Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika Report č.1 Typ Produkt Indikace Plodina Lokalita Pokus v klimatizovaném boxu Bionur Moření osiva podpora růstu kořenového systému rostlin Ječmen jarní Klimatizovaný box MENDELU Zadavatel Biolife s.r.o. Na Čihadle 32 Praha 6 Řešitel Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství Zemědělská 1 613 00 Brno Odpovědná osoba řešitele Ing. Radim Cerkal, Ph.D. E-mail: radim.cerkal@mendelu.cz Tel. 545 13 3322 Datum: 22.2.2011 Zpracoval: Ing. Radim Cerkal, Ph.D. Ing. Jaromír Kovárník
Metodika Do pokusu byly zařazeny tři sladovnické odrůdy ječmene jarního Aksamit, Jersey a Prestige. Nemořené osivo odrůd bylo před výsevem ošetřeno přípravkem Bionur v dávce 1,5 l.t -1 (ošetřená varianta). Roztok mořidla byl připraven 24 hodin před vlastní aplikací ředěním v poměru 1:20 s destilovanou vodou. Mořidlo bylo aplikováno postřikem na obilky jednotlivých odrůd, rozprostřené na filtračním papíře. Další manipulace s osivem probíhala po oschnutí povrchu obilek. Kontrolní (srovnávací) variantou byly obilky nemořené (neošetřená varianta). Založení pokusu proběhlo dne 5.11.2010. Dno pokusných nádob (plastové přepravky s objemem 50 l) bylo vyloženo drenážní vrstvou z keramzitu, na kterou byla nasypána 20 cm vrstva zahradnického substrátu (složení a výrobce viz tab. 1). Do nádob byla umístěna čidla monitorující teplotu a vlhkost substrátu. Objemová vlhkost půdy byla měřena automatickými elektromagnetickými TDT (Time Domain Transmissometry) senzory VIRRIB (firma AMET Velké Bílovice, http://www.amet.cz/virnav03.pdf). Horizontálně orientovaná čidla monitorovala v patnáctiminutovém intervalu vlhkost půdy v hloubce 20 cm přímo pod rostlinami ječmene. Monitoring teplot půdy byl prováděn pomocí senzorů Dallas semiconductor, typ DS18B20. Stahování dat z dataloggeru probíhalo pomocí přenosného počítače. Tab. 1 Chemické a fyzikální vlastnosti použitého zahradnického substrátu, výrobce AGRO CS a.s. Vlastnost Hodnota ph 5,0 7,0 Spalitelné látky v % min. Částice nad 20 mm v % max. Elektrická vodivost v ms.cm -1 (ve vodním výluhu 1:25) 50,0 5 max 1,2 Pozn. Obsah rizikových prvků splňuje zákonem stanovené limity v mg.kg -1 sušiny: kadmium 2, olovo 100, rtuť 1,0, arsen 20, chrom 100, měď 100, nikl 50, zinek 300. Substrát je vyroben z rašeliny a vyzrálého kůrového humusu, s upravenou reakcí a obohacený živinami. Dobrá struktura zaručuje optimální provzdušnění kořenového balu, a tím urychluje růst kořenů. Díky vysoké nasáklivosti pro vodu dobře zásobuje rostliny vodou. Zásobuje rostliny všemi důležitými živinami včetně mikroprvků. Po výsevu osiva (3 nádoby, v každé 20 obilek jedné odrůdy, 10 ošetřených a 10 neošetřených přípravkem Bionur, hloubka setí 3 cm) byly nádoby umístěny do klimatizovaného boxu (klimabox). Světelný režim v klimaboxu byl nastaven na délku dne 12 hod., intenzita osvětlení na 20 000 luxů. Teplotní režim byl na počátku pokusu 12 C ve dne a 10 C v noci. Od 29.11.2010 (24 dní po výsevu) by la teplota snížena na 10 C ve dne a 9 C v noci, zároveň byla prodloužena doba osvětlení na 16 hod. Dne 7.1.2011 (63 dní po výsevu) byla teplota zvýšena na 12 C ve světelné a 10 C v temnostní fázi. Vlhkost substrátu v nádobách se pohybovala v rozmezí 20 50 % (viz obr. 1). Měření velikosti kořenového systému rostlin (VKK) probíhalo pomocí LCR METRU 131D v níže uvedených termínech (tab. 2). Metoda je založena na principu měření elektrické kapacity. Na rostlinu je ve výšce cca 2 cm nad substrátem připevněna jedna elektroda (ve Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství 2
tvaru kleští), druhá elektroda je zasunuta přibližně v polovině meziřádku do substrátu. V obvodu, kde prochází střídavý proud o frekvenci 1 khz mezi kořenovým systémem a půdou se měří paralelní kapacita (v nf nanofaradech). Jednu desku v tomto případě představuje povrch kořenového systému rostliny, druhou tvoří substrát v němž kořeny rostou. Proud musí být přiveden na bázi všech stébel jedné rostliny, protože odnože u obilnin často nebývají vodivě spojeny (Chloupek 1977, Dalton 1995). Tímto způsobem dochází k polarizaci pouze živých membrán nebo živých buněk, které vykazují určitou elektrickou aktivitu na membránách mezi buňkami. Největší kapacitu proto vykazují mladé kořeny a kořenové vlásky, které nemají suberinizované buněčné stěny. U starších kořenů se suberinizovanými stěnami buněk jsou vzdálenosti mezi deskami větší, proto je obvykle naměřena menší elektrická kapacita. Metoda je nedestruktivní a umožňuje sledovat vývoj kořenového systému konkrétní rostliny v průběhu celé vegetace. Nevýhodou metody je, že nelze porovnávat jednotlivá měření mezi sebou pokud není dodržena konstantní vlhkost substrátu. Obr. 1 Průběh vlhkosti půdy v pokusných nádobách během trvání pokusu v klimatizovaném boxu Tab. 2 Termíny měření velikosti kořenového systému ječmene jarního v klimaboxu Datum Dnů od výsevu Datum Dnů od výsevu 7.12.2010 32 21.1.2010 77 9.12.2010 34 26.1.2011 82 10.12.2010 35 28.1.2011 84 13.12.2010 38 31.1.2011 87 16.12.2010 41 2.2.2011 89 20.12.2010 45 4.2.2011 91 7.1.2011 63 7.2.2011 94 12.1.2011 68 10.2.2011 97 14.1.2011 70 14.2.2011 101 19.1. 2011 75 17.2.2011 104 U rostlin (bez podzemních částí) byla stanovena ve fázi počátku tvorby zrna sušina. Rostliny budou odeslány k následným analýzám na VŠCHT v Praze. Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství 3
Z podzemních částí rostlin bude vyplaven substrát, vážením a metodou image analýzy (skenování) bude zjištěna absolutní velikost kořenového systému ošetřených a neošetřených rostlin. Výsledky Průměrné hodnoty velikosti kořenového systému jednotlivých odrůd ječmene jsou znázorněny na obr. 2. Z výsledků je patrné, že velikost kořenového systému všech odrůd v průběhu vegetace postupně narůstala až do fáze metání. V této fázi je obecně růst i aktivita kořenového systému omezen a v rostlinách probíhá intenzivní transport asimilátů do vytvářejících se obilek. Diference ve velikosti kořenového systému rostlin se projevily mezi odrůdami. Téměř ve všech termínech měření byl zjištěn statisticky průkazný rozdíl mezi odrůdou Aksamit s průměrně největším a odrůdou Prestige s průměrně nejmenším kořenovým systémem. Z výsledků dále vyplývá, že jednotlivé odrůdy reagovaly na ošetření osiva přípravkem Bionur pozitivně (tab. 3 a 4). Významný vliv ošetření osiva přípravkem Bionur na kořenový systém byl pozorován především v raných fázích růstu, kdy rozdíly mezi velikostí kořenových systémů ošetřených a neošetřených variant dosahovaly v první třetině vegetace (35 dní od výsevu) průměrně 8 23 %. Tento trend pokračoval také ve druhé třetině vegetace (70 dní od výsevu), kdy velikost kořenového systému rostlin z ošetřeného osiva byla v průměru o 3 19 % větší. Ke konci vegetace se rozdíl mezi ošetřenými a neošetřenými variantami snižoval na průměrných 0 8 %. Obr. 2 Průměrné hodnoty velikosti kořenového systému (nf) odrůd ječmene jarního v jednotlivých termínech měření Pozn. Intervaly představují minimální průkazné diference dle Tukeye, P=0,05 Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství 4
Tab. 3 Analýza variance pro hodnoty velikosti ko enového systému odr d Aksamit, Jersey a Prestige v jednotlivých termínech m ení Pr m rný tverec 7.12.2010 9.12.2010 10.12.2010 13.12.2010 16.12.2010 20.12.2010 7.1.2011 12.1.2011 14.1.2011 19.1.2011 21.1.2011 26.1.2011 28.1.2011 31.1.2011 2.2.2011 4.2.2011 7.2.2011 10.2.2011 14.2.2011 17.2.2011 Faktor d.f. Odr da 2 0,97 2,60 4,90 7,14 9,75 9,58 20,4 4,75 3,50 52,8 18,3 12,5 24,7 37,0 32,7 20,8 20,9 43,4 29,3 16,0 Varianta ošet ení Odr da x varianta 1 0,17 1,84 1,80 1,71 0,95 2,38 1,62 0,33 3,99 2,05 0,08 3,81 0,24 3,45 1,32 6,79 0,53 0,87 4,47 0,11 2 0,33 0,11 0,23 0,20 0,67 0,21 0,18 0,10 16,0 5,04 0,37 1,03 0,65 8,25 0,31 9,87 0,23 5,91 6,22 1,03 Chyba 51 0,09 0,13 0,21 0,29 0,39 0,62 0,80 0,64 1,75 1,81 1,89 2,13 1,59 1,82 1,35 1,93 1,84 1,75 2,03 1,22 Celkem 56 Pozn. Mod e ozna ené hodnoty p edstavují statisticky pr kazné rozdíly, P=0,05. Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství 5
Tab. 4 Průměrné hodnoty velikosti kořenového systému (nf) v jednotlivých termínech měření u rostlin z osiva ošetřeného a neošetřeného přípravkem Bionur Termín Aksamit Jersey Prestige Průměr odrůd měření Oš. Neoš. Oš. Neoš. Oš. Neoš. Oš. Neoš. 7.12.10 1,57±0,46 1,17±0,22 1,24±0,25 1,35±0,18 0,95±0,27 0,92±0,34 1,25±0,42 1,16±0,29 9.12.10 2,13±0,43 1,64±0,40 1,58±0,40 1,39±0,22 1,34±0,27 1,05±0,50 1,69±0,50 1,37±0,44 10.12.10 2,58±0,65 2,05±0,34 1,91±0,47 1,80±0,36 1,51±0,34 1,14±0,50 2,00±0,67 1,68±0,54 13.12.10 3,43±0,63 2,93±0,57 2,39±0,46 2,28±0,38 2,20±0,50 1,89±0,70 2,69±0,76 2,38±0,69 16.12.10 4,42±0,53 4,06±0,58 3,27±0,55 3,43±0,49 3,11±0,54 2,65±1,01 3,61±0,79 3,40±0,90 20.12.10 5,35±0,79 4,90±0,75 4,53±0,56 4,35±0,63 4,00±0,56 3,59±1,35 4,63±0,85 4,31±1,06 7.1.11 7,30±1,28 7,12±0,53 5,78±0,89 5,49±0,65 5,55±0,61 5,02±1,11 6,22±1,23 5,91±1,19 12.1.11 5,87±1,03 5,89±0,69 5,03±0,48 4,78±0,60 5,64±0,73 5,48±1,08 5,53±0,84 5,38±0,91 14.1.11 6,65±1,13 7,65±1,65 8,47±1,39 5,93±0,88 6,44±1,10 6,59±1,68 7,14±1,48 6,73±1,57 19.1. 11 9,32±1,77 10,62±1,30 8,53±0,47 7,81±1,02 6,35±1,01 7,02±1,91 8,05±1,76 8,53±2,10 21.1.11 9,55±2,28 9,45±0,97 8,57±0,92 8,50±0,47 7,33±1,16 7,85±1,62 8,48±1,80 8,63±1,25 26.1.11 9,02±2,76 7,98±0,96 7,80±0,85 7,64±0,72 7,05±1,13 6,93±1,34 7,96±1,94 7,54±1,08 28.1.11 9,26±2,38 9,49±0,67 7,91±0,79 7,42±0,53 7,29±0,72 7,16±1,32 8,16±1,70 8,05±1,37 31.1.11 9,50±2,11 10,50±1,36 9,12±0,61 7,75±0,63 7,77±0,98 6,74±1,64 8,79±1,56 8,39±2,03 2.2.11 9,23±1,54 8,94±1,22 7,48±0,69 6,91±0,58 6,60±1,14 6,53±1,38 7,78±1,61 7,49±1,51 4.2.11 9,37±1,77 9,86±1,64 9,35±1,11 7,06±0,74 7,72±1,65 7,56±0,97 8,80±1,69 8,18±1,70 7.2.11 8,60±1,94 8,58±1,11 7,56±1,09 7,12±0,56 6,56±1,65 6,58±1,31 7,57±1,78 7,46±1,31 10.2.11 8,51±1,57 9,49±1,83 8,19±1,06 7,04±0,62 6,25±1,37 5,94±1,25 7,63±1,67 7,54±1,98 14.2.11 7,33±1,83 6,68±1,50 9,13±1,69 7,45±1,32 5,44±0,82 6,06±1,04 7,24±2,10 6,75±1,38 17.2.11 6,43±1,59 6,18±1,26 6,87±1,23 6,41±0,63 4,65±0,61 5,16±0,92 5,95±1,52 5,94±1,08 Pozn. Oš. osivo bylo namořeno přípravkem Bionur ; Neoš. nemořené osivo. Data představují průměrné hodnoty elektrické kapacity kořenového systému 10rostlin±směrodatná odchylka. Mezi modře označenými průměry ošetřených a neošetřených variant byl zjištěn statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti P=0,05. Závěr Aplikace přípravku Bionur postřikem na osivo v dávce 1,5 l.t -1 (ředěno v poměru 1:20 destilovanou vodou) podpořila růst kořenového systému vybraných sladovnických odrůd ječmene jarního (Aksamit, Jersey a Prestige). Větší kořenový systém a tím i jeho vyšší aktivita jsou dobrým předpokladem zvýšené odolnosti proti stresovým podmínkám, zejména proti krátkodobému suchu. Použitá literatura Dalton F.N., 1995: In-situ root extent measurements by electrical capacitance methods. Plant and Soil, 173(1): 157-165. Chloupek O., 1977: Evaluation of size of a plants root-system using its electrical capacitance. Plant and Soil, 48(2): 525-532. Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství 6
Příloha Obr. 3 Pohled do klimaboxu zleva odrůda Jersey, Aksamit, Prestige Obr. 4 Odrůda Prestige ve fázi sloupkování vlevo řádek rostlin ječmene z osiva přípravkem Bionur nemořeného, vpravo mořeného Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství 7