rostlinu Počet semen na šešuli Výnos semen na šešuli Hmotnost 1 semene Výnos semen na plochu Primární prvky výnosu Obr. č. 3: Schéma výnosové struktury řepky olejné (Vašák, 2000). 32

Nejhodnotnější částí rostliny je při obvyklé hustotě 60 80 rostlin/m 2 vrcholové plodenství a horní 2 3 větve. Zde je nejvíce šešulí, které jsou nejdelší, mají nejvíce semen a největší hmotnost tisíce zrn. Na výnosu se nejvíce podílí hlavní osa květenství terminál (Vašák, 2008). Ovlivnění výnosových prvků Limitem výnosů jsou všechny vlivy, které negativně ovlivňují početnost, mohutnost, aktivitu či vzájemnou provázanost kořenů, asimilačního aparátu a generativních orgánů. Zejména jde o vliv plevelů, škůdců, vyzimování aj. Výnos rostlin závisí především na: mohutnosti a aktivitě kořenového systému na době trvání velké asimilační plochy a na aktivitě fotosyntetického aparátu na počtu úložných míst a na schopnosti rostliny ekonomicky transformovat asimiláty do semen (Vašák, 2000). 33

4 METODIKA ZPRACOVÁNÍ Pro zpracování byly vybrány čtyři významné zemědělské plodiny pšenice ozimá, ječmen jarní, kukuřice setá a řepka olejná. U těchto plodin byly sledovány výnosy v určených časových úsecích a statisticky zpracovány míry variability jejich výnosů. Výnosové řady pro všechny čtyři plodiny byly získány ze Situačních a výhledových zpráv Ministerstva zemědělství, doplněny byli o údaje z časových řad zemědělství na Českém statistickém úřadu. Vzhledem k dostupnosti dat o výnosech byly zvoleny časové řady shodně pro všechny plodiny za posledních 30 let (1981 2010). Vzhledem k výrazné změně politického a ekonomického stavu v odvětví po roce 1989, které se projevily také v úrovni výnosů polních plodin, není vhodné celou třicetiletou řadu proložit jedním lineárním trendem. Protože nebylo zřejmé jak řadu výnosů plodin optimálně rozdělit, byly charakteristiky variability spočítány pro všechny možné intervaly v rámci celé řady. Byly navrženy 5 leté intervaly, pro které byly spočítány jednotlivé statistické ukazatele za dané období a s těmi dále počítáno. Míra proměnlivosti výnosů vybraných zemědělských plodin byla poté vypočtena podle následujících základních statistických vzorců: průměr = Aritmetický průměr je spolu s rozptylem nejvýznamnější statistickou charakteristikou. Je nečastěji používaným průměrem, počítá se z hodnot zkoumaného znaku všech jednotek hodnoceného souboru a charakterizuje úroveň znaku. Požitá prostá forma je využívána u netříděných hodnot znaku (Stávková, Dufek, 2003). 34

rozptyl (variance) = Rozptyl je definován jako průměrná čtvercová odchylka počítaná od aritmetického průměru. Je to nejdůležitější míra variace, která vhodně a přesně postihuje odlišnosti všech jednotlivých hodnot zkoumaného kvantitativního znaku (Stávková, Dufek, 2003). směrodatná odchylka = Směrodatná odchylka je druhou odmocninou rozptylu a jako taková vychází v původních měrných jednotkách znaku. Velikost směrodatné odchylky je ovlivněna nejen variabilitou, kterou měří, ale i úrovní zkoumaného kvantitativního znaku (Stávková, Dufek, 2003). variační koeficient =. 100 Variační koeficient je vhodnější k porovnávání, protože je relativní mírou a počítá se jako podíl směrodatné odchylky a aritmetického průměru. Tím se získá bezrozměrné číslo, pro praktické účely je počítán 100 násobek a výsledek je udán v % (Stávková, Dufek, 2003). průměrná odchylka - relativní základní vzorec: = = Odchylky se berou v absolutních hodnotách, neboť jde o jejich velikost bez ohledu na znaménko. I když se průměrná odchylka absolutní počítá ze všech hodnot a je 35

dána průměrnou velikostí odchylky, přesto nepostihuje nejvhodněji odlišnosti jednotlivých hodnot. Pro srovnání variability je proto nezbytné použít průměrnou odchylku relativní. Dosáhne se toho vydělením příslušnou střední hodnotou, v tomto případě aritmetickým průměrem (Stávková, Dufek, 2003). Modifikací těchto základních statistických vzorců došlo k detrendaci, kdy se míry variability nevztahují k průměru, ale k bodům daného trendu. Zpracování získaných dat bylo provedeno v programu Microsoft Office Excel 2007. Data byla zanesena do tabulek a následně byly vypočítány potřebné údaje k porovnání proměnlivosti výnosů jednotlivých vybraných plodin pomocí výše uvedených základních statistických vzorců. Vypočítané údaje byly zpracovány grafickým vyjádřením v příslušné grafy. Data pro zpracování průběhu srážek a teplot ve vybraném období byla získána z veřejně dostupných dat Českého hydrometeorologického ústavu. 4.1 Pokus s ječmenem jarním, Žabčice Obora Schéma pokusu Experiment byl založen v roce 1975. Ječmen jarní se pěstoval v monokultuře, za použití tradičních agrotechnických postupů a techniky. Sláma byla každoročně sklízená. Při hnojení se používaly tři dávky dusíkatého hnojení, a to 30 kg/ha, 60 kg/ha a 90 kg/ha. Pro srovnání variability výnosu ječmene jarního byly vybrány výsledky s dávkou dusíku 60 kg/ha. Údaje pro rok 2006 nebyly dostupné. Lokalita pokusu Pozemky Školního Zemědělského podniku Mendelovy univerzity v Žabčicích se nachází v kukuřičné oblasti. Podle BPEJ je charakterizováno jako velmi teplá až teplá oblast. Průměrná roční teplota činí 9,2 C. V této oblasti nejsou srážky rovnoměrně rozložené. Půdní jednotkou lokality je typ fluvizem glejová. Půdu tvoří aluviální sedimenty protékající řeky Svratky. Půda je hlinitojílovitá s obsahem jílovitých částic převyšující 50 %. 36

Obr. č. 4: Půdní jednotky lokality Žabčice Obora a okolí (Zpracováno z <http://www.nature.cz/publik_syst2/files08/3412.pdf>). Průběh srážek a teplot na lokalitě Žabčice Obora Nízké srážky a vysoké teploty v kombinaci s častými výsušnými větry způsobuje, že podmínky na lokalitě jsou výrazně sušší, než je klimatologické optimum. Data pro zpracování průběhu srážek a teplot ve vybraném období byly získány z Meteorologické stanice Ústavu agrosystémů a bioklimatologie Žabčice, Mendelu Brno. 37