MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2013 ZUZANA HUBÁČKOVÁ

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství Kvalita odrůd sladovnického ječmene v závislosti na odrůdě a podmínkách prostředí Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Středa Ph.D. Vypracovala: Bc. Zuzana Hubáčková Brno 2013

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Kvalita odrůd sladovnického ječmene v závislosti na odrůdě a podmínkách prostředí 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 autora....

PODĚKOVÁNÍ Tímto děkuji Ing. Tomáši Středovi, Ph.D. za odborné vedení při tvorbě diplomové práce a za cenné rady a připomínky.

ABSTRAKT Cílem práce bylo vyhodnotit vlivy odrůdy, lokality a ročníku na chemické složení zrna ječmene. Dále byl hodnocen vliv podmínek prostředí a vazba mezi parametry kořenového systému a chemického složení zrna ječmene. Pokus byl prováděn v letech 2007, 2010 a 2012, tedy v ročnících s výrazně odlišným průběhem počasí během vegetace. Hodnoceny byly výsledky z agroekologicky odlišných lokalit (Lednice, Chrlice, Čáslav, Staňkov, Lípa a Vysoká). U sladovnických i nesladovnických odrůd ječmene byly sledovány 3 parametry sladovnické jakosti: Kolbachovo číslo (%), extrakt v sušině sladu (%) a obsah β-glukanů ve sladině (mg.l -1 ). Použity byly výsledky analýz Výzkumného ústavu pivovarského a sladařského v Brně. Velikost kořenového systému byla měřena prostřednictvím elektrické kapacity pomocí digitálního multimetru. Korelační analýzou se zjišťovala průkaznost mezi velikostí kořenového systému a sledovanými parametry. Ve srážkově chudých (suchých) a teplotně nadprůměrných letech 2007 a 2012 byly zjištěny průkazné a vysoce průkazné odrůdové rozdíly u všech sledovaných kvalitativních parametrů. Vliv lokality byl v těchto letech téměř vždy statisticky nevýznamný. Stres suchem se projevil na všech pokusných lokalitách a vliv lokality tak byl omezen. Ve srážkově bohatém roce 2010 byly zjištěny statisticky vysoce průkazné rozdíly mezi odrůdami i lokalitami u všech hodnocených kvalitativních parametrů. Dále nebyly zjištěny statisticky průkazné vztahy mezi sledovanými kvalitativními ukazateli zrna a velikostí kořenového systému. I když byly identifikovány tendence, naznačující jistou vazbu, nebyly výsledky průkazné. Klíčová slova: ječmen jarní, sladovnická kvalita, vlivy na kvalitu

ABSTRACT The aim of this work was to evaluate the effect of variety, location and year of the chemical composition of barley grain. It was also evaluated the effect of environmental conditions and the link between the root system parameters and chemical composition of barley grain. The experiment was conducted in 2007, 2010 and 2012, the years in a significantly different course weather during the growing season. We evaluated the results of the different agro-ecological sites (Lednice, Chrlice, Čáslav, Staňkov, Lípa and Vysoká). For malting barley varieties and nesladovnických 3 parameters were monitored malting quality: Kolbach Index (%), malt extract in dry matter (%) and the content of β-glucans in wort (mg.l-1). Used the results of analyzes of the Research Institute of Brewing and Malting, Brno. Size of the root system was measured by electrical capacitance using a digital multimeter. Correlation analysis examined the relevance of the size of the root system and the monitored parameters. In poor rainfall (dry) and above-average temperatures between 2007 and 2012 were found relevant and highly significant varietal differences in all measured quality parameters. Influence locations in these years almost always statistically insignificant. Drought stress is exerted on all experimental sites and the impact site was so limited. In 2010, rich precipitations were found highly statistically significant differences between varieties and locations for all the evaluated quality parameters. In addition, there were statistically significant relationships between the qualitative indicators and grain size of the root system. Although trends were identified, suggesting a certain bond, the results were not conclusive. Key words: spring barley, malting quality, effect on quality

OBSAH: 1 ÚVOD... 8 2 CÍL... 9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 10 3.1 Chemické složení zrna ječmene... 10 3.1.1 Sacharidy... 11 3.1.1.1 Škrob... 11 3.1.2 Neškrobové polysacharidy... 12 3.1.3 Tuky... 13 3.1.4 Fosfáty... 13 3.1.5 Polyfenoly... 13 3.1.6 Dusíkaté látky... 13 3.1.7 Enzymy... 14 3.2 Odrůdy sladovnického ječmene... 14 3.3 Faktory ovlivňující kvalitu zrna ječmene... 15 3.3.1 Lokalita... 15 3.3.2 Klimatické podmínky... 16 3.3.3 Sucho... 18 3.3.4 Půdní podmínky... 21 3.3.5 Vliv zpracování půdy... 21 3.3.6 Zařazení v osevním postupu... 22 3.3.7 Kvalitní a vitální osivo... 23 3.3.8 Termín výsevu... 24 3.3.9 Význam výživy... 24 3.3.10 Význam dusíku... 25 3.3.11 Význam síry... 27 3.3.12 Význam zinku... 28 3.3.13 Růstové regulátory... 29 3.6.14 Problematika mykotoxinů... 29 3.3.14.1 Vliv vlhkosti při skladování na výskyt mykotoxinů... 31 3.3.15 Význam fungicidní ochrany... 31 3.3.16 Posklizňové dozrávání... 31 3.3.17 Šlechtění sladovnických odrůd... 32

3.4 Ukazatele sladovnické jakosti... 33 3.4.1 Požadavky na kvalitu zrna sladovnického ječmene... 34 3.5 Potravinářské využití ječmene... 37 3.5.1 Ječmen potravinářský... 37 3.5.2 Historie konzumace ječmene... 37 3.5.3 Green Barley... 37 3.5.4 Ječmen jako funkční potravina... 38 3.5.5 Antioxidační vlastnosti ječmene... 39 4 MATERIÁL A METODIKA... 43 4.1 Metodika hodnocení vlivů odrůdy, prostředí a ročníku na chemické složení zrna ječmene na základě víceletých výsledků... 43 4.1.1 Charakteristika pokusných lokalit... 44 4.1.2 Sledované parametry sladovnické jakosti... 45 4.2 Metodika hodnocení vazby mezi parametry kořenového systému a chemickým složením zrna... 46 4.2.1 Charakteristika pokusných lokalit... 46 4.2.2 Metoda měření kořenového systému... 46 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 47 5.1 Průběh počasí během vegetace v jednotlivých letech... 47 5.1.1 Vegetační rok 2007... 47 5.1.2 Vegetační rok 2010... 47 5.1.3 Vegetační rok 2012... 48 5.2 Statistické hodnocení výsledků vlivu faktorů na chemické složení obilek... 48 5.3 Statistické hodnocení dvouletých výsledků vícefaktorovou analýzou... 64 5.4 Hodnocení vazby mezi velikostí kořenového systému a chemickým složením zrna... 68 6 ZÁVĚR... 69 7 POUŽITÁ LITERATURA... 71 8 SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ... 78

1 ÚVOD Ječmen jarní (Hordeum vulgare L.) je čtvrtou nejrozšířenější zemědělskou plodinou na světě a druhou nejpěstovanější obilninou u nás. Kromě tradičního použití ječmene jako krmiva, suroviny pro výrobu sladu a následně piva, získává ječmen popularitu jako funkční potravina a to díky příznivému obsahu zdraví prospěšných látek. Současný výzkum přinesl řadu nesporných důkazů o jeho významu pro lidskou výživu. Ječmen obsahuje řadu důležitých vitaminů, antioxidantů, vlákninu, β-glukany atd. Odrůdy ječmene jsou podobně jako u celé řady dalších hospodářsky využívaných druhů plodin, základním prvkem kvality. Sladovnická kvalita zrna je ze dvou třetin ovlivněna vnějšími podmínkami, zbytek tvoří vliv odrůdy. Jakost konkrétní odrůdy může být významně ovlivněna ročníkem, lokalitou, úrovní hnojení dusíkem, výskytem chorob a poléháním. V posledních letech, zejména v ročnících s výskytem sucha, byl prokázán vliv velikosti kořenového systému na výnos a některé kvalitativní ukazatele ječmene. V práci je sledováno, jaký vliv mohou mít odrůdy a prostředí v daných ročnících na jakost zrna. Pro specifické využití může být obsah a vzájemné poměry látek záměrným šlechtěním do jisté míry pozměněny. 8

2 CÍL Cílem práce bylo zpracovat literární přehled na téma vliv odrůdy a prostředí na kvalitu zrna ječmene. Na základě víceletých výsledků vyhodnotit odrůdové vlivy, vlivy prostředí a vazbu mezi parametry kořenového systému na chemické složení zrna ječmene. Vyhodnotit vliv podmínek prostředí na chemické složení zrna ječmene v kontextu vývoje klimatu. 9

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Chemické složení zrna ječmene Obilka ječmene obsahuje 80 až 88 % sušiny. Sušinu tvoří organické dusíkaté a bezdusíkaté sloučeniny a anorganické látky (Tab. 1). Z hlediska pivovarsko sladařského jsou nejdůležitějšími složkami zrna sacharidy, polyfenoly, dusíkaté látky a enzymy. Obsah vody nesmí klesnout pod 10 %, kdy dochází již k porušení enzymatické rovnováhy a ke snížení klíčivosti. (Pelikán et al., 2004). Tab. 1: Chemické složení obilky ječmene (%) (MacGregor et al., 1993) Sacharidy 60 65 Škrob - amylóza 17 24 % škrobu - amylopektin 76 83 % škrobu Nízkomolekulární sacharidy Sacharóza 1,0 2,0 Ostatní cukry 1,0 Rafinóza 0,3 0,5 Maltóza 0,1 Glukóza 0,1 Fruktóza 0,1 Neškrobové polysacharidy Hemicelulózy - β-glukany 3,3 4,9 - arabinoxylany 9,0 - celulóza 4,0 7,0 Tuky 3,5 Fosfáty Fytin 0,9 Polyfenoly 0,1 0,6 10

Dusíkaté látky 9,5 11,9 (7 18) Rozpustné dusíkaté látky 1,9 Albuminy a glubuliny 3,5 Hordeiny (prolaminy) 3,0 4,0 Gluteliny 3,0 4,0 Minerální látky 2,0 3.1.1 Sacharidy Jedná se o skupinu látek tvořících největší podíl hmotnosti zrna. Nejvýznamnější je škrob, jehož obsah je i jedním z jakostních ukazatelů, svým obsahem jsou důležité i polysacharidy tvořící buněčné stěny (arabinoxylany, celulóza, β-glukany, lignin). Z nízkomolekulárních sacharidů jsou nejvíce zastoupeny sacharosa a rafinosa (Kosař et al., 2000). 3.1.1.1 Škrob Škrob je rezervním polysacharidem a zásobárnou živin pro klíček v době jeho klíčení. Vzniká enzymaticky z jednoduchých sacharidů v procesu asimilace CO 2 při fotosyntéze. Ve zralém zrnu je škrob zastoupen výlučně v endospermu, ale není zde rozmístěn pravidelně. Škrobová zrna jsou složena ze dvou strukturálně odlišných sacharidů, a to amylopektinu a amylosy. Ječný škrob obsahuje větší podíl rozvětveného amylopektinu (~80 %) s 1,4 a 1,6 glykosidickými vazbami, než lineární amylosy (~20 %) s pouze 1,4 vazbami. Prostorové uspořádání amylopektinu ovlivňuje mazovatění škrobu. Kromě amylosy a amylopektinu obsahuje ječný škrob asi 3 % příměsí tvořených dusíkatými a minerálními složkami (Hartman et al., 2010). Hartman et al. v letech 2005 2009 zjistili pozitivní, statisticky vysoce významný vztah mezi obsahem škrobu, výnosem ječmene, jeho přepadem na sítě 2,5 mm a extraktem sladu. Také zjistili negativní statisticky vysoce významnou korelaci mezi obsahem dusíkatých látek a obsahem škrobu v ječmeni, nižším extraktem sladu a výnosem ječmene. Výše výnosu tak může být indikátorem signalizujícím úroveň přepadu a tím i sladovnicky využitelného ječmene, příznivého extraktu sladu a nižšího obsahu dusíkatých látek v ječmeni. 11

3.1.2 Neškrobové polysacharidy Neškrobové polysacharidy tvoří hlavní stavební složku buněčných stěn ječmene. Podstatnou část neškrobových polysacharidů zrna ječmene tvoří β-glukany a arabinoxylany. Vyšší obsah neškrobových polysacharidů, především β-glukanů je nežádoucí v technologii výroby piva, může způsobovat problémy, nebo dokonce snížit výnos produktu (Macháň et al., 2011). Při sladování a rmutování se částečně štěpí (cytolýza). Jedním z důsledků vysokých hodnot β-glukanů ve sladu je neúplný rozklad buněčné stěny a z toho plynoucí slabá mobilizace škrobu a zásobních proteinů (Havlová, 2001). Pro technologii piva je žádoucí úplné rozložení β-glukanů, jinak se zvyšuje viskozita, snižuje varný výtěžek, zhoršuje filtrovatelnost a prodlužuje doba zcezování. Obsah β-glukanů ve sladu může být ovlivněn řadou faktorů. Jedná se o vliv odrůdy, pěstebního místa, předplodiny a samozřejmě ročníku a technologie sladování (Kosař, 1997). Obsah β-glukanů ve sladu lze ovlivnit podmínkami sladování v rozmezí 40 300 mg. l -1 ve sladině. Ve sladině je limit obsahu β-glukanů 150 200 mg. l -1 (u exportních sladů). Snížit jejich obsah lze i přídavkem enzymu β-glukanasy, která je odpovědná za odbourání β-glukanů a tím za jejich množství ve výsledném produktu (Kosař, 1997). Nízký obsah β-glukanů v ječmeni a ve sladu a vysoká aktivita β-glukanasy je optimální kombinace pro výběr kvalitní odrůdy ječmene. O snížení množství β-glukanů během sladování a tím o aktivitě β-glukanasy informuje index β-glukanasy (BGI) (Kosař, 1997). Z pohledu lidské výživy jsou β-glukany řazeny mezi nutričně cenné látky z důvodů prevence kardiovaskulárních onemocnění a karcinomů zažívacího traktu (Havlová, 2001). Arabinoxylany (starším názvem pentosany) mají hlavní řetězec tvořen D xylanopyranosovými jednotkami vázanými β - 1,4 vazbami, přičemž terminální jednotkou je α-l arabinofuranosa, dále mohou obsahovat D-glukosu a někdy další minoritní jednotky. Β-glukany ječmene jsou tvořeny β - glykosylovými zbytky polymerizovanými 1,3 a 1,4 vazbami. Β-glukany jsou komponentou struktury zejména stěn buněk endospermu, arabinoxylany se vyskytují hlavně v buněčných stěnách aleuronové vrstvy. Rozpustnost neškrobových polysacharidů ve vodě obecně závisí na jejich struktuře a stupni větvení (Bamforth a Kanauchi, 2001). Arabinoxylany 12

a β-glukany tvoří ve vodě viskózní roztoky, které negativně ovlivňují výtěžnost při výrobě piva a z nutričního hlediska absorpci živin u hospodářských zvířat (Newman, Newman 2008). 3.1.3 Tuky Jejich obsah v zrnu je nízký 2 3 %. Největší podíl tvoří triacylglyceroly. Jsou obsaženy v aleuronové vrstvě, pluchách a z jedné třetiny v klíčku (Kosař et al., 2000). Při sladování jsou zdrojem energie, přičemž převážná část lipidů zůstává v mlátě (Pelikán et al., 2000). K lipidickým sloučeninám se řadí i tzv. hořké látky ječného zrna hořké pryskyřice, vyskytujících se v pluchách, které mají typickou svíravou chuť a antiseptické účinky (Zimolka, 2006). 3.1.4 Fosfáty Asi z poloviny jsou tvořeny fytinem (ester kyseliny fosforečné a inositolu). Podílejí se při udržování ph při klíčení, ale i v mladině a v pivu. V současnosti roste kvůli špatnému půdnímu fondu ph sladu a musí se dokyselovat nejčastěji kyselinou mléčnou. 3.1.5 Polyfenoly Nachází se převážně v povrchových částech obilky a vyluhují se částečně při máčení zrna. Jsou v negativní korelaci s bílkovinami a působí jako inhibitory klíčení (Pelikán et al., 2004). K fenolovým sloučeninám patří jednoduché fenolové kyseliny, které jsou v obilce volné i vázané. Častěji se vyskytují ve formě glykosidů nebo esterů. Při máčení ječmene se částečně vyluhují. V ječmeni jsou přítomny také tzv. tanoidy a anthokyanogeny. 3.1.6 Dusíkaté látky Tvoří významnou složku organických látek zrna ječmene. Jejich obsah je však velmi ovlivňován agroekologickými podmínkami během pěstování a odrůdou. Tvorba 13

dusíkatých látek je založena na příjmu N z půdy a obsahu organických kyselin, vznikajících jako meziprodukty štěpení sacharidů. Dusíkaté látky lze rozdělit na: Dusíkaté látky typu bílkovin a jejich štěpných produktů (aminokyseliny, peptidy, peptony a pravé bílkoviny proteiny), dusíkaté látky nebílkovinné povahy (dusíkaté báze, složky fosfatidů, malé množství amidů a amonných solí); nejsou složkami bílkovin (Zimolka et al., 2006). N-látky ovlivňují pomnožení kvasinek, pěnivost, plnost, chuť a koloidní stabilitu piva. Příliš nízký obsah bílkovin (pod 8 %) se může projevit poruchami při kvašení, v nižší pěnivosti, ale i prázdnější chuti. Naopak vyšší obsah (nad 11,5 %) se projevuje snadnějším zahříváním díla při klíčení, jež má za následek zhoršenou stabilitu piva a náchylnost ke chladovým zákalům; dochází často k potížím při zcezování (pomalé stékání sladiny), k nižšímu prokvasu a ke zhoršení celkové jakosti, zejména chuti piva (Pelikán et al., 2004). 3.1.7 Enzymy Technologický proces výroby sladu a piva je závislý na bohaté škále enzymů, jež působí při klíčení, rmutování, přípravě a kvašení mladiny (Pelikán et al., 2004). Enzymy se zařazují do šesti kategorií, podle typu reakce, kterou katalyzují: oxidoreduktasy, transferasy, hydrolasy, lyasy, isomerasy a lygasy. Z hlediska sladařského lze za nejdůležitější označit třídu hydrolys (Kosař et al., 2000). 3.2 Odrůdy sladovnického ječmene Odrůdová skladba se v České republice řídí seznamem registrovaných odrůd, seznamem doporučených odrůd a evropským katalogem odrůd. Všechny odrůdy, zapsané v těchto pramenech se u nás mohou pěstovat. Na základě technologických zkoušek jsou každoročně schvalovány odrůdy s výběrovou sladovnickou jakostí, které budou preferovány pivovary a vykupovány v dalších letech sladovnami. Odrůdy ječmene určené pro výrobu "Českého piva" jsou charakterizovány nižší úrovní proteolytického a cytologického rozluštění a nižší úrovní prokvašení způsobující přítomnost zbytkového extraktu ve finálním výrobku. Chuťový profil "Českého piva" je 14

zaručen tím, že nejméně 80 % celkového množství sladového šrotu musí tvořit slad vyrobený ze schválených odrůd (Psota, 2008). Současnými světovými a evropskými požadavky na kvalitu sladovnického ječmene jsou odrůdy s vysokou enzymatickou aktivitou, s vysokým obsahem extraktu a vysokými hodnotami dosažitelného stupně prokvašení. Tento trend vede ke změně senzorického charakteru evropských piv. Naproti tomu pro výrobu "Českého piva" jsou záměrně vybírány odrůdy, které dosahují nižšího stupně rozluštění, nižší úroveň prokvašení a přinášející zbytkový neprokvašený extrakt (Černý et al., 2007). 3.3 Faktory ovlivňující kvalitu zrna ječmene 3.3.1 Lokalita Z hlediska produkčního potenciálu charakterizují lokalitu zejména půdní a klimatické podmínky. Pro vývoj porostů jsou ale mnohem významnější agrometeorologické podmínky v průběhu vegetační doby pěstované plodiny. Mezi vážná přírodní rizika posledních ročníků patří meteorologické extrémy, nejčastěji období tzv. agronomického sucha, kdy množství půdní vláhy nedostačuje nárokům rostlin, v kombinaci s vysokými teplotami. Sezónní a mezisezónní variabilita klimatických a povětrnostních podmínek je pro oblast střední a západní Evropy hlavním faktorem ovlivňujícím výnos (Realy a Schmmelpfennig, 1999; Darwin a Kennedy, 2000). Pro pěstování ječmen nejsou vhodné lokality s nevyrovnanou vlhkostí a častým výskytem mlhy a rosy, protože v takových lokalitách dochází k hnědnutí špiček zrna (Molnárová, 2008). V úrodných oblastech Polabí a Hané se daří všem odrůdám. I v oblastech s dostatkem srážek (jako je Vysočina) se pěstují všechny odrůdy bez výrazných problémů. Problémové jsou suché oblasti a oblasti srážkového stínu. Zde odrůdy reagují na průběh daného ročníku. Za předpokladu ročníku s alespoň průměrnými srážkami, jsou rozdíly mezi odrůdami malé a i vysoce odnoživé odrůdy dávají uspokojivý výnos. Problém nastává při přísušcích, pak tyto odrůdy výrazně propadnou jak výnosově tak kvalitativně (zvýšený obsah N-látek v zrnu a nízký podíl předního zrna) (Černý, 2009). 15

Vaculová et al. (2011) sledovali v letech 2005 2008 u 7 odrůd sladovnického ječmene vliv lokality (Kroměříž, Žabčice) a ročníku na obsah minerálních látek a základní chemické složení zrna (N-látky, škrob, vláknina). Obsah sledovaných živin, minerálních látek a těžkých kovů byl průkazně ovlivněn všemi sledovanými faktory, tedy odrůdou ječmene jarního, lokalitou a průběhem počasí v ročníku. Na obsah minerálních látek měla průkazný vliv hmotnost zrna. Vaculová a Balounová (2008) zjistily v souboru registrovaných odrůd ječmene jarního a pšenice ozimé kladné průkazné korelace mezi obsahem N-látek a obsahem P, K, Ca a Mg. Ve sledovaném souboru odrůd ječmene jarního byly pro obě lokality nalezeny obdobné vztahy jen mezi obsahem Mg a N-látek. Obecně byly všechny korelace mezi obsahem makroprvků a sledovaných živin, vypočtené pro vzorky z lokality Kroměříž, slabší a někdy i opačné (zejména mezi Ca, K a obsahem N-látek a škrobu) než Žabčicích. Je možné, že existující rozdíly mohou souviset nejen s odlišným průběhem akumulace živin a minerálních látek v zrně v důsledku klimatických odlišností obou lokalit, ale také s dostupností a zásobou živin v půdě. Zejména v případě obsahu Ca, kdy diference mezi oběma lokalitami dosahovaly až dvojnásobku. Na obou lokalitách byla naopak slabá a neprůkazná korelace mezi koncentraci Fe nebo Mn v zrně a obsahem N-látek. 3.3.2 Klimatické podmínky Teplota, množství srážek a jejich časové modely jsou klíčovými faktory zemědělské produkce (IPCC 2007). Vedle půdních podmínek se významně uplatňují i klimatické podmínky, zvláště aktuální průběh počasí v daném ročníku, a to jak na výnos, tak na kvalitu zrna. Petr (1997) přisuzuje vlivu počasí na jakostní ukazatele nejméně dvě třetiny a uvádí střední hodnoty počasí v uznávaných oblastech pěstování sladovnického ječmene následovně: Teplota vzduchu ( C) - duben 8,5 - květen 13,5 - červen 17 - červenec 19 Srážky (mm) - duben 3,2 - květen 52 - červen 70 - červenec 75 Ječmen potřebuje pro klíčení a vzcházení minimální teplotu 1 3 C, a při odnožování 5 7 C. Tyto nízké teploty umožňují brzké zakládání porostů ječmene. 16

V ročnících, kdy po teplém a poměrně suchém březnu budou následující měsíce (duben až červen) chladnější a srážkově bohatší, se může očekávat dobrá a kvalitní úroda. Vysoké teploty v době metání 28 30 C mohou vyvolat otevřené metání, což vede k zasychání pylu a blizen a tím k snížení počtu zrn o 5 10 % (Molárová, 2008). Změna klimatu pravděpodobně ovlivní výnos a kvalitu nejen přímo v důsledku dopadů na fyziologii rostlin, ale také nepřímo v důsledku změny v živinné mineralizaci a dostupnosti pro plodiny, což má negativní dopad na výnos produktu (Hensen, 2008). Při procesu zrání obiloviny vyžadují konkrétní teploty, při mírném vzestupu průměrné teploty o 1 2 C dochází ke zkrácení doby plnění zrn a negativně ovlivňuje výnosové komponenty v některých oblastech (Barnabas et al., 2008 a Savin et al., 1997). Dřívější studie prokázaly, že výnos zrna klesl o 4,1 % až 10,0 % v důsledku zvýšení sezónní průměrné teploty o 1 C (Hatfield et al., 2011). Högy et al. (2012) zjišťovali vliv zvýšení teploty a množství srážek na výnos a kvalitu zrna ječmene. Ječmen jarní byl pěstován v polním pokusu při mírně zvýšené teplotě půdy a bylo změněno množství a frekvence srážek. S výjimkou poklesu v hmotnosti tisíce zrn (HTZ) nemělo oteplování zvláštní dopad na výnos zrna. V zrnech se zvýšila koncentrace proteinogenních aminokyselin, zatímco jejich složení se změnilo jen nepatrně. Koncentrace a množství bílkovin se při oteplení nezměnili. Koncentrace, škrobu, fruktózy a rafinózy byly nižší u rostlin pěstovaných při vysokých teplotách, zatímco koncentrace maltózy byla vyšší. Množství hrubé vlákniny zůstalo při oteplování nezměněno. Předpokládané změny klimatu mohou pravděpodobně ovlivnit jakostní znaky. V letech 2009 2011 hodnotili Šottníková et al. (2011) vliv ročníku na obsah škrobu u osmi odrůd sladovnického ječmene. Obsah škrobu v ječmeni se pohyboval v rozmezí 63 65 % v sušině, což Prokeš et al. (1997) uvádí jako rozsah pro odrůdy sladovnicky vhodné. Ve všech ročnících se vyskytovaly vzorky, které rozmezí 63 65 % nedosahovaly a současně vzorky, které jej překračovaly. Také Hřivna et al. (2011) zjistili, že tvorba škrobu je značně ovlivňována ročníkem. 17

3.3.3 Sucho Sucho je velkou enviromentální překážkou pro produktivitu a závažným limitujícím faktorem výnosu ječmene (Farooq et al., 2009). Při vystavení rostlin suchu, byla pozorována řada fyziologických a morfologických reakcí, ale rozsah odpovědi se liší mezi druhy i mezi odrůdami v rámci jednotlivých druhů plodin (Kramer, 1980). V souvislosti se stresujícími účinky na výnos a kvalitu produkce má pro pěstitele největší význam případný výskyt tzv. agronomického sucha. To je v obecné rovině definováno jako stav, kdy je množství vláhy v půdě nižší, než je potřeba rostlin (Blinka, 2002). Stresové faktory působící na rostliny mohou zpomalovat životní funkce, nebo vést až k uhynutí rostlin. Stres ze sucha ovlivňuje v rostlinách celou řadu procesů, které vedou ke změnám metabolických aktivit. Z hlediska reakcí rostlin na sucho je důležitá délka jeho trvání, intenzita a fáze vývoje rostlin, ve které jsou rostliny suchu vystaveny. Intenzita stresu závisí nejen na množství dostupné vody v prostředí, vitalitě, ale i na genotypu rostliny, neboli na vlastnostech odrůd (Ehrenbergerová et al., 2011). Teplotní a vláhové stresy prostředí ve vegetativním období jsou většinou méně problémové v porovnání s jejich výskytem v reprodukčním období a kvalitu osiva přímo ovlivňují jen málo. Mohou mít však vliv nepřímý v podobě špatně vyvinutých, anebo naopak přerostlých a přehoustlých porostů. Ty pak jsou náchylné k polehnutí, formují se méně vyvinutá semena anebo porosty méně odolávají tlaku infekčních chorob. To znamená, že je zde důležitý vliv nepřímý, který musí být zohledňován v agrotechnice (Houba a Hosnedl, 2002). Vlivem suchého počasí dochází k redukci fotosyntézy, což vede ke zvýšení obsahu N-látek na úkor škrobu. Za optimální rozložení srážek je možné považovat, když jejich úhrn v březnu přesahuje 30 40 mm, v dubnu 40 50 mm, v květnu 60 65 mm, v červnu 50 60 mm a v první polovině července 20 25 mm (Molnárová, 2008). Spitz et al. (2007) uvádí, že podíl využitelné vody, k tomu aby se nesnížily výnosy, se pohybuje podle druhu plodin a vývojového stádia mezi 45 a 75 % využitelné vodní kapacity (VVK rozdíl mezi polní vodní kapacitou a bodem vadnutí daného druhu). Středa et al. (2010) zjistili statisticky průkazný vztah mezi výnosem zrna ječmene jarního a % VVK půdy. Pro 21 pokusných stanic byly agrometeorologickým 18

modelem AVISO vypočteny pro období 1975 2007 zásoby využitelné půdní vody (vyjádřeno jako % využitelné vodní kapacity % VVK). U 20 z 21 hodnocených stanic byl ve vegetačním období u dlouhodobého trendu zjištěn pokles zásoby využitelné vody (snížení hodnoty % VVK až o 24 %). Vyhodnocením dlouhodobých výpočtů zásoby vody v půdě v kombinaci s výnosovou řadou ječmene jarního bylo definováno optimální rozpětí zásoby vody v půdě pro tvorbu výnosu ječmene jarního (65 75 % VVK). 8.0 7.0 y = -0.0014x 2 + 0.203x - 1.0662 R 2 = 0.277 6.0 5.0 výnos v t.ha -1 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % VVK Graf :1 Vztah mezi zásobou vody v půdě (% VVK) a potenciálním výnosem zrna (Středa et al., 2010) Pro zjištění vlivu vláhových podmínek na produkci ječmene jarního použili Středa et al., 2012 dlouhodobou výnosovou řadu (1975 2010) z celkem 21 pokusných stanic Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského (ÚKZÚZ). Těsnost vztahu byla vyjádřena prostřednictvím korelačního koeficientu (Tab. 2). Vztah byl zjištěn v různých fázích vegetace. Na některých lokalitách, a to i srážkově chudších, byl zjištěn průkazný vliv zřejmě vysoké hladiny podzemní vody s negativní korelací k tvorbě výnosu (Chrlice Svratka). 19

Tab. 2: Korelační koeficienty mezi VVK a výnosem v jednotlivých dekádách napříč roky 1975 2010, detrendovaná výnosová řada, vybrané stanice (Středa et al., 2012) Dekáda Brani. KVO Libě. OVO Jaro. OVO Chrlice KVO Vysoká BVO Rýmař. PVO K. Údo. PVO Sedlec ŘVO Žatec ŘVO 91-100 0.404 0.106 0.267-0.639** -0.121-0.269 0.169 0.319 0.049 101-110 0.450 0.203 0.247-0.536* 0.114-0.725** 0.144 0.425* 0.459 111-120 0.599* 0.319 0.452-0.1682 0.147 0.594* -0.007 0.465** 0.285 121-130 0.486 0.432* 0.512* -0.0085 0.453* -0.007 0.366* 0.399* 0.204 131-140 0.415 0.404 0.520* 0.1350 0.549** -0.075 0.149 0.466** 0.169 141-150 0.392 0.485* 0.532* 0.0955 0.486* -0.136-0.055 0.458* 0.416 151-160 0.242 0.508 0.257 0.1237 0.508* 0.106-0.172 0.313 0.642 161-170 0.153 0.225 0.156 0.0734 0.643** 0.373 0.119 0.213 0.777* 171-180 0.246 0.189 0.267 0.0885 0.669** 0.197 0.427* 0.174 0.052 Pozn. Brani. Branišovice; Libě. Libějovice; Jaro. Jaroměřice; Rýmař. Rýmařov; K. Údo. Krásné Údolí Bohačenko et al. (2010) zjistili, že vliv sucha a tepla negativně ovlivnil jak jeho výnos, tak kvalitu oproti pěstování ve standardních podmínkách. Snížená kvalita zrna se následně projevila i na zhoršení kvality z něho vyrobeného sladu. V letech 2005 2008 Chloupek et al. měřili elektrickou kapacitu kořenů 10 22 odrůd ječmene jarního na dvou lokalitách (pouze v roce 2007 na jedné lokalitě). Byla hodnocena velikost kořenového systému (VKS) ve vztahu s výnosem a kvalitou zrna u odrůd ječmene ve státních registračních zkouškách na 7 19 lokalitách každý rok. Odrůdy s větší VKS měly v suchém roce 2007 oproti ostatním odrůdám průkazně vetší výnos. Podobný vztah mezi VKS a výnosem byl v dalších letech prokázán jen na některých lokalitách. Sladovnické odrůdy s větší VKS měly průkazně vyšší obsah škrobu, sacharidových extraktů a sladových extraktů, obdobně jako v roce 2007 vyšší výnos bílkovin a škrobu. Lze tedy předpokládat, že malá VKS souvisí s nižším výnosem a kvalitou zrna v suchém prostředí. 20

3.3.4 Půdní podmínky Vzhledem k vysoké intenzitě růstu hned od počátku vegetace vyžaduje ječmen jarní půdy s dostatkem přístupných živin. Je potřeba, aby byl živinami dostatečně saturován především profil ornice 0 30 cm (Běhal, 2011). Nejvhodnější jsou půdy středně těžké, dobře zásobené humusem, písčito-hlinité nebo hlinité (Molnárová, 2008). Na lehkých půdách nelze počítat s vysokými výnosy a navíc se přidává riziko vysokého obsahu N-látek v zrnu díky podeschnutí před sklizní a neuplatnění zřeďovacího efektu (Černý et al., 2007). V porovnání s ostatními obilninami snáší jarní ječmen nejhůře kyselé půdy (Zimolka, 2006). Ječmen je třeba zařazovat na půdy s půdní reakcí 6,3 7,2 v řepařské a kukuřičné oblasti a v bramborářské 5,8 6,2. Kyselá půdní reakce má negativní vliv na růst rostlin, výnos a sladovnickou kvalitu ječmene (má hrubší plevy a snížený obsah extraktu). Výrazný pokles půdní kyselosti pod tyto hodnoty snižuje výnos o 4 13 % (Richter, 2009). Kyselou půdní reakci můžeme upravit vápněním ječmene (vhodný je mletý vápenec, ale i dolomit resp. saturační kaly) (Molnárová, 2008). Vliv půdní reakce na výnos ječmene jarního uvádí Petr et al. (1997) Tab. 3. Tab. 3: Vliv půdní reakce na výnos zrna jarního ječmene (Petr et al., 1997) Půdní reakce Kyselá Slabě kyselá Neutrální Alkalická ph/kcl 5,1 5,5 5,6 6 6,1 6,5 6,6 7,1 7,2 7,7 Výnos (t.ha -1 ) 4,34 4,82 5,24 4,91 4,51 Rel.% 100 111 120 113 103 3.3.5 Vliv zpracování půdy Systém zpracování půdy a zakládání porostů je důležitou složkou pěstebních technologií obilnin. Ovlivňuje základní prvky struktury porostu, tj. budoucí podmínky pro tvorbu výnosu a jeho kvalitu (Zimolka et al., 2006). Při výběru technologie zpracování půdy se musí přihlížet k mnoha faktorům. Mezi základní faktory patří půdně-klimatické podmínky, strojní vybavení podniku a 21

zařazení jarního ječmene do osevního sledu (Procházková et al., 2003; Chloupek et al., 2005; Zimolka et al., 2006). Pernicová et al. (2011) v letech 1990 2009 sledovali vliv různého zpracování půdy na výnos jarního ječmene a na obsah dusíkatých látek v zrnu. Pokus byl prováděn v intenzivní řepařské výrobní oblasti (Ivanovice na Hané) na hlinité černozemní půdě. Jarní ječmen byl v osevním postupu pěstován po cukrovce, která následovala po kukuřici na siláž. Hodnoceny byly čtyři varianty zpracování půdy (orba na 0,22 m, mělká orba na 0,15 m, setí do nezpracované půdy, zpracování půdy talířovým nářadím na 0,10 m). Nejvyšší průměrný výnos byl dosažen u varianty s mělkou orbou na 0,15 m a dále u variant se sníženou intenzitou zpracování půdy (kypření na 0,10 m a setí do nezpracované půdy). Nejnižší výnos byl po orbě na 0,22 m. Nejvyšší obsah dusíkatých látek v zrnu byl na variantě s orbou na 0,22 m, varianty s nižší intenzitou zpracování půdy vykazovaly nižší obsahy dusíkatých látek. Prugar et al. (1977) uvádí, že se snižující intenzitou zpracování půdy obsah N-látek v zrně jarního ječmene klesá. Hrubý (1986) tento poznatek potvrdil s tím, že při použití minimalizačních technologií zpracování půdy se sníží obsah N-látek v zrně o 0,3 0,4 %. 3.3.6 Zařazení v osevním postupu Vzhledem k tomu, že kvalitních předplodin jako jsou okopaniny v osevním sledu neustále ubývá, bývá ječmen zařazován po horších předplodinách, kterými jsou obilniny a z nich především kukuřice. Obecně platí, že okopaniny jsou předplodiny pro jarní ječmen nejvhodnější. Zanechávají půdu v dobrém strukturním a živinném stavu (Zimolka, 2006). Výjimkou není také setí ječmene po olejninách, které sice patří k předplodinám poměrně kvalitním (řepka, mák), ne však bezproblémovým. Riziko se zvyšuje po zapravení velkého množství posklizňových zbytků, u kterých téměř nikdy neznáme jejich množství ani kvalitu. 22

3.3.7 Kvalitní a vitální osivo Na dosažené polní vzcházivosti má rozhodující podíl kvalita osiva, což se následně může odrazit i na výši výnosu. Při stanovení semenářské hodnoty osiva se standardně stanoví čistota, hmotnost tisíce semen a laboratorní klíčivost (Honsová et al., 2011). Různé partie ječmene obsahují zrna, která se liší nejen svým tvarem, velikostí, rychlostí růstu, enzymatickým potenciálem, ale i obsahem a rozdělením zásobních látek (Kastner, 1979). Pro výrobce osiva, pěstitele ječmene a výrobce sladu je klíčení ječmene základním procesem, během kterého v obilce dochází k aktivaci a syntéze enzymů a k řadě dalších změn. Základní požadavky na obilky ječmene jako osiva i jako materiálu pro výrobu sladu jsou v podstatě stejné (Šottníková et al., 2011). Vliv kvality osiva, dané jeho původem, na výši výnosu potvrdily tříleté pokusy (2006 2008) založené na Pokusné stanici v Praze Uhříněvsi, ve kterých se projevil vliv podmínek ročníku pěstování, odrůdy i původu osiva. Každoročně porosty dobře vzešly, nejlépe v roce 2006, kdy polní vzcházivost v průměru dosáhla téměř 80 %. Rovněž v roce 2006 rostliny vytvořily nejvíce klasů, což se kladně odrazilo i na dosaženém výnosu zrna. V tříletém průměru byl nejvýnosnější odrůdou Tolar. Nejvyšší HTS dosáhlo sklizené zrno z roku 2007 (Honsová, 2009). Vitalita semen je hodnocena jako potenciál semen pro rychlé a ucelené vzejití a pro vývoj normálního klíčence za širokého spektra polních podmínek (Chloupek, 2003). Vitalita je ovlivněna jak genetickými, tak environmentálními podmínkami (Bewley, 2000). Kvalita a vitalita zrna ječmene jarního hraje důležitou roli při sladování, neboť požadavky zpracovatelského průmyslu na kvalitu zrna sladového ječmene jsou stanoveny v normě požaduje 98% klíčivost. Vysoká vitalita je předpokladem dobré kvality semen a dobrého skladovacího potenciálu i rychlého a homogenního klíčení. Pouze zdravá semena mohou dosáhnout vysoké vitality semen (Chloupek, 2003). Ullmannová et al. (2011) zjišťovali v letech 2008 2010 na dvou lokalitách (Hrubčice, Želešice) vliv genotypu a prostředí na vitalitu obilek sladovnického ječmene. Po ukončení dormance asi po 100 dnech byla vitalita hodnocena jako procento klíčivosti za stresových podmínek při nízké teplotě (10 C) a za sucha (-0,2 MPa) u 133 dihaploidních linií (DHL) ječmene a jejich rodičů. Na proměnlivosti vitality se podílelo prostředí (ročník a lokalita) z 51 %, linie 8 % a interakce 37 % z celkové proměnlivosti. Zrno DHL sklizené v Želešicích dosahovalo průměrné vitality 94 %, z Hrubčic bylo 23

zrno vitálnější s průměrnou hodnotou 95 %. Výsledky potvrzují významný genetický základ této vlastnosti a jsou předpokladem pro využití vitality jako selekčního kritéria ve šlechtění. 3.3.8 Termín výsevu Sladovnický ječmen silně reaguje na zpožděné setí. Pokles výnosu je tím pronikavější, čím dříve v daném roce nastoupí teplé a suché počasí. Pozdní setí se projeví zkrácením vegetační doby a snížením výnosu. Černý et al. v letech 1993 2000 zjistili, že se snížení výnosu zrna způsobené pozdním setím pohybovalo v rozmezí 40 130 kg. ha -1 (tj. asi 0,6 až 2 %) za každý den zpoždění (Graf 2). Graf 2: Vliv opožděného setí na výši výnosu (Černý et al., 2007) Ve Wheatlandu (USA) Fatyga (1984) zkoumal vliv termínu výsevu na výši a kvalitě výnosu u odrůd jarního ječmene a ozimého ječmene. Odrůdy byly testovány v různých výsevních termínech: 1., 2. a 3. dekáda dubna pro ječmene jarního a 1., 2. a 3. dekáda v září pro ječmen zimní. Získané výsledky ukázaly vyšší výnos z ozimého ječmene než z ječmene jarního (ozimý ječmen 4,87 t. ha -1, jarní ječmen 3,98 t. ha -1 ). Výsev jarního ječmene po 10. dubnu a ozimého ječmene po 15. září vedl k významnému snížení výnosů zrna. Nejlepší testované odrůdy byly Triumph (ječmen jarní) a Vogelsanger Gold a Bekas (ozimý ječmen). 3.3.9 Význam výživy Jarní ječmen patří k plodinám, které jsou na nedostatek živin během vegetace velmi citlivé. Pokud se nenachází v optimálním výživném stavu, dochází k nedostatečnému 24

odnožování, jsou negativně ovlivněny výnosové prvky, a tím pádem také výnos. Výrazným způsobem může být ovlivněna také jeho kvalita (Klem et al., 2011). Nezbytným předpokladem pro dosažení dobré a kvalitní sklizně sladovnického ječmene je vyrovnaná hladina všech živin v půdě, alespoň v kategorii vyhovující až dobré zásobenosti. Při velmi nízké a nízké hladině přístupných živin se nedoporučuje sladovnický ječmen pěstovat, protože jeho výroba je ztrátová (Richter, Bezděk 1997). 3.3.10 Význam dusíku Dusík je významnou živinou, která rozhoduje o dynamice tvorby sušiny a kvality zrna. Limituje obsah bílkovin, ovlivňuje mechanické vlastnosti zrna a parametry sladu. Základní dávka dusíku se řídí výrobní oblastí a výnosem předplodiny a pohybuje se zpravidla v rozmezí 20 60 kg N na hektar (Zimolka et al., 2006). Nesprávně stanovená dávka N-hnojiv stejně tak jako pozdní mineralizace posklizňových zbytků se může negativně projevit na zvyšování obsahu dusíkatých látek v zrnu (Hřivna et al., 2011). V letech 2004 2005 studovali Bielski a Budzyński efekt osmi stupňů dusíkaté výživy na výnos a sladovnickou kvalitu ječmene jarního, odrůdy Prestige (Tab. 4 a 5). Vyšší dávka dusíku (60 kg. ha -1 ) způsobila mírně vyšší výnos v obou letech. Rozdělení dávky 60 kg na 40 kg před setím a druhou dávku po odnožování bylo příznivější pro výnos v porovnání s dávkou nedělenou. Vyšší dávka dusíku zvýšila výnos, ale neovlivnila obsah bílkovin. Naopak podle Klupczyńskeho (1998), dusík aplikovaný v dávce 60 80 kg. ha -1 má negativní vliv na vyváženost zrna a zvyšuje obsah bílkovin v zrnu. 25

Tab. 4 : Výnos zrna a výnosotvorné prvky ječmene jarního v závislosti na úrovni hnojení (Bielski a Budzyński, 2006). Výnos zrna Počet klasů Počet zrn v klasu Hmotnost tisíce zrn Dávka dusíku (kg.ha -1 ) (q.ha -1 ) (m 2 ) 2004 2005 průměr 2004 2005 průměr 2004 2005 průměr 2004 2005 průměr 0 42 37,8 39,9 410 342 376 18,6 21,4 20 52,5 48 50,25 20 56,8 43,8 50,3 475 382 428,5 19,5 20,5 20 53,5 49,2 51,35 40 62,1 53,4 57,75 471 491 481 18,8 20 19,4 53,4 52,1 52,75 20+20 67,1 52,1 59,6 493 461 477 19,7 21,5 20,6 51,6 52,5 52,05 60 65,4 52,9 59,15 517 468 492,5 20,4 20,7 20,55 56,3 52,9 54,6 40+20 73,8 60,6 67,2 546 487 516,5 23,3 20,9 22,1 53,9 48,6 51,25 80 74,2 61,2 67,7 543 528 535,5 20,6 20,7 20,65 53,3 50,2 51,75 60+20 75,8 64 69,9 524 538 531 21,6 21,7 21,65 53,7 51,5 52,6 průměr 58,7 48-473 429-19,4 20,8-53,5 50,9 - LSD (p=0,05) Růst výnosu vlivem stoupajícího dusíkatého hnojení nesplňoval sladovnické požadavky. Aplikované úrovně hnojení nerozlišovaly sladovnické parametry, jako jsou friabilita nebo diastatická mohutnost. 26

Tab.5 : Efekt dusíkaté výživy na zrno a jeho sladovnické parametry Dávka dusíku Přední zrno Klíčivost obsah N- látek Friabilita Kolbachovo číslo Diastatická mohutnost (kg.ha -1 ) (%) (%) (% d.m.) (% d.m.) (%) (WK) 0 99,2 94,8 10,64 89,3 47,23 400 20 98,9 94,2 10,14 88,5 46,85 410 40 98,9 96,4 9,78 88,7 46,25 410 20+20 98,9 95,6 9,82 89,5 46,1 400 60 99,1 95,4 9,48 89,4 48,9 410 40+20 99 97 9,63 88,1 48,41 410 80 98,9 95,6 9,62 88,9 47,57 350 60+20 98,9 95,8 9,7 88,3 46,39 400 Dle Kukuła et al. (1999) obsah bílkovin v zrnu a další sladovnické parametry jsou mnohem významněji ovlivněny klimatickými podmínkami v průběhu vegetace než agrotechnikou. V tomto pokusu byl vliv dusíku na pivovarskou kvalitu nižší než se předpokládalo. 3.3.11 Význam síry Hřivna et al. (2011) ověřovali v rámci maloparcelního polního pokusu založeného v roce 2010 vliv aplikace N a S hnojiv na výnos a kvalitu zrna jarního ječmene odrůdy Jersey. Byly zvoleny dvě hladiny hnojení dusíkatými hnojivy (30 a 50 kg.ha -1 N). Aplikace hnojiv proběhla ve dvou termínech v průběhu vegetace. U vzorků zrna byla stanovena objemová hmotnost, podíly přepadu zrna nad sítem 2,8 a 2,5 mm, obsah N-látek a škrobu. Nejvyšší výnos zrna byl stanoven po aplikaci vyšší dávky dusíku s vyšší dávkou elementární síry. Nejnižší výnos byl naopak stanoven u nehnojené kontroly. Přestože rozdíly mezi variantami byly značné, nebyly statisticky průkazné. Po aplikaci síry byl výnos zrna v průměru vyšší než po hnojení dusíkem. Nízký výnos u kontroly přispěl k vyššímu přepadu zrna nad sítem 2,8 mm a velmi vysokému podílu plných zrn. Průkazně nejvyšší objemová hmotnost zrna byla stanovena u ječmene hnojeného vyšší dávkou 27

dusíku bez aplikace síry. U variant se sírou byla stanovena v průměru vyšší hladina bílkovin v zrnu, což odpovídá skutečnosti, že síra podporuje příjem dusíku. Společná aplikace N a S zvyšovala hmotnost sušiny jedné rostliny a podporovala tvorbu odnoží. Dále přispávala k tvorbě výnosu a jeho kvality, která se projevila v dosažení vyššího obsahu škrobu v zrnu. Potvrdilo se také, že síra podporuje příjem a využití dusíku a tím přispívá k vyšší efektivitě hnojení touto živinou. 3.3.12 Význam zinku Pro úspěšný růst a vývoj ječmene a pro získání požadovaného výnosu odpovídající sladařské kvality je nezbytné dosáhnout optimální koncentrace zinku v rostlinách. Zinek je také klíčovým elementem s vlivem na aktivitu kvasinek při fermentaci mladiny. Cerkal et al. (2010) sledovali v letech 2005 2008 vliv listové aplikace zinečnatého hnojiva na výnos zrna, resp. přepad zrna na sítě 2,5 mm, hmotnost tisíce zrn, obsah N-látek, škrobu a extraktu v zrnu (%). Po aplikaci zinku došlo ke zvýšení výnosu odrůd v průměru let o více než 3 %, HTZ se zvýšila o 1,7 %. Podařilo se také dosáhnout vyšší výtěžnosti přepadu zrna nad sítem 2,5 mm. Naproti tomu hodnoty nejsledovanějších ukazatelů jakosti zrna dusíkatých látek a škrobu ovlivněny nebyly. Podařilo se ale prokázat pozitivní vliv aplikace zinku na výtěžnost extraktu sladu, který vzrostl v průměru o 0,3 0,5 %. U všech odrůd byla prokázána negativní korelace obsahu zinku s obsahem N-látek v zrnu (od r = -0,274 do -0,525**), dále také pozitivní vztah tohoto mikroelementu s obsahem škrobu (r = 0,014 až 0,367*). Vaculová et al. (2010) přitom pro tyto znaky popisuje opačné vztahy. Podobně jako u škrobu platily i logické, pozitivní vztahy, mezi obsahem zinku a extraktem (r = 0,036 0,371*). Středně silné pozitivní závislosti byly zjištěny ve vztahu obsahu zinku a friability (r = 0,329* 0,691***), resp. USJ (r = 0,274 0,603***), negativní naopak k obsahu β-glukanů v zrnu (r = -0,265 až -0,521**). Pozitivní korelace mezi obsahem zinku a obsahem škrobu, resp. extraktu, friabilitou a USJ jednoznačně ukazují na význam tohoto prvku pro sladařský a pivovarský průmysl a prokazují vysokou efektivitu mimokořenové aplikace zinečnatých hnojiv v průběhu vegetace. 28

3.3.13 Růstové regulátory Primárním cílem použití růstových regulátorů je zabránění poléhání, které způsobuje značné ztráty na výnose i sladovnické kvalitě ječmene, souvisí se zvýšeným napadením klasů fuzariózami. Proto by mělo být používání regulátorů růstu nedílnou součástí pěstitelské technologie sladovnických ječmenů. Růstové regulátory zasahují do hormonálního systému rostlin a ovlivňují tak jejich růst a vývoj. Jejich cílenou a promyšlenou aplikací můžeme významně zasáhnout do tvorby i kvality výnosu (Bezdíčková, 2005). Jednou z možností, jak zvýšit výnos a zachovat či zlepšit sladovnickou kvalitu u jarního ječmene, je kromě způsobu výsevu stimulace během nebo na počátku růstu (Křováček, 2006 a 2007). V pokusech s růstovým stimulátorem byly kromě jiného potvrzeny i zákonitosti tvorby výnosu, korelace mezi hustotou porostu, počtem zrn v klase a HTS. Růstový stimulátor (volený ve správné dávce a aplikovaný ve vhodném termínu ke konci odnožování) pomáhá intenzifikaci pěstitelské technologie sladovnického ječmene, navyšuje výnosy (Křováček a Černý 2007). Černý a Vašák (2005) také uvádí, že růstový stimulátor dokázal v letech 2003 a 2004 zlepšit výnosy i kvalitu zrna. Geisler (1988) souvislost mezi prvky výnosu potvrzuje také a uvádí, že výnos zrna u jarního ječmene je v porovnání s ostatními druhy obilnin silně ovlivněn hustotou porostu. Fishbeck et al. (1999) uvádí, že velká hustota porostu (klasy.m -2 ) koreluje u jarního ječmene negativně s počtem zrn v klase a naopak. Munir (2002) obecné zásady taktéž potvrzuje. 3.6.14 Problematika mykotoxinů Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity mikroskopických vláknitých hub, pro které se vžil název plísně (Žabka a Jerogov 2002). Na rozdíl od pšenice (Triticum aestivum L.) jsou ječmen, žito i oves považovány obecně za méně náchylné (Langevin et al., 2004). Údaje o výskytu mykotoxinů u jednotlivých druhů obilovin se však v závislosti na geografické poloze liší. Studie z Kanady, založena na sledování výskytu mykotoxinů v běžné kanadské produkci obilovin v letech 1991 až 1998, uvádí průměrnou koncentraci deoxynivalenolu (DON) v pšenici, nižší v ječmeni a nejnižší v ovsu (Campbell et al., 2002). Data z Minnesoty 29

(USA) z let 1993 a 1994, kdy zde byly mimořádně příznivé podmínky pro rozvoj fuzárií, udávají průměrné koncentrace DON nejvyšší u ječmene, nižší u pšenice a nejnižší u ovsa (Jones a Mirocha, 1999). V Norsku šestiletá studie prokázala nejvyšší obsah DON v ovsu, pak v pšenici a nejnižší v ječmeni (Langseth a Elen, 1997). Jednou z příčin variability ve výskytu mykotoxinů je variabilita v zastoupení jednotlivých druhů Fusarium. Na napadení klasů obilnin se totiž podílí obvykle více patogenů Fusarium současně (Xu et al., 2005), přičemž jejich nároky na podmínky prostředí se mohou lišit (Rossi et al., 2001; Brennan et al., 2005). Nejčastějšími druhy Fusarium vyskytujícími se v Evropě jsou nyní F. graminearum a F. culmorum (Mesterhazy, 2003). Oba tyto druhy produkuji zejména DON, zearalenon (ZEA) a nivalenol (Logrieco et al., 2003). F. culmorum může produkovat také moniliformin (Desjardins, 2006). Velmi často jsou v Evropě na obilovinách nacházeny také druhy F. poae a F. avenaceum (Vogelgsang, 2005). F. poae produkuje celou řadu trichothecenových mykotoxinů a uvádí se, že je možná koprodukce nivalenolu (trichothecen B) a T-2 toxinu (trichothecen A). U druhu F. avenaceum nebyla naopak produkce trichothecenů ani zearalenonu vůbec prokázána (Desjardins, 2006). Nařízení Komise (ES) č. 1881/2006, které stanovuje maximální limity některých kontaminujících látek v potravinách a v surovinách pro jejich výrobu, uvádí maximální limit pro obsah DON v pšenici, ječmeni a žitě ve výši 1250 μg. kg -1. Z fuzáriových mykotoxinů dále stanovuje maximální limit pro ZEA, který je pro pšenici, ječmen, žito a oves 100 μg. kg -1. Některé houby jako jsou Alternaria, Fusarium, Helminthosporium způsobují zahnědnutí špiček zrna ječmene jarního. To je charakterizováno černohnědým zabarvením pluch, které kryjí embryo. K jejich výskytu dochází v letech, kdy jsou během plnění zrna a dozrávání vlhké a teplé podmínky. Podle sladařů a pivovarníků jsou zahnědlé špičky nežádoucí, neboť dochází ke snížení kvality již při 10% výskytu (Váňová, 2006). Mykotoxiny se také podílejí na vzniku gushingu piva. Gushing je jev, který je pozorovaný u mnoha sycených nápojů včetně piva, kdy při otevření obalu dojde k masivnímu přepěnění nápoje. Podstatou gushingu je okamžité uvolnění oxidu uhličitého po otevření láhve (Shokribousjein et al., 2011; Basařová et al., 2010). Přepěňování piva souvisí s tvorbou látek vznikajících při napadení obilky ječmene mikroskopickými vláknitými houbami. Jedná se o tzv. primární gushing (Běláková et al., 2012). 30

3.3.14.1 Vliv vlhkosti při skladování na výskyt mykotoxinů Wawrzyniak et al. (2013), ve své studii zkoumali vliv teploty (23 30 C) a vlhkosti vzduchu (0,80 až 0,94 aktivita vody aw) při skladování na výskyt plísní rodu Aspergillus westerdijkiae, Penicillium a Fusarium viridicatum poae. Z výsledků se ukázalo, že aw je hlavním faktorem ovlivňující vznik plísní. Při aw 0,80 se plísně v obilí objevily nejdříve za 30 dní. Zato v obilí s aw 0,92 a 0,94 byly plísně aktivovány již během 24 48 hodin. V praxi by bylo vhodné, při posklizňové úpravě zrna, měřit teplotu a aktivitu vody. 3.3.15 Význam fungicidní ochrany Intenzita a ekonomika fungicidní ochrany u jarního sladovnického ječmene je problematická. Z víceletých pokusů průkazně vychází, že se zvyšující intenzitou fungicidní ochrany (aplikace tří fungicidů) se zvyšuje výnos (Černý, 2008). Podle výzkumu Pecio (2002), ošetření fungicidními přípravky během vegetace vedlo ke zvýšení hmotnosti 1000 zrn a zlepšovalo podíl předního zrna. Naopak fungicidní ochrana ječmene způsobila zmenšení Kolbachova čísla. 3.3.16 Posklizňové dozrávání Posklizňové dozrávání je termín užívaný pro označení změn, které probíhají v obilce během výstupu z dormance. Obilky ječmene po sklizni klíčí nejednotně a pomalu. Posklizňovým dozráváním můžeme označit období mezi sklizní a dobou, kdy energie klíčení a klíčivost dosahují stejných hodnot. K posklizňovému dozrávání dochází, pokud jsou obilky vystaveny určitým podmínkám (sucho, teplo apod.). Je ukončeno po několika týdnech až měsících skladování v závislosti na odrůdě, klimatických podmínkách v průběhu vegetace a sklizně (Benech Arnold, 2002). Zvláště důležitá je délka posklizňového dozrávání u sladovnických odrůd ječmene, protože odrůdy s dlouhou dobou posklizňového dozrávání se mohou sladovat až později, což je ekonomicky nevýhodné. Šlechtěním se doba posklizňového dozrávání odrůd ječmene výrazně zkrátila, což ale může mít i negativní dopad. V případě deštivého počasí před sklizní odrůdy s krátkým obdobím posklizňového dozrávání snadno porůstají. V klimatických podmínkách České republiky může délka 31

posklizňového dozrávání a náchylnost obilek ječmene k porůstání způsobit sladařskému průmyslu problémy. Porůstání je vážným problémem zejména v letech s deštivým průběhem sklizně. Nebezpečí porůstání se zvyšuje, jestliže je počasí během zrání obilek teplé a suché. Takový průběh počasí navozuje méně hlubokou dormanci a následně krátké posklizňové dozrávání. V případě, že po slunečném a suchém období dojde ke změně a těsně před sklizní nebo v jejím průběhu se ochladí a začne pršet, je nebezpečí porůstání velmi vysoké, protože předchozí průběh počasí navodil nízkou úroveň dormance. Dormance způsobuje problémy také při testování, zejména při stanovení klíčivosti. Krátce po sklizni může výrazně ovlivnit výsledky testů především energie klíčení (Bewley a Black 1984). 3.3.17 Šlechtění sladovnických odrůd Šlechtění sladovnických odrůd má u nás dlouholetou tradici. Proto se také jako výchozí materiál používají především české odrůdy nebo odrůdy, které mají v rodokmenu některou z našich odrůd (Psota, 2006). Moravské krajové odrůdy a zde vyšlechtěné odrůdy významně přispěly ke kvalitě evropských genetických zdrojů činností úspěšných šlechtitelů a jejich odrůd (E. Proskowetz: Hana Pedigree 1884, J. Bouma: Diamant 1965 aj.) (Chloupek, 2011). Procesem šlechtění se u sladovnických odrůd jarního ječmene zlepšily některé jakostní ukazatele sladu, například obsah extraktu, či se mírně zvýšila aktivita proteolytických a amylolytických enzymů (Křováček, 2006). Šlechtění odrůd sladovnického ječmene zlepšuje na genetickém podkladě sladovnickou kvalitu odrůd. Současné šlechtitelské cíle by měly vyústit ve vyšlechtění odrůdy s výběrovou sladovnickou jakostí, vysokým výnosem zrna a dobrými ostatními hospodářskými vlastnostmi, mezi něž se řadí nepoléhavost a nelámavost stébla, velký podíl předního zrna, rezistence proti chorobám jako je padlí travní, rez ječní a hnědá a rhynchosporiová skvrnitost (Ehrenbergerová et al., 1997). Prvořadou podmínkou na vyšlechtění kvalitních odrůd ječmene je výběr vhodných genetických zdrojů. Správné využití vhodných genetických zdrojů může podstatně urychlit a zefektivnit šlechtitelskou práci. Genofond ječmene má svoji biologickou i hospodářskou hodnotu. Charakteristika genetických zdrojů poskytuje cenné informace pro komerčního uživatele (šlechtitel, výzkumní, semenář, atd.). Popisné údaje jsou 32