Šlechtění, semenářství a volba odrůdy v ekologickém zemědělství

Šlechtění, semenářství a volba odrůdy v ekologickém zemědělství

Úvod do šlechtění pro EZ Principy šlechtění (filozofie, metody, hodnocení odrůd, instituce) Volba odrůdy jednotlivých druhů Semenářství v EZ Právní normy, evidence osiva (ÚKZÚZ) Role genových bank při ochraně agrobiodiverzity a šlechtění odrůd pro EZ

Úvod do šlechtění pro EZ Odrůdou lze definovat soubor pěstovaných rostlin s jednotnými morfologickými znaky, jednotlivými cytologickými, fyziologickými, biologickými a hospodářskými vlastnostmi, kterými se odlišuje od jiné odrůdy stejného druhu plodiny Podíl odrůdy na výnosu byl v roce 1948 (5%), 1973 (až 20%), v současnosti (více než 30%) Současné odrůdy jsou přizpůsobeny pěstitelské, sklizňové a zpracovatelské technologii)

zkrácené stéblo Moderní odrůdy Co nejvhodnější pro pěstování intenzivním způsobem (použití značných dávek průmyslových hnojiv, herbicidů, fungicidů, insekticidů, růstových regulátorů a dalších látek. Vysoká produktivnost porostu je získána za cenu ztráty stability, uměle udržované chemickými vstupy. horší konkurenceschopnost vůči plevelům méně výkonná kořenová soustava Zleva - krajová odrůda (1920) Uprostřed šlechtěná odrůda (1950) Zprava šlechtěná odrůda (1980)

Staré a krajové (místní odrůdy) Na zlepšení podmínek prostředí reagují zvýšením kvality a výnosu. Nejsou však dostatečně odolné vůči chorobám a škůdcům a výnosné. lepší konkurenceschopnost vůči plevelům jsou nositeli genů potřebných při šlechtění lépe snášejí abiotický stres mají specifické parametry produkce podílejí se na zvyšování agrobiodiversity

Biologické odrůdy Takováto odrůda by měla být schopna poskytovat dostatečný výnos i kvalitu při nízkých vstupech. Cílem je, aby se vyznačovaly pozitivní změnou kvality při zlepšení podmínek a větší stabilitou při jejich kolísání. Šlechtění těchto odrůd v současnosti probíhá. Getreidezüchtung Peter Kunz Saatzucht Edelhof

Principy šlechtění (filozofie, metody, hodnocení odrůd, instituce)

Kritéria produkce v EZ s ohledem na tři úrovně šlechtění pro EZ Farma Plodina Socio-ekonomické aspekty 1. Uzavřený produkční cyklus 2. Přirozená regulace produkčních cyklů 3. Vysoká agrobiodiverzita 1. Schopnost přirozené reprodukce 2. Schopnost adaptace nezávisle na prostředí 3. Genetická diverzita s respektem k jedinečnosti a charakteru přírodních druhů 1. Blízká interakce mezi farmářemobchodníkemzpracovatelem a šlechtitelem 2. Začlenění principů EZ 3. Kulturní diverzita (řada odlišných šlechtitelských programů)

Kontinuita ve šlechtění pro EZ farmář obchodní a zpracovatelské organizace konzument šlechtitel

Základní principy Šlechtění probíhá v podmínkách EZ V EZ je přirozená rozmnožovací schopnost charakterizována vitalitou Přírodní reprodukce stále se opakující použití odrůdy (rozmnožovací materiál se vyvíjí v interakci s časem a změnou podmínek prostředí)

Konvenční zemědělství x EZ Podmínky konvenční farmy se maximálně přizpůsobují odrůdě Aplikace průmyslových hnojiv a pesticidů potlačuje lokální rozdíly v úrodnosti půdy a rezistenci k chorobám Odrůdy mají velikou oblast rozšíření Respekt k rozdílným podmínkám prostředí Odrůdy s vysokou adaptační schopností (adaptované na podmínky místního prostředí) Schopnost přizpůsobení se měnícím se podmínkám prostředí (pružnost)

Jak uvádí WOLFE (2003), u odrůd obilnin vhodných pro ekologické zemědělství je potřebné hodnotit následující problémové okruhy: a) zajištění dostatečné výživy rostlin, b) vysoká konkurenční schopnost vůči plevelům, c) odolnost vůči chorobám a škůdcům, d) kvalitativní parametry produkce.

Zajištění dostatečné výživy rostlin Mohutná kořenová soustava Adaptace odrůd na sezónní výkyvy v příjmu živin Efektivní příjem živin v počátečních růstových fázích Efektivní příjem živin při obnovení jarní vegetace Pozitivní interakce s půdním edafonem Ideální odrůda má tedy bohatě rozvinutou kořenovou soustavu, schopnou efektivně přijímat dusík

Vysoká konkurenční schopnost vůči plevelům Dostatečná odnožovací schopnost i v horších růstových podmínkách Planofilní postavení listů v počátečních růstových fázích (rozložený až rozprostřený trs při odnožování, >45º) V pozdějších růstových fázích je výhodné erektofilní postavení listů Konkurenceschopnost v růstové fázi DC 31-75 je závislá na rychlosti sloupkování, LAI, objemu nadzemní fytomasy a výšce rostlin Optimální počet, velikost a pozice listů Nejvhodnější jsou středně vysoké odrůdy

Odolnost vůči chorobám a škůdcům Při šlechtění odrůd není selekčním kritériem konkrétní úroveň rezistence, ale schopnost rostliny vytvořit určitou úroveň výnosu a kvality navzdory infekčnímu tlaku chorob V EZ se uplatňuje především prevence, odrůdy mají mít vysokou polygenetickou nebo celkovou rezistenci Selekčními kritérii je heterozygótnost ve znacích: 1. tolerantnost k chorobě nebo škůdci, 2. pružná reakce, 3. schopnost navrátit se do původního stavu. Doporučuje se setí odrůdových směsí

Mazlavá sněť pšeničná, zakrslá (Tilletia caries, controversa) Problematická při semenářství, přenos osivem Braničnatka plevová (Septoria nodorum) architektura rostlin (přenos spor dešťovými kapkami z listů na klas omezí zvětšení vzdálenosti mezi klasem a praporcovým listem) vysoké odrůdy jsou odolnější Fusarium spp. infekci klasů ovlivňuje vzdáleností klas-praporcový list krátkostébelné odrůdy jsou náchylnější vliv odrůdy může převýšit vliv počasí

Padlí travní (Erisyphe graminis) při snížení hladiny živin, zejména dusíku a při poklesu hustoty porostu lze očekávat nižší napadení padlím travním Stéblolam (Pseudocersporella herpotrichoides) vhodná organizace porostu omezuje výskyt stéblolamu Rez plevová, pšeničná, travní (Puccinia striiformis, triticina, graminis) porosty jsou poškozovány méně než v konvenčním systému tolerantní odrůdy (dosáhnou optimálního výnosu při napadení)

Kvalitativní parametry produkce prioritou EZ je kvalita, nikoli kvantita produkce specifická chuť dává odrůdě charakter díky interakci genotypu a prostředí má odrůda charakteristické vlastnosti prodej jako krajová specialita Minimální pekařská kvalita potravinářské pšenice (B chlebová) 1. obsahem hrubých bílkovin (11,1 %), 2. vysokou hodnotou sedimentačního testu (Zeleny-test) (19 ml), 3. vazností mouky (53,9 %), 4. objemovou výtěžností (477), 5. číslem poklesu (160 s), 6. objemovou hmotností (760 g/l).

Metody šlechtění v EZ Vhodné kombinační křížení, vnitrodruhové křížení, zpětné křížení, roubování, řízkování, výběr Nevhodné, ale přechodně povolené opylení in vitro, embryokultury Zakázané genetické modifikace, selekce a mutace in vitro, CMS somatická hybridizace fůze protoplastů

Volba odrůdy jednotlivých druhů zemědělských plodin

Pšenice Ozimá tvorba výnosu převážně větším počtem zrn v klasu a HTZ střední odnožovací schopnost střední až dlouhé stéblo odolné proti rzi, chorobám pat stébel, stéblolamu, septoriózám a fuzariózám konkurenční schopnost vůči plevelům plasticita a stabilita výnosu pro EZ vhodné Jarní Další alternativní druhy ideální pro EZ (špalda, jednozrnka, dvouzrnka)

Vzpřímený, hranolovitý, dlouhý, středně hustý klas (erected, long and intermediate spike) Dlouhý a široký praporcový list (long and wide flag leaf) Dlouhé horní internodium (long upper internode) Délka rostliny 80-100 cm (length of plant 80-100 cm) Sklizňový index 0,5 (harvest index 0,5) 2,5-3 produktivní odnože (2,5-3 productive tillers) Mohutná kořenová soustava (bulky root system)

Ječmen vhodné odrůdy Ozimý Jarní dobrá konkurenční schopnost vůči plevelům vysoká odolností proti listovým chorobám čtyřřadé odrůdy méně rozvinutá kořenová soustava nízké stéblo volba starších odrůd vhodnější než ozimý

Žito, tritikale a oves schopnost využít méně přístupné živiny odolnost žita proti vyzimování nízká náročnost ovsa z hlediska ochrany proti chorobám a škůdcům

Luskoviny Bob současné střední až vysoké odrůdy jsou vhodné Hrách odrůdy listového charakteru (zaplevelené pozemky) bezlisté odrůdy (vlhčí podmínky, čistší pozemky) Lupina nejvýnosnější je lupina bílá Sója ranné odrůdy s jistotou dozrání (suma vegetačních teplot 1600, FAO 260-300)

Olejniny Len na základě požadavku odběratele (přadný, olejný), současné odrůdy jsou vhodné Slunečnice s ohledem na výnos a olejnatost důležitým kritériem je délka vegetační doby Řepka velmi náročná a méně vhodná plodina pro EZ

Brambory kvalita (stolní hodnota chuť, vařivost, aj.) tvar hlízy a pevnost slupky rezistence proti chorobám (odrůdy rezistentní proti plísni bramborové zatím neexistují náchylnější jsou odrůdy s vysokou stolní hodnotou délka vegetační doby (ranější odrůdy) odrůdy s nižším nasazením hlíz v extenzivních podmínkách je lépe vyživí a mají vyšší výnosovou jistotu

Cukrovka Její pěstování je v podmínkách EZ obtížné Krmná řepa Na lehkých půdách polocukrovky a obsahové řepy (Terka, Rubra, Media, Dorka) Na těžkých půdách odrůdy s mělkou bulvou (Hako, Gaia) Ostatní nenáročné okopaniny Tuřín (Milevský), vodnice (Typhon, Albína), krmná mrkev (Táborská žlutá, Višňovská zlutočervená)

Druhové a odrůdové směsi Správným výběrem odrůd a sestavením směsí pro určité klimatické a půdní podmínky je možné sestavit výhodné směsi dvou obilních druhů (sourež) i směsi dvou nebo více odrůd obilnin v rámci jednoho druhu. výnosnost komponentů procentuální poměr vegetační rytmus kvalita suchovzdornost mrazuvzdornost odolnost proti chorobám a škůdcům poléhavost

Instituce a projekty zabývající se šlechtěním odrůd pro EZ

European Consortium for Organic Plant Breeding http://www.eco-pb.org Náplní konsorcia je: zajistit prostor pro diskusi a výměnu zkušeností, zahájit a podpořit programy šlechtění pro EZ, rozvinout vědecký koncept šlechtění pro EZ, rozvinout pravidla EZ šlechtění. ECO-PB přispívá k optimalizaci EZ podporou šlechtitelských programů odrůd lépe přizpůsobených pěstitelským podmínkám EZ. ECO-PB se zavazuje k dodržování standardů IFOAM (je členem) a Nařízení Rady EHS č. 2092/1991. ECO-PB vyzdvihuje roli biodiverzity díky udržitelné podpoře pěstovaných rostlin jako součásti kulturního dědictví.

Sustainable Low-Input Cereal Production: Required Varietal Characteristics and Crop Diversity http://www.cost860.dk

WG 1: Genetics and Plant Breeding výběr a šlechtění materiálu adaptovaného do low-input nebo podmínek EZ WG 2: Biostatistics statistická analýza popisující interakci genotyp x prostředí a predikce reakce odrůdy WG 3: Plant-Soil Interactions cereal x soil x rot-associated microorganism WG 4: Plant-Plant Interactions vztahy mezi rostlinami v odrůdových a druhových směskách a mezi plevely WG 5: Plant-Disease Complexes choroby přenášené osivem, Fusarium spp., další významné choroby, metody hodnocení chorob WG 6: Variety Testing and Certification testování vhodnosti odrůd pro EZ

Právní normy, evidence osiva (ÚKZÚZ)

Právní úprava EZ semenářství EU směrnice zabývající se šlechtěním pro EZ chybí Rozmnožovací materiál v EZ ale musí splňovat Nařízení Rady 834/2007 o ekologické produkci a označování ekologických produktů Povinnost pěstovat pouze osiva pěstovaná alespoň 1 rok, v případě víceletých rostlin 2 roky ekologickým způsobem Použití geneticky modifikovaného materiálu je zakázáno

Podle 11 zákona č. 242/2000 Sb., o ekologickém zemědělství je ekologický podnikatel při hospodaření na zemědělské půdě povinen používat pouze rozmnožovací materiál stanovený pro EZ v prováděcím právním předpisu (vyhláška č. 53/2001 Sb. ve znění předpisů pozdějších: osivo pocházející z rostlin, které byly pěstovány podle zásad ekologického hospodaření nejméně jedno (poslední) vegetační období Vytrvalé plodiny pak nejméně dvě vegetační období Sazenice zelenin musí pocházet vždy z ekologického pěstování V případech, kdy bude nařízeno použití mořeného osiva a sadby dle zákona č. 147/1996 Sb., o rostlinolékařské péči Státní rostlinolékařskou zprávou, může farmář použít mořené osivo, produkce ale nebude certifikována

Pro uvádění osiva a sadby do oběhu platí společná právní úprava pro konvenční a ekologické zemědělství: zákon č. 219/2003 Sb., který v 13 upravuje minimální požadavky na osiva v EZ Obaly s osivem musejí být označeny slovy Určeno pro ekologické zemědělství V EZ je možné také použít nemořený základní rozmnožovací materiál (pšenice, žito, tritikale, ječmen, kukuřice, cukrovka, len), po dodržení mezních hodnot výskytu škodlivých organismů, stanovených vyhláškou

Limitní výskyt škodlivých organismů v pšenici a ječmeni, vztahující se k povinnému moření základního rozmnožovacího materiálu Plodina Škodlivý organismus Nejvyšší povolený výskyt napadených semen v % Pšenice Stagonospora nodorum Fusarium Ustilago tritici Tilletia 20 % 10 % 0,8 % do 10 ks ze 300 semen Ječmen Drechslera graminea Bipolaris sorokiniana Fusarium Ustilago nuda Ustilago hordei 2 % 10 % 10 % 0,8 % 0,8 %

Odbor osiv a sadby ÚKZÚZ byl pověřen MZe (odborem rozvoje venkova a ekologie) vedením databáze osiv pro ekologické zemědělství. Vedení této databáze je v souladu s nařízením Komise 1452/2003. ÚKZÚZ eviduje množitelské plochy a osivo pro ekologické zemědělství http://www.ukzuz.cz

Semenářství v EZ

Zásady pro množení osiv a jejich posklizňovou úpravu výběr smluvních množitelů rajonizace množitelských porostů výběr odrůd vhodných pro EZ výchozí materiály pro zakládání množitelských porostů dodržování zásad množitelské agrotechniky: 1. výběr pozemku, 2. vhodná předplodina, 3. technická a prostorová izolace, 4. dodržet doporučené zásady výsevu a výsadby, 5. ochrana proti plevelům (prevence, mechanicky, selekce), 6. hnojení (organické, pouze povolené P, K hnojiva),

7. proti chorobám a škůdcům (povolené přípravky na bázi Cu a S), 8. předčasné ukončení vegetace (pouze mechanicky), 9. doba sklizně (plná zralost), 10. sklizeň (maximálně šetrná), 11. posklizňové ošetření (předčištění a dosušení ihned po sklizni), 12. skladování osiv (sucho, chlad).

Ošetření osiva a sadby před výsevem a výsadbou zákaz použití syntetických mořidel důraz je kladen na preventivní opatření: 1. certifikované osivo 2. omezení použití farmářských osiv 3. nepoužívání nelegálního osiva neznámého původu 4. výsev a výsadba do dobře připravené půdy 5. optimální doba výsevu a výsadby 6. volba optimálního výsevku Je možné použít některé alternativní metody, jako je ošetření osiva teplou vodou nebo biologickými přípravky.

Role genových bank při ochraně agrobiodiverzity a šlechtění odrůd pro EZ

Diverzita zemědělských plodin je významnou součástí biologické rozmanitosti a původní genetické zdroje na teritoriu každého státu jsou cenným a originálním příspěvkem k tomuto celosvětovému dědictví Ex situ a in situ (on farm) konzervace On farm konzervace dynamické uchování v agroekosystému (využívány farmy zachovávající tradiční formy hospodaření EZ) Šlechtění plodin za aktivní spolupráce farmářů International Center for Agricultural Research in the Dry Areas