Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav zakládání a pěstění lesů Zvyšování výtěžnosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance BAKALÁŘSKÁ PRÁCE 2007/2008 Marie Mařáková

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Zvyšování výtěžnosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: podpis studenta 1

Touto cestou bych chtěla poděkovat vedoucí bakalářské práce, paní doc. Ing. RNDr. Evě Palátové, Ph.D. za metodické vedení, nesmírnou obětavost, cenné rady a v neposlední řadě za množství času, které mi věnovala při zpracování kvalifikační práce. Dále chci poděkovat panu Ing. Karlu Drápelovi, CSc. a Ing. Zdeňku Kárlovi za pomoc při statistickém zhodnocení výsledků práce. 2

Zvyšování výtěžnosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance. Marie Mařáková Abstrakt: Úkolem práce bylo ověřit možnosti stimulace osiva smrku ztepilého a borovice lesní dlouhodobě uloženého v genové bance. U jmenovaných dřevin se experimentálně zjišťoval vliv máčení, máčení v okysličované vodě a studené stratifikace na energii klíčení, klíčivost a vzcházivost. Výhodou zmíněných způsobů předosevní přípravy je možnost použití i v běžné lesnické praxi. Jako optimální se u smrku i borovice na zvýšení energie klíčení projevila studená stratifikace. Máčení a máčení v okysličované vodě podstatně stimulovalo klíčivost semen u smrku ztepilého. Naopak borovice lesní na tyto ošetření nereagovala. Vzcházivost semen se však u sledovaných vzorků nepodařilo zvýšit žádným ze sledovaných způsobů předosevní přípravy. Klíčová slova: osivo, předosevní příprava, stimulace, energie klíčení, klíčivost Increase emergence rate of seeds, which were storage in gene bank for a long time. Abstract: The assignment of this work was to verify possibilities of invigoration of Norway spruce and Scots pine seeds, which were storied in gene bank for a long time. At this named tree species, trials were conducted to determine the effect of soaking in water, soaking in water saturate of oxygen and moist prechilling on germination energy, germination and emergence rate. Benefit of these mentioned techniques of presowing treatment are possible to apply in standard forest practices. The moisture prechilling for Picea and Pinus seeds appeared as an optimal technique for increasing the germinate energy. Germination seeds of Norway spruce were significantly stimulated by the technique of soaking in water and soaking in water saturate of oxygen. Conversely the Scots pine does not respond to mentioned treatments. The emergence rate didn t increase by neither of studied techniques of presowing treatments at these monitored samples of seeds. Key words: seeds, presowing treatment, invigoration, germination energy, germination 3

OBSAH: 1. ÚVOD A CÍL PRÁCE 5 2. LITERÁRNÍ PŘEHLED 6 3. MATERIÁL A POUŽITÁ METODA 17 3.1 MATERIÁL 17 3.2 POUŽITÉ METODY 19 3.2.1 Příprava oddílů osiva 19 3.2.2 Zkouška klíčivosti (stanovení energie klíčení a klíčivosti) 20 3.2.3 Půdní klíčivost (vzcházivost) 21 3.2.4 Statistické hodnocení 22 4. VÝSLEDKY 23 4.1 OSIVO SMRKU ZTEPILÉHO (Picea abies/l./karst.) 23 4.1.1 Zkouška klíčivosti 23 4.1.2 Půdní klíčivost (vzcházivost) 27 4.2 OSIVO BOROVICE LESNÍ (Pinus sylvestris L.) 30 4.2.1 Zkouška klíčivosti 30 4.2.2 Půdní klíčivost (vzcházivost) 34 5. DISKUZE 37 6. ZÁVĚR 44 7. SUMMARY 45 8. PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY 46 4

1. ÚVOD A CÍL PRÁCE Důležitou roli při zajištění požadovaného množství druhově a geneticky hodnotného osiva a sazenic hospodářsky významných dřevin pro potřebu umělé obnovy v lesnické praxi sehrávají semenné roky. V semenných letech je vhodné provádět sběr semene z porostů se střední nebo plnou úrodou, kdy je zaručena dostatečná genetická diversita, protože do reprodukce vstupuje co nejvyšší počet jedinců dané populace a sběr je výhodný i z ekonomického hlediska. Intervaly mezi roky plné plodnosti se v důsledku znečištění ovzduší (imisemi a exhaláty, ovlivňujícími množství i kvalitu semen) prodloužily v poslední době u smrku ztepilého až na 10 let. Z tohoto důvodu má velký význam dlouhodobé skladování semen, které zabezpečuje nejen rovnoměrné zásobování osivem v době neúrody, ale také zajištění osiva z oblastí zachycujících celý genofond a jeho uchování v případě náhlých krátkodobých změn prostředí v důsledku působení škodlivých abiotických i biotických činitelů. Pro tyto účely jsou budovány speciální klimatizované sklady, které zajišťují optimální skladovací podmínky a kam lze, např. u smrku ztepilého, uložit a uchovat potřebnou zásobu osiva na dobu více než 10 let bez podstatné ztráty klíčivosti nebo je možné umístění semen v tzv. bance lesního osiva. Doba možného uložení osiva v bance však závisí na druhu dřeviny. Ortodoxní semena, která snáší snížení obsahu vody na cca 5 % a teploty hluboko pod bodem mrazu (-22 C) jako např. osivo smrku, borovice, modřínu atd., lze skladovat bez podstatné ztráty životnosti 20 až 30 let (PALÁTOVÁ, 1999). Délka životnosti semen je fixována geneticky a ovlivňována prostředím. A právě úpravou vnějších podmínek prostředí můžeme ovlivnit proces stárnutí, který vede přes postupné snižování kvality semen až k jejich smrti a tím urychlit nebo zpomalit tento přirozený proces, který však nemůžeme nikdy zcela zastavit. Při dlouhodobém skladování osiva zkoumaných dřevin dochází k poklesu aktivity enzymů a proto mají stará semena zpravidla nižší energii klíčení. V důsledku snížení vitality semen docílíme u dlouhodobě skladovaného osiva nízké výtěžnosti. Různými způsoby předosevní přípravy lze dosáhnout zvýšení vitality a proto je cílem této práce ověřit vliv máčení, máčení v okysličené vodě a studené stratifikace nedormantních semen na klíčení a vzcházivost osiva smrku a borovice dlouhodobě skladovaného v genové bance. 5

2. LITERÁRNÍ PŘEHLED Jak již bylo řečeno v úvodu práce, úkolem lesního semenářství je nejen opatření jakostního osiva všech druhů dřevin požadovaného původu, ale i jeho dostatečného množství, aby byl ve všech lesních školkách zabezpečen plynulý výsev a tím byla pokryta potřeba sadebního materiálu pro umělou obnovu. Vždy je proto nutné využít plné semenné úrody a dostatečně se zásobit osivem hlavních jehličnatých dřevin. Koncem minulého století byl zaznamenán semenný rok v letech 1971 1972, kdy po 12 letech neúrody smrku zastihla nově zbudovaný Semenářský závod v Týništi nad Orlicí velká úroda smrku a střední úroda borovice lesní a modřínu, které prověřily jeho kapacitní možnosti. Celkem bylo přijato a vyluštěno 1899 t šišek těchto dřevin. Po zpracování přijaté suroviny bylo vyluštěné osivo uloženo za optimálních skladovacích podmínek pod odborným dohledem školených pracovníků a poprvé v historii lesního semenářství se tak v ČR podařilo vytvořit a uchovat potřebnou zásobu osiva smrku ztepilého na dobu více než 10 let bez podstatné ztráty klíčivosti. Klimatizovaný sklad osiva se tedy stal garantem nepřetržitosti produkce sadebního materiálu jehličnatých dřevin. V letech 1980 1981 potom následovaly obdobně bohaté úrody s přijetím a vyluštěním 2227 t šišek a v letech 1992 1993 s vyluštěním 1173 t šišek (FOREJTEK a HLAVOVÁ, 2001). Poslední velká úroda byla zaznamenána v letech 2003 2004. Zajištění neustálé produkce sadebního materiálu však není jediným úkolem lesního semenářství. Velmi důležité poslání je zachování genofondu lesních dřevin, které zajišťují genové banky, což jsou zařízení uzpůsobená k dlouhodobému uchování (konzervaci) genetické informace obsažené v semenech, pylu, rostlinách a jejich částech, včetně rostlinných explantátů. Materiál uložený v bankách není určen pro běžnou provozní spotřebu, ale má specifické použití (PALÁTOVÁ, 1999). Zachování genofondu je úkol, který by měl garantovat stát, jak to ostatně deklaroval v Základních principech státní lesnické politiky, kde je udržování a rozvíjení genofondu jedním z dlouhodobých dílčích cílů. V České republice byla banka osiva ustavena s účinností od 1.1.1986, kdy vešla v platnost Instrukce o bance lesního osiva (č.j.10984/orlh/284/opv/85 ze dne 1.11.1985) a byla umístěna v Semenářském závodě v Týništi nad Orlicí. Dlouhodobé skladování semen v bance osiva je třeba považovat za účinné opatření k zachování genofondu ex situ, protože na malém prostoru může být konzervován vysoký počet 6

genotypů, přičemž se předpokládá, že uložené osivo bude moci být v žádanou dobu opět použito k vypěstování sadebního materiálu a zalesňování. Má-li genová banka plnit své poslání, tzn. zachování genofondu, je nezbytné, aby osivo v bance reprezentovalo pokud možno co nejdokonaleji genetickou diversitu dané populace, tedy aby zahrnovalo i ty alely, které se vyskytují vzácně a s nízkou frekvencí. Tento požadavek banka neplnila dokonale, protože osivo, které bylo na návrh VÚLHM Jíloviště-Strnady zařazováno bezúplatně do banky, pocházelo z běžných provozních oddílů a je otázkou, nakolik dokonale reprezentovalo genetickou variabilitu zachovávaných populací. Navíc od roku 1992 došlo ke změně vlastnických vztahů, zařazování nových vzorků do banky se zkomplikovalo a uvedený model již neodpovídal současným možnostem a potřebám. Uvedené důvody patrně přispěly k tomu, že Pokynem GŘ č. 6 z roku 1995 ustanovily LČR s účinností od 1.9.1995 banku osiva regionálních populací u LČR. Statut banky byl doplněn pokynem ŘVTÚ č. 12/95 k provozu banky osiva regionálních populací lesních dřevin u LČR. Podle něj návrhy na zařazení jednotlivých populací vypracovávají specialisté pro genofond po konzultaci s VÚLHM. Banka preferuje vzorky osiva uznaných jednotek fenotypové třídy A a B, ale připouští i možnost zařadit vzorky osiva z porostů fenotypové třídy C, zvláště u extrémních a jinak významných stanovišť, kde populace není dostatečně porosty třídy A a B representována. Je stanoveno, že pro sběry osiva do banky se využívá především plných, případně středních úrod a povinnost sbírat osivo minimálně z 50 náhodně vybraných stromů. Také v tomto případě se při sběru počítá s vedením podrobné evidence údajů o původu, ale i dalších doplňujících informací, které by mohly mít v budoucnu význam. Určitou dobu tedy existovaly v České republice dvě banky osiva. K 12.10.2005 ztratila závaznost Instrukce MLVH o bance lesního osiva (č.j.10984/orlh/284/opv/85) a MZe dalo souhlas na vyskladnění zásob semene uloženého v bance. Jak již bylo zmíněno na začátku práce, osivo je v bance uloženo v delším časovém horizontu (20 až 30 let). V průběhu skladování však v semenech probíhají jisté degenerativní změny označované jako stárnutí. Rychlost, s jakou proces stárnutí probíhá, závisí na podmínkách, ve kterých je semeno uloženo. Volbou vhodných podmínek navozujících stav anabiózy, můžeme tento proces zpomalit, ale nikdy ho nemůžeme zcela zastavit. Nelze proto vyloučit, že v průběhu skladování může docházet k jisté selekci (tj. snižování životnosti a následnému vylučování určitých genotypů), případně 7

ke změně genetické informace mutacemi a v důsledku toho i ke změně genetické struktury zachovávané populace (PALÁTOVÁ, 1999). Otázku, zda při dlouhodobém skladování dochází k poškození genetického materiálu, řešil MACHANÍČEK (1983) ve svých rozsáhlých pokusech, kdy sledoval cytologické změny ve skladovaném semeni smrku. Pokusné práce provedl se semenem z čerstvé sklizně a semenem skladovaným 7, 10 a 25 let. U žádného vzorku čerstvých a do deseti let skladovaných semen v jeho experimentech nebyly při hodnocení tisíce buněk zjištěny příznaky mutací, mitotické dělení bylo zcela normální, jakož i barvení chromatidů bylo intenzivní. Jedině u semen skladovaných 25 let byla v průběhu mitózy zjištěna mikrojádra a slabé sycení chromatidů, což prokazuje kvantitativní změnu DNK. Tento úkaz informuje o tom, že po tak dlouhé době skladování vznikají již v semeni negativní cytologické změny. Veškeré změny na biochemické úrovni podmiňují morfologické a fyziologické projevy stárnutí, kam patří např.: změna barvy semen, zvýšená citlivost semen na ozáření, snížená tolerance k nepříznivým podmínkám skladování a klíčení, snížení energie klíčení, snižování až ztráta klíčivosti a v neposlední řadě zhoršený růst semenáčků a větší podíl abnormálních semenáčků vzniklých ze stárnoucích semen. V důsledku stárnutí semen dochází k následnému snížení jejich vitality a klíčivosti, proto je třeba vypracovat a ověřit stimulační metody a za jejich pomoci zvýšit výtěžnost dlouhodobě skladovaného osiva našich hlavních hospodářských druhů jehličnatých dřevin. V semenářské praxi se využívá předosevní příprava, která urychluje procesy klíčení síjí, zabezpečuje jejich rovnoměrné vzcházení, dosažení vysoké půdní klíčivosti a tím i hospodárné využití osiva a produkci semenáčků stejné kvality (DUŠEK, 1997). K velkému zlepšení vzcházivosti semen došlo zavedením metod oddělujících neproduktivní semena. Jednou z možností předosevní přípravy je metoda IDS, která se používá k odstranění plných mrtvých semen (SIMAK, 1981; 1983; 1984, SIMAK et al.,1985 ex BERGSTEN, 1987). Metoda je založena na inkubaci semen (I), jejich následném vysoušení (D) a separaci (S) mrtvých semen. Základní myšlenka metody využívá vlastnosti živých semen ztrácet při vysoušení absorbovanou vodu mnohem pomaleji než semena mrtvá. Na základě odlišné hustoty mohou být potom mrtvá semena oddělena pomocí plavení ve vodě. Aplikací metody IDS jsme tedy schopni odstranit z oddílů neproduktivní semena, ale stále se zde mohou vyskytovat semena živá, která mají nízkou vitalitu. Druhou 8

cestou, jak zvýšit vzcházivost semen, je zlepšení vitality živých semen. Vitalita semen může být ovlivněna mnoha faktory (BERGSTEN a SIMAK, 1985 ex BERGSTEN, 1987) a je výsledkem geneticky daného zdravotního stavu semen, převládajících podmínek v průběhu vývoje semene a veškerou manipulací s osivem v době od sklizně až po jeho uskladnění. Jednou z možností zvýšení vitality semen, je jejich ošetření chemickými látkami. Bylo dokázáno, že chemické prostředky, které se používají na ochranu, ovlivňují do značné míry i klíčivost a průběh procesu klíčení. U nás se zabýval otázkou vlivu různých mořidel na semena lesních dřevin velmi obsáhle KRÁL (1960 ex KOLEKTIV AUTORŮ, 1989), který ve více případech zjistil, že mořené osivo mělo nejen vyšší procento klíčivosti, ale i vyšší energii klíčení. Mořidla se tedy v daném případě projevila nejen dezinfekčně, ale i stimulačně. Testováním vlivu některých chemikálií na stimulaci semen lesních dřevin se zabývalo i mnoho zahraničních autorů, které uvádí ve své práci BERGSTEN (1987). U borovice a smrku, níže jmenovaní autoři potvrdili vliv těchto chemických látek na zvýšení energie klíčení a v některých případech i na zvýšení klíčivosti semen. Použití peroxidu vodíku doporučují CARTER a JONES (1962), STEIN (1965), PITEL a WANG (1985), kyseliny dusičné HARE (1981), giberelinu BONNER (1976), PITEL a WANG (1985), dusičnanu draselného BERGMAN (1959), kyseliny sírové PITEL a WANG (1985), vlhčení SURBER (1961) a výtažek z mořské řasy DONALD (1981) atd. U semen můžeme zvýšit vitalitu i ošetřením různými druhy energie. V laboratorních podmínkách bylo ke stimulaci energie klíčení použito působení laseru nebo γ-záření. Názory autorů na podstatu působení γ-záření při zvyšování kvalitativních parametrů osiva se však liší. Někteří ve své práci popsali kladný vliv na klíčivost a vzcházivost (KARABAN, 1966 ex DEBNÁROVÁ, 2006), jiní uvádí, že malé dávky záření neměly vliv na klíčení a větší dávky negativně působily na kvalitativní parametry a často vyvolávaly genetické změny (MICHELČÍK, 1970; NEŠTICKÝ et al. 1997 ex DEBNÁROVÁ, 2006). Také v případě namáčení semen ve vodě, jejich následném chlazení a ozařování γ-zářením stacionárním radiačním zdrojem 60 Co a zářením elektronovým urychlovačem, nebyl potvrzen vliv na zvýšení energie klíčení a klíčivosti dlouhodobě skladovaného osiva borovice lesní (DEBNÁROVÁ, 2006). Nicméně se jedná o metody použitelné pouze v malém měřítku a ověření těchto výsledků v praxi by bylo velmi nákladné a problematické. 9

Stimulační metody používané v praxi u jehličnatých dřevin, jsou založeny převážně na přísunu vody, což je přírodní složka, která je pro proces klíčení nezbytná. Již v ČSN 48 2121 z roku 1956 Získávání plodů a semen lesních dřevin se doporučuje osivo smrku předkličovat kropením vodou po dobu 3 až 5 dnů a teprve po naklíčení semeno vysévat do vlhké a prohřáté půdy. Takto upravené osivo bylo možné vysévat jen ručně. Při zavedení mechanizovaného výsevu se proto tento způsob přestal užívat (HRABÍ, 1989). Máčení ve vodě je úspěšně aplikováno u mnoha druhů dřevin a využívá se k vyluhování inhibitorů klíčení u semen s příliš tvrdým osemením k jeho změkčení nebo umožnění absorpce vody potřebné ke klíčení. KARLBERG (1953 ex BERGSTEN, 1987) a BERGMAN (1959 ex BERGSTEN, 1987) doporučují pro semena borovice lesní a smrku ztepilého krátkodobé máčení, které nebude trvat déle než 24 hodin, kdy se urychlí počáteční absorpce vody a tím se zkrátí doba klíčení. Počáteční absorpce vody je převážně fyzikální proces založený na schopnosti semene (buněčné stěny, bílkovin) poutat vodu (EDWARDS, 1971 ex BERGSTEN, 1987). Účinky krátkodobého máčení jsou vratné a ošetřená semena musí být bezprostředně zaseta, aby nedošlo k opětovnému vysušení. Tato metoda však dosáhla velmi proměnlivých výsledků. Otázkou předosevní přípravy semen máčením se nejen u nás, ale i v zahraničí zabývalo mnoho autorů. Již na počátku 20. století bylo studováno máčení osiva modřínu ve vodě a doporučeno pro oddělení prázdných semen a zvýšení klíčivosti (ČERNÝ, 1926 ex HRABÍ, 1990). Separací prázdných a plných semen se na Slovensku zabýval především SIMANČÍK (1962; 1965; 1968; 1985), v zahraničí LİKEN (1960 ex HRABÍ, 1990) a FLORESCU et al. (1967 ex HRABÍ, 1990). Všichni uvedení autoři dospěli k závěru, že metodou máčení lze odstranit prázdná semena, ale dosáhli i kladných výsledků při urychlení procesu klíčení. Tyto poznatky potvrzují i práce dalších autorů (ROHMEDER, 1951; KAMER a KOZLOWSKI, 1979 ex ZALĘSKI, 1995). Přestože tuto metodu ověřovalo mnoho autorů, nebyla dosud stanovena optimální délka doby máčení, která ovlivňuje nejen zvýšení podílu plných semen, urychlení procesu klíčení, ale také zvýšení celkové klíčivosti semen. Např. ČERNÝ (1935 ex HRABÍ, 1990) uvádí pět až šest dnů a FLORESCU et al. (1967 ex HRABÍ, 1990) pouze 18 hodin. KRZYSZTOFÍK (1954 ex ZALĘSKI, 1995) konstatoval, že je nevhodný výsev semen modřínu po 36 hodinovém máčení. BALUT a GOLDMAN (1953 ex ZALĘSKI, 1995) potvrdili vhodnost máčení semen po dobu 24 hodin, kdy 10

došlo ke zvýšení energie klíčení a máčení trvající delší dobu nedoporučují, neboť se prokázalo jako nevhodné. KOCIĘCKI (1957 ex ZALĘSKI, 1995) navrhuje pro zvýšení klíčivosti a zlepšení rozvoje sazenic máčet osivo borovice ve vodě přes 3 hodiny a potom jeho skladování při teplotě 20 C za stálého přístupu vzduchu, aniž bychom osivo zvlhčovali, do doby než se objeví první klíčky. Zcela opomíjenou otázkou zůstávala optimální doba osychání semene, jejíž stanovení je nutné v zájmu mechanizovaného výsevu a udržení klíčivosti osiva, zároveň i z důvodu zvýšení energie klíčení a klíčivosti. HRABÍ (1989) ve svých experimentech použila u osiva modřínu máčení v destilované vodě v laboratorních podmínkách při teplotě 20 až 23 C a po uplynutí doby 24 a 48 hodin docílila zvýšení podílu plných semen až o 30 %. Optimální vliv na energii klíčení a klíčivost prokázalo máčení po dobu 24 hodin. Bylo dokázáno, že s prodlužující se délkou osychání průměrné hodnoty energie klíčení a klíčivosti vzrůstaly a u semene máčeného 24 hodin dosahovaly nejvyšších hodnot po 24 hodinovém osychání. Po zmíněné době byl obsah vody v semenech modřínu 15 17 %, což byla optimální hodnota pro dosažení maximální energie klíčení, klíčivosti a podílu mitoticky aktivních embryí, charakterizujících procesy embryonálního růstu. Po výsevu semen, který je při výše uvedeném obsahu vlhkosti možné provést i mechanizovaně, se ukázalo, že po 24 hodinovém osychání byla vyšší i výtěžnost osiva. HRABÍ (1990) také zkoumala vliv máčení na energii klíčení, klíčivost a cytologický stav embryí 8 let skladovaného osiva smrku ztepilého. Autorka doporučuje jako optimální předosevní přípravu ve všech aspektech máčení dlouhodobě skladovaného osiva smrku 24 hodin ve vodě a jeho následné osychání 12 až 24 hodin. Energie klíčení takto připraveného osiva dosahovala zhruba 15 %, zatímco u neošetřeného osiva byla nulová. Klíčivost i vzcházivost byla v porovnání s kontrolními vzorky v obou případech o 10 % vyšší. Obsah vody v předosevně připraveném osivu se pohyboval od 16 do 30 %. Ošetřené osivo bylo sypké a vyznačovalo se již zahájenými embryonálními růstovými pochody, proto byl nutný jeho neodkladný mechanizovaný výsev. DUŠEK (1997) uvádí, že u dlouhodobě skladovaného osiva je aktuální máčení semen ve vodě za účelem zvýšit obsah vody na požadovanou hladinu nabobtnání. Máčení ve vodní lázni po dobu 6 až 8 hodin těsně před síjí je podle autora vhodné u semen všech jehličnanů, stejně jako u semen olší, dubů a bříz. Nabobtnáním se zvětšuje objem semen (u borovice až o 10 %, douglasky 15 %, jedle a olše 20 %, smrku 11

30 %, modřínu 25 %) a krátké povrchové osušení semen na stinném místě bezprostředně před síjí obnovuje jejich sypkost a usnadňuje výsev. Nejnovější poznatky problematiky předosevní přípravy dlouhodobě skladovaného osiva zveřejnila ve své práci DEBNÁROVÁ (2006). Při svém experimentu zkoumala vliv máčení na dlouhodobě skladované osiva smrku ztepilého a potvrdila jako optimální způsob 24 hodinové namáčení semen ve vodě s následným volným vysoušením semen po dobu 24 hodin při teplotě 20 C. Touto cestou, byla zvýšena energie klíčení a klíčivost i u semen, která vykazovala před touto stimulací i nulovou energii klíčení a průměrně se při použití popsaného způsobu zvýšila energie klíčení o 19 % a klíčivost osiva o 13 %. Jednou z metod fyziologického ošetření semen je osmotická stimulace, při které jsou semena namáčena do roztoků hydratačních solí nebo polyetylen glykolu. Metoda patří k nejpoužívanějším při udržování požadovaného obsahu vlhkosti. V průběhu ošetření uchováváme semena při teplotě nižší než je optimum pro vyklíčení a současně vyšší než v průběhu stratifikace semen. Metoda byla nejdříve použita u semen významných v zemědělské a zahradnické praxi (ELLS, 1963; HEYDECKER et al., 1973; 1974 ex BERGSTEN, 1987) a následně také úspěšně aplikována pro některé druhy jehličnanů (např. borovice, smrk) při experimentech v laboratořích nebo malých školkách (SIMAK, 1976; SIMAK a SAHLÉN; FLEMING a LISTER, 1984, všichni ex BERGSTEN, 1987). Tato předosevní příprava stimuluje rychlé a rovnoměrné klíčení semen, zejména v podmínkách méně vhodných ke klíčení (SIMAK et al., 1984 ex BERGSTEN, 1987). Je nutno konstatovat, že je pro druhy využívané v zemědělské a zahradnické praxi vyvinuto dostatečné množství technologií (DARBY a SALTER, 1976; PETERSON, 1976 ex BERGSTEN, 1987), ale pro semena jehličnanů jsou tyto postupy stále nedostatečné. K překonání dormance se v praxi používá metoda stratifikace, která může probíhat s médiem nebo bez média. Při ní vystavíme hydratovaná semena předepsanému teplotnímu režimu po určitou dobu požadovanou daným druhem dřeviny. Pokud použijeme tuto metodu na překonání klíčního klidu vyvolaného inhibitory růstu, mluvíme o studené stratifikaci. Když je dormance způsobena morfologickým stavem embrya, musíme využít tzv. teplostudenou stratifikaci, kdy v teplé fázi dokončuje embryo svou diferenciaci a růst a teprve následující studená fáze odbourá účinek inhibitorů. SIMAK a GUSTAFSSON (1959 ex BERGSTEN, 1987), doporučují metodu 12

stratifikace používat pro stimulaci semen borovice, která mají nedostatečně vyvinutá embrya a tím zvýšit jejich energii klíčení. BORNER et al. (1974 ex BERGSTEN, 1987) uvádí 3 hlavní požadavky pro úspěšné provedení stratifikace, a to: 1) nízkou teplotu (blízko bodu mrazu, která podporuje některé biochemické procesy, zabraňuje klíčení a poškození teplem vznikajícím při respiraci semen), 2) dostatečné okysličení semen v průběhu stratifikace (přísunem vzduchu a větráním), 3) určitý stupeň hydratace (umožňující průběh biochemických procesů). Tato metoda je úspěšně používána i v našem Semenářském závodu v Týništi nad Orlicí nejen u dormantních semen, ale přináší dobré výsledky i u osiva hlavních jehličnatých dřevin bez klíčního klidu a je označována jako stimulace předchlazením. Výhodou používání stratifikace bez média u nedormantních semen je rychlé a stejnoměrné vzcházení síjí. I přes veškerá doporučení této metody, nalezneme v literatuře jen málo odkazů, týkajících se regulace obsahu vody v semenech v průběhu stratifikace. Obsah vody v semenu je důležitým faktorem, který významně ovlivňuje výsledky experimentu. Tento fakt platí podle ALLENA (1962 ex BERGSTEN, 1987) a McLEMORA a BARNETTA (1968 ex BERGSTEN, 1987), zvláště u Pseudotsuga menziesii a Pinus taeda. U borovice tuto metodu použili SIMAK a GUSTAFSSON (1957 ex BERGSTEN, 1987). Autoři udržovali rovnováhu mezi vysokým obsahem vody v semenech a dostatečným množstvím kyslíku pomocí vysoké vzdušné vlhkosti (75% a téměř 100%), čímž ve svém experimentu dosáhli nejen vyšší energie klíčení, ale i klíčivosti. Udržení požadovaného obsahu vody v semenech po použití stratifikace se u jedle, ale i smrku a borovice ukázalo jako velmi významné. DANIELSSON a TANAKA (1978 ex BERGSTEN, 1987) dokázali u stratifikovaných semen díky snížení obsahu vody na požadovanou hodnotu zabránit jejich klíčení v průběhu následného skladování nebo udržet zvýšenou energii klíčení i během skladování (EDWARDS, 1980; LEADEM, 1986; TANAKA et al., 1986 ex BERGSTEN, 1987). Stejných výsledků při použití této metody bylo dosaženo i u douglasky (DE MATOS MALAVASI et al., 1985 ex BERGSTEN, 1987). Mechanismy zabraňující klíčení se od sebe hodně liší a rovněž dormance je nejasný a relativní pojem. Převážná většina jehličnanů mírného pásu projevuje slabou fyziologickou dormanci. U těchto druhů jehličnanů můžeme úpravou obsahu vody v osivu a jeho vystavení působení nízkých teplot po několik týdnů zvýšit rovnoměrnost klíčení. Studená stratifikace ve skutečnosti zlepšuje nejen energii klíčení, 13

ale i celkový výnos semenáčků všech běžných jehličnatých dřevin, i když nejsou dormantní (BUSZEWICZ a GORDON, 1974; 1975; GORDON, 1976 ex GORDON, 1992). Tento efekt prokázali u Thuja plicata a Chamaecyparis lawsoniana. Bylo také popsáno, že při studené stratifikaci semen jehličnanů je účinnější uložit takto ošetřené osivo v klimatizovaných skladech nebo v chladících zařízeních než ve stratifikačních jamách ve školkách, kde nemůžeme přesně kontrolovat teplotu (GORDON, 1976 ex GORDON, 1992). U studovaných jehličnanů, byly výsledky téměř vždy lepší při stratifikaci bez média než při uložení v písku. Postup stratifikace je v literatuře popsán následujícím způsobem. Nejdříve se doporučuje rozdělit oddíly osiva podle množství, které odpovídá požadované hustotě výsevu semen pro konkrétní plochu a následně tyto partie semen umístit nejlépe v polyetylenových sáčcích s vodou o teplotě 3 až 5 C na dobu 48 hodin do chladícího zařízení. Po uplynutí stanovené doby musíme semena scedit a opět uložit v sáčcích do chladničky, kde se teplota pohybuje v rozmezí 1 až 5 C. Sáčky s osivem se musí pravidelně, alespoň jedenkrát za týden otevřít, semena promícháním provzdušnit a v případě, že se zdají být povrchově oschlá je znovu navlhčit. Doba, po kterou jsou takto ošetřená semen uložena v chladícím zařízení se může pohybovat v rozmezí 3 až 6 týdnů (výchozí doba je 4 týdny). V tuto dobu se pohybuje obsah vody v semenech okolo 30 % a je příliš vysoký pro mechanizovaný výsev. Proto musíme semena nechat nejdříve povrchově oschnout, tak že je rozprostřeme v tenké vrstvě na podložku v chladné, nevytápěné a dobře větrané místnosti. Takto ošetřené osivo neztrácí účinky stimulace ani po několika dnech a protože se obsah vody v semenech sníží na 25 %, je možné k výsevu použít secí stroj. Pokud by během ošetření semen před výsevem došlo ke zhoršení půdních podmínek, měla by být povrchově oschlá semena znovu uložena do chladícího zařízení v PVC sáčcích (BUSZEWICZ a GORDON, 1974 ex GORDON, 1992). V průběhu stimulace by nemělo dojít ke klíčení semen, což se nestane, pokud se během skladování teplota nezvýší nad 6 C. Jestliže ale k procesu klíčení přece jen dojde, je nutné tyto oddíly semen vyset co nejdříve, jak jen to bude možné. Další z metod zlepšení vitality semen byla vyvinuta v Severní Americe pro semena jehličnatých dřevin a poprvé byla testována u jedle. Je známá pod názvem:,,seed conditioning (otužování semen) (EDWARDS, 1981 ex GORDON, 1992). Semeno je ošetřeno jako u metody stratifikace, kdy se nejdříve namáčí a potom je uloženo v chladícím zařízení po dobu 6 týdnů. Následuje částečné vysušení, opět z 30 až 35 % asi na 20 % obsahu vody v semenu a jeho uchování při teplotě 1 C po dobu 14

několika měsíců. Výsledkem ošetření je vyšší procento klíčivosti než byl podíl životných semen nacházejících se v oddílu. Jedním z vysvětlení tohoto jevu je, že u stárnoucích semen dlouhodobě uložených při nízkých teplotách a za vysokého přísunu kyslíku může dojít k regeneraci buněčných membrán a vyklíčí i semena, která se v důsledku stárnutí neprojevovala jako životná. Dalším faktorem, ovlivňujícím řadu kvalitativních vlastností semene, jako je klíčení a dormance, délka životnosti semene, stupeň a schopnost snášet vysoušení, může být v rámci jednotlivých druhů velikost semene (GORIAN et al., 2007). Uvedení autoři zjistili, že větší semena modřínu opadavého mají významně vyšší procento klíčivosti a při použití metody stratifikace dosáhli kladného účinku u osiva všech 7 zkoumaných populací této dřeviny. Vliv velikosti semen byl pozorován již dříve u mnoha druhů. Toto tvrzení buď odráží skutečnost, že vyspělá semena se vyskytují ve větším měřítku (DAWS et al., 2004; WAGNER a MITTERHOFFER, 1998 ex GORIAN et al., 2007) a nebo, že podíl prázdných semen je u větších tříd velikosti semen nižší. Pozitivní efekt velikosti semene na klíčivost je doložen i u Larix Kaempferi a Pinus strobus, u kterých větší velikost semene ovlivnila nejen rychlejší vzcházení semen, ale i velikost semenáčků (LOGAN a ROLLAND, 1981; PARKER et al., 2006 ex GORIAN et al., 2007). Proto jsou velká semena modřínu opadavého a teoreticky i ostatních druhů dřevin hodnotnější z hlediska produkce semenáčků. Toto tvrzení je doloženo výsledky, že semenáčky z těchto semen častěji přežívají. U mnoha druhů platí, že větší semena mají větší množství zásobních látek, umožňujících větší toleranci vůči zastínění, suchu, fyzickému poškození (CRAWLEY a NACHAPON, 1985; ARMSTRONG a WESTOBY, 1993; LEISHMAN a WESTOBY, 1994; HARMS a DALLING, 1997; LEISHMAN et al., 2000 ex GORIAN et al., 2007). Použití zmíněného velikostního třídění semen však může zmenšit genetickou variabilitu. GORIAN et al. (2007) konstatovali, že klíčení semen modřínu je ovlivňováno nejen odchylkami ve velikosti semen, ale i stratifikací a zdrojem použitého osiva. Doporučují využití semen větších velikostí, která zaručují vyšší produkci semenáčků i za předpokladu, že zde hrozí možné riziko genetického výběru. BARNETT (1996 ex DOWNIE, 1999) uvádí, že semena pocházející ze semenných sadů jsou větší než semena z dospělých porostů. Větší semena podle autora také rychleji klíčí. Rychlost klíčení však není skutečným měřítkem klíčivosti, protože pokud semeno nemá v průběhu klíčení optimální teplotní podmínky, není schopno tento proces dokončit. Dále se autor zmiňuje, že semena ze semenných sadů mají vyšší 15

energii klíčení než semena z dospělých porostů. To, že prostorové rozložení a zásobení mateřských stromů živinami neovlivňují dormanci semen potvrdili CARON et al. (1990; 1993 ex DOWNIE, 1999) při hospodaření se smrkem sivým (Picea glauca). Při genetické kontrole se zkoumal vliv obou rodičů na dormanci a klíčivost semen. Samčí jedinec ovlivňuje pouze vznik embrya, megagametofyt bývá haploidní a okolní struktury diploidní vytvářené samičím jedincem (EDWARDS a EL-KASSABY, 1995). Bylo prokázáno, že energie klíčení a schopnost semene vyklíčit závisí přísně na mateřské kontrole (BRAMLETT et al., 1983; CARON et al., 1993; SORENSEN a DRESE, 1994 všichni ex DOWNIE, 1999; EDWARDS a EL-KASSABY, 1995). Rozhodující úlohu při stanovení kdy a zda kořínek vyklíčí, hrají okolní pletiva. Zmiňovaná pletiva, kterými si kořenová čepička embrya musí prorazit cestu, jsou osemení, nucellus a megagametofyt (DOWNIE et al., 1997 ex DOWNIE, 1999). Při dlouhodobém skladování semen jehličnatých dřevin dochází ke snížení vitality a zpomalování klíčení. Proto je třeba studia předosevní přípravy, abychom dosáhli vyšší výtěžnosti osiva. V předcházejícím textu je popsáno mnoho zkoumaných metod stimulace těchto semen. Některé jsou však příliš nákladné a nepoužitelné v běžné praxi. Proto se tato práce dále zabývá jen metodami máčení, máčení v okysličené vodě a stratifikace a sleduje jejich vliv na energii klíčení, klíčivost a zejména vzcházivost osiva borovice lesní a smrku ztepilého dlouhodobě skladovaného v genové bance. 16

3. MATERIÁL A POUŽITÁ METODA 3.1 MATERIÁL K výzkumu bylo použito osivo smrku ztepilého (Picea abies /L./KARST.) a borovice lesní (Pinus sylvestris L.), které bylo dlouhodobě skladováno v bance osiva v Semenářském závodu LČR v Týništi nad Orlicí. Základní údaje o jednotlivých oddílech osiva jsou uvedeny v tabulkách č. 1 a 4. Tab. č. 1: Označení a původ oddílů osiva smrku Označení osiva Číslo uznané jednotky Přírodní lesní oblast SM A A-SM-241-13-7-PT Šumava SM B CZ-2-2A-SM-00223-40-6-T Moravskoslezské Beskydy SM C CZ-2-2A-SM-00125-28-5-M Předhoří Hrubého Jeseníku Rok sběru použitých oddílů osiva a výsledky zkoušky jakosti, stanovené semenářským závodem, uvádí tabulky č. 2 a 5. Tab. č. 2: Kvalita a rok sběru použitých oddílů osiva smrku Označení Čistota [%] Klíčivost [%] Abs. hmot. [g] Rok sběru SM A 97,9 % 57 % 7,491 1989 SM B 97,7 % 94 % 8,635 1989 SM C 93,7 % 72 % 7,070 1988 Absolutní hmotnosti kontrolních vzorků, které byly zjištěny na začátku experimentu, uvádí tabulky č. 3 a 6. Tab. č. 3: Absolutní hmotnosti oddílů osiva smrku zjištěné vlastním rozborem SM A SM B SM C Abs. hmot. [g] 7,451 8,535 7,547 17

Tab. č. 4: Označení a původ oddílů osiva borovice Označení osiva Číslo uznané jednotky Přírodní lesní oblast BO A A-BO-2-17-1-MB Polabí BO B A-BO-51-10-3-BN Středočeská pahorkatina BO C A-BO-312-17-1-RK Polabí Tab. č. 5: Kvalita a rok sběru použitých oddílů osiva borovice Označení Čistota [%] Klíčivost [%] Abs. hmot. [g] Rok sběru BO A 99,5 % 60 % 5,835 1984 BO B 97,8 % 64 % 6,368 1986 BO C 99,0 % 70 % 5,588 1986 Tab. č. 6: Absolutní hmotnosti oddílů osiva borovice zjištěné vlastním rozborem BO A BO B BO C Abs. hmot. [g] 5,728 6,721 6,007 18

3.2 POUŽITÉ METODY Příprava oddílů osiva a zkoušky klíčivosti probíhaly v laboratorních podmínkách Ústavu zakládání a pěstění lesů LDF MZLU v Brně dle ČSN 48 1211 Lesní semenářství Sběr, kvalita a zkouška kvality semenného materiálu lesních dřevin (2006). Půdní klíčivost semen byla sledována v podmínkách lesní školky ŠLP ML Křtiny v Brně-Řečkovicích. 3.2.1 Příprava oddílů osiva Jednotlivé oddíly osiva obou sledovaných dřevin byly rozváženy na 4 stejné díly. Jeden díl sloužil jako kontrola a na zbývajících dílech byly testovány následující metody stimulace osiva. Studená stratifikace Nejdříve byly oddíly namočeny ve vodě o teplotě 3 až 5 C a ponechány v chladničce při stejné teplotě po dobu 24 hodin. Po uplynutí této doby byla semena scezena přes sítko a stratifikována bez média v PE sáčcích v chladničce při teplotě 3 až 5 C. V průběhu stratifikace, která probíhala po dobu 3 týdnů, byla semena pravidelně kontrolována a promícháním bylo zajištěno provzdušnění semen. Máčení semen Při použití této metody byla semena máčena po dobu 24 hodin ve vodě o teplotě 3 až 5 C, což bylo dosaženo uložením nádob s vodou se semeny v chladničce. Okysličování semen Další díly osiva byly namočeny v nádobách a provzdušňovány akvarijními kamínky po dobu 24 hodin. Vše probíhalo v laboratorních podmínkách, kdy teplota vody dosahovala 20 C. Po předcházející přípravě jednotlivých dílů, byla semena pečlivě opláchnuta vodou a rozložena na filtrační papíry. Byla ponechána po dobu 24 hodin v laboratorních podmínkách, kde došlo k povrchovému oschnutí semen. 19

Přehled použitých variant u obou dřevin společně s termíny ošetření jsou uvedeny v tabulce č. 7. Tab. č. 7: Termíny přípravy oddílů osiva smrku a borovice Označení Dřevina Způsob ošetření Datum ošetření varianty S stratifikace 3 týdny 11.4.2006 Picea M máčení 24 hodin 3.5.2006 abies O Máčení + okysličování 24 hodin 3.5.2006 Pinus sylvestris S stratifikace 3 týdny 29.3.2007 M máčení 24 hodin 18.4.2007 O Máčení + okysličování 24 hodin 18.4.2007 3.2.2 Zkouška klíčivosti (stanovení energie klíčení a klíčivosti) Po povrchovém oschnutí semen byly v zakličovně ústavu zakládání a pěstění lesů LDF MZLU v Brně dne 5.5.2006 (smrk ztepilý) a 20.4.2007 (borovice lesní) zahájeny zkoušky klíčivosti na Jacobsenových klíčidlech. Stanovení energie klíčení a klíčivosti proběhlo vždy dle ČSN 48 1211. Konečným cílem zkoušek bylo zjistit počet čistých semen, která za příznivých podmínek a za dobu stanovenou normou vyklíčí a pravděpodobně se vyvinou v normální a zdravé semenáčky. Průběh zkoušky klíčivosti byl totožný pro oba testované druhy dřevin. Z čistých semen všech oddílů a jednotlivých variant bylo náhodným výběrem odpočítáno 4 100 semen a tato semena byla zakličována na povrchu filtračního papíru. Papírový substrát byl uložen na textilní savé podložce a zakryt plastovým průhledným zvonkem. Délka zkoušky klíčivosti byla 21 dnů při střídavé teplotě (16 hodin ve tmě při teplotě 20±2 C a 8 hodin na světle při teplotě 30±2 C). Klíčidla byla průběžně kontrolována a každý 5., 7., 10. a 21. den byla zaznamenávána a odstraňována vyklíčená semena. Při každém počítání se zapisoval také počet abnormálně vyklíčených semen, jejichž klíčky nemají normální stavbu potřebnou pro růst a nejsou schopny pokračovat v dalším vývoji. I přes snahu udržení co nejvíce sterilního prostředí se po určité době objevily plísně, a proto 20

bylo třeba opatřit klíčidla novou vyvařenou textilní podložkou a filtračním papírem, na který se opět umisťovala ošetřená semena. Termín pro stanovení energie klíčení je u obou druhů dřevin 7. den a klíčivosti 21. den po zahájení zkoušky klíčivosti semen. Při ukončení této zkoušky se nevyklíčená semena vyhodnotila zkouškou řezem a byla zařazena dle kritérií stanovených normou ČSN 48 1211 do jednotlivých kategorií, jako semena svěží, u kterých je pravděpodobné, že vyklíčí v normální semenáček, semena mrtvá, neschopná vyklíčit v normální zdravý semenáček a semena prázdná. Po stanovení počtu prázdných semen byla zjištěna energie klíčení plných semen a klíčivost plných semen postupem opět stanoveným normou ČSN 48 1211. Tyto hodnoty byly vypočítány jako aritmetický průměr normálně vyklíčených čistých semen ze čtyř opakování za danou dobu od zahájení zkoušky klíčivosti, uvedené v procentech počtu všech zaklíčených plných semen. 3.2.3 Půdní klíčivost (vzcházivost) Ve stejný den, kdy byla založena zkouška klíčivosti, proběhl i výsev v lesní školce v Řečkovicích. U smrku se tedy tento výsev uskutečnil 5.5.2006 a u borovice 20.4.2007. Z jednotlivých variant bylo odpočítáno 4 100 semen a dle dále uvedeného uspořádání řádků znázorněného v tabulce č. 8 ručně vyseto. Síje proběhla do předem připraveného rašelinového substrátu ve výsevních stolech. Povrch substrátu byl zarovnán, stlačen a byly vytvořeny rýhy. Řádky byly přehledně označeny, osety vždy 100 semen určité varianty a zasypány křemitým pískem v 0,5 cm vrstvě. Tab. č. 8: Uspořádání řádků jednotlivých variant stimulace osiva A K/1 A S/1 A M/1 A O/1 B K/1. C K/1.. C O/4 Poznámka: K.kontrola S.stratifikace M.máčení O.okysličování 21

Stoly byly po dokončení výsevu překryty rámy s drátěným pletivem, které měly zajistit ochranu proti ptactvu a textilií chránící semena před nadměrnou světelnou radiací. Závlahu v průběhu vzcházení zajišťovala pracovnice lesní školky podle potřeby. V začátcích pozorování vzcházivosti byly klíční rostliny počítány a zapisovány každý druhý den a ke konci sledování se intenzita kontrol snižovala. Přesné termíny hodnocení půdní klíčivosti u jednotlivých druhů dřevin jsou uvedeny ve výsledcích práce. 3.3.4 Statistické hodnocení U studovaných dřevin bylo ke zhodnocení výsledků energie klíčení, klíčivosti i vzcházivosti semen využito programu STATISTICA. V tomto programu bylo možné použít analýzu rozptylu (ANOVA), která patří v současné době mezi nejpoužívanější statistické techniky. Hodnocení energie klíčení a klíčivosti plných semen V tomto případě byla hodnocena data získaná při zkoušce klíčivosti na Jacobsenových klíčidlech pomocí jednofaktorové ANOVY. Výsledky jednotlivých stimulačních metod zde byly porovnávány s kontrolními vzorky při 95 % hladině významnosti. Hodnocení vzcházivosti semen Pro hodnocení půdní klíčivosti byla vybrána ANOVA s opakovanými měřeními, která zkoumala vliv určitého faktoru, což byla v našem případě použitá stimulační metoda a vliv času na tento faktor. Opět byla statistická průkaznost těchto výsledků hodnocena při 95 % hladině významnosti. 22

4. VÝSLEDKY 4.1 OSIVO SMRKU ZTEPILÉHO (Picea abies /L./KARST.) 4.1.1 Zkouška klíčivosti Za účelem ověření účinku stimulačních metod použitých při pokusech s dlouhodobě skladovaným osivem smrku ztepilého bylo důležité zjištění kontrolních výsledků zkoušky klíčivosti. Posledním počítáním normálně vyklíčených semen po 21 dnech od zaklíčení byla stanovena klíčivost u oddílu A 56 %, u oddílu B 93 % a u oddílu C 78 %. Porovnání výsledků použití metod na jednotlivé oddíly osiva smrku jsou uvedeny v grafech č. 1 a 2. Procentické zastoupení kategorií nevyklíčených semen se uvádí v tabulce č. 9. Výsledky statistického zhodnocení energie klíčení a klíčivosti u smrku ztepilého jsou uvedeny níže v tabulce č. 10. Tab. č. 9: Výsledky zkoušky klíčivosti osiva smrku Oddíl osiva Energie klíčení [%] Klíčivost [%] Nevyklíčená semena [%] Svěží Mrtvá Prázdná Energie klíčení plných semen [%] Klíčivost plných semen [%] A K 9 56 8 23 13 10 65 A S 33 55 11 26 8 36 60 A M 15 76 10 11 3 16 79 A O 20 85 8 7 0 20 85 B K 10 93 1 4 2 10 95 B S 67 96 1 2 1 68 97 B M 22 94 1 4 1 22 95 B O 27 95 1 3 1 27 96 C K 12 78 0 14 8 12 84 C S 66 84 1 10 5 69 89 C M 34 90 1 5 4 35 94 C O 25 89 1 7 3 26 92 23

Energie klíčení plných semen v % K nejvyššímu nárůstu energie klíčení došlo u variant, které byly vystaveny studené stratifikaci semen po dobu 3 týdnů. Konkrétně u oddílu osiva A došlo ke zvýšení o 26 %, u oddílu B se jednalo již o 58 % vyklíčených semen více než u kontrolního vzorku a u oddílu C se zvýšila energie klíčení o 57 %. U osiva máčeného 24 hodin ve vodě o teplotě 3 až 5 C nebyly zaznamenané změny tak výrazné. U oddílu A hodnota vzrostla o 6 % proti kontrolnímu vzorku, u oddílu B o 12 %. U oddílu C došlo k nejvýznamnějšímu navýšení o 23 %. Energie klíčení vzorků máčených ve vodě 20 C teplé a okysličované, byla u oddílu osiva A vyšší o 10 %. U oddílu osiva B zareagovala semena na tuto stimulaci nejlépe a to navýšením o 17 %. U oddílu C se zjišťovaná hodnota zvýšila o 14 %. Klíčivost plných semen v % Při hodnocení vlivu použitých metod na zvýšení klíčivosti již neměla studená stratifikace po dobu 3 týdnů tak výrazný pozitivní účinek. Při porovnání kontrolních vzorků s výsledky této stimulace je patrné, že u oddílu A došlo dokonce ke snížení klíčivosti o 5 %. U oddílu B byla reakce již pozitivní, ale klíčivost se zvýšila pouze o 2 %. U oddílu C přinesla studená stratifikace nejlepší výsledky a to navýšení o 5 % oproti kontrolnímu vzorku. Metoda máčení vyvolala podstatné navýšení klíčivosti u studovaných vzorků. Konkrétně u oddílu A se jednalo o největší zvýšení klíčivosti o 14 %, u oddílu B byl výsledek 0 %, oddíl C zareagoval na stimulaci máčením zvýšením klíčivosti o 10 %. Klíčivost oddílů osiva máčeného v 20 C teplé vodě, která byla okysličována, z celkového pohledu přinesla nejlepší výsledky ze všech použitých metod. Nejvyšší rozdíl byl dosažen u oddílu A, kdy došlo ke zvýšení klíčivosti o 20 % proti hodnotě zjištěné u kontrolního vzorku. U dalších dvou oddílů již nebylo zvýšení tak podstatné. U oddílu B se jednalo o 1 % a u oddílu C o 8 %. 24

Vyklíčená semena (%) 100 80 60 40 20 0 Zkouška klíčivosti oddíl SM - A 5. 7. 10. 21. AK 0 9 48 56 AS 11 33 52 55 AM 2 15 68 76 AO 3 20 76 85 Kontrolní dny Vyklíčená semena (%) 100 80 60 40 20 0 Zkouška klíčivosti oddíl SM - B 5. 7. 10. 21. BK 1 10 85 93 BS 35 67 95 96 BM 4 22 87 94 BO 7 27 91 95 Kontrolní dny Vyklíčená semena (%) 100 80 60 40 20 0 Zkuška klíčivosti oddíl SM - C 5. 7. 10. 21. CK 1 12 70 78 CS 38 66 84 84 CM 7 34 83 90 CO 7 25 85 89 Kontrolní dny Graf č. 1: Průběh zkoušky klíčivosti u osiva smrku ztepilého v % 25

Vyklíčená semena (%) 100 80 60 40 20 0 Kontrola SM 5. 7. 10. 21. AK 0 9 48 56 BK 1 10 85 93 CK 1 12 70 78 Kontrolní dny Vyklíčená semena (%) 100 80 60 40 20 0 Máčení SM 5. 7. 10. 21. AM 2 15 68 76 BM 4 22 87 94 CM 7 34 83 90 Kontrolní dny 100 Studená stratifikace SM 100 Máčení + okysličování SM Vyklíčená semena (%) 80 60 40 20 0 5. 7. 10. 21. AS 11 33 52 55 BS 35 67 95 96 CS 38 66 84 84 Kontrolní dny Vyklíčená semena (%) 80 60 40 20 0 5. 7. 10. 21. AO 3 20 76 85 BO 7 27 91 95 CO 7 25 85 89 Kontrolní dny Graf č. 3. Srovnání účinků použitých variant na jednotlivé oddíly osiva smrku. 26

4.1.2 Půdní klíčivost (vzcházivost) Pro praxi je důležité zjištění reakce semen na různé stimulační metody v přírodních podmínkách, které jsou odlišné od řízeného prostředí v laboratoři. Graf č. 4 zachycuje průběh vzcházení jednotlivých oddílů semen a průměrné počty vzešlých semen. Tyto zaznamenané počty jsou vypočítány jako aritmetický průměr ze čtyř opakování. Vzešlá semena byla poprvé počítána 13. den od zasetí a nejvyšší počty byly zjištěny u semen stimulovaných studenou stratifikací, která však na celkové počty vzešlých semen v porovnání s kontrolními vzorky, měla spíše negativní vliv. U oddílu A se snížila vzcházivost o 21 % a u oddílu C o 2 %. Pouze u oddílu B se tato hodnota zvýšila o 1 %. Máčením se snížila vzcházivost u oddílu A o 4 %, u oddílu B o 2 %. U oddílu C došlo na rozdíl od předcházejících oddílů semen ke zvýšení vzcházivosti o 13 % proti kontrolnímu vzorku a zároveň byla tato metoda stimulace u oddílu C nejúspěšnější ze všech testovaných metod. Kladný vliv měla na vzcházivost semen ve většině případů stimulace okysličováním. U oddílu A se hodnota vzešlých semen snížila o 1 % v porovnání s kontrolním vzorkem, u následujících dvou oddílů se tato hodnota naopak nepatrně zvýšila a to konkrétně o 3 % u oddílu B a u o 5 % u oddílu C. Zaznamenané počty vzešlých semen pro různé varianty u jednotlivých oddílů uvádí graf č. 3. V tabulce č. 10 jsou potom uvedeny výsledky statistického zhodnocení vzcházivosti osiva smrku. 27

100 Vzešlá semena oddíl SM - A Vzcházivost (%) 80 60 40 20 0 13.den 17.den 19.den 20.den 24.den 27.den 33.den Průměr AK 2 20 25 27 36 38 39 Průměr AS 5 12 16 17 17 17 18 Průměr AM 4 18 26 28 32 35 35 Průměr AO 1 21 27 30 36 38 38 Termíny hodnocení vzcházivosti semen 100 Vzešlá semena oddíl SM - B Vzcházivost (%) 80 60 40 20 0 13.den 17.den 19.den 20.den 24.den 27.den 33.den Průměr BK 10 47 66 70 82 84 87 Průměr BS 22 71 80 84 87 88 88 Průměr BM 3 53 70 74 83 85 85 Průměr BO 17 68 80 82 85 87 90 Termíny hodnocení vzcházivosti semen Vzcházivost (%) 100 80 60 40 20 0 Vzešlá semena oddíl SM - C 13.den 17.den 19.den 20.den 24.den 27.den 33.den Průměr CK 3 41 52 59 70 71 74 Průměr CS 16 47 58 61 69 70 72 Průměr CM 11 57 70 74 82 85 87 Průměr CO 9 58 70 75 77 78 79 Termíny hodnocení vzcházivosti semen Graf č. 4. Nástup a průběh vzcházení semen osiva smrku 28

Tab. č. 10: Statistické zhodnocení energie klíčení, klíčivosti a vzcházivosti semen smrku ztepilého Metoda Energie klíčení plných semen [%] Klíčivost plných semen [%] Vzcházivost [%] AK 10 65 39 AS 36 + 60-18 + AM 16-79 + 35 - AO 20-85 + 38 - BK 10 95 87 BS 68 + 97-88 - BM 22 + 95-85 - BO 27 + 96-90 - CK 12 84 74 CS 69 + 89-72 - CM 35 + 94 + 87 + CO 26 + 92 + 79 - Poznámka: - statisticky neprůkazný rozdíl + statisticky průkazný rozdíl (hladina významnosti 95 %) 29

4.2 OSIVO BOROVICE LESNÍ (Pinus sylvestris L.) 4.2.1 Zkouška klíčivosti U osiva borovice lesní byla také zjištěna klíčivost kontrolních vzorků, aby bylo možné provést srovnání s účinky stimulace semen použitých metod. Za 21 dní od založení zkoušky klíčivosti normálně vyklíčilo u oddílu A 66 % semen, u oddílu B 79 % semen a u oddílu C se jednalo o 82 % vyklíčených semen. Grafy č. 4 a 5 uvedené níže zobrazují vliv stimulačních metod na oddíly osiva borovice. Energie klíčení plných semen a klíčivost plných semen jsou spolu s procenty nevyklíčených semen uvedeny v tabulce č. 11. Tabulka č. 12 dále uvádí výsledky statistického zhodnocení energie klíčení a klíčivosti u osiva borovice lesní. Tab. č. 11: Výsledky zkoušky klíčivosti u osiva borovice lesní. Oddíl osiva Energie klíčení [%] Klíčivost [%] Nevyklíčená semena [%] Svěží Mrtvá Prázdná Energie klíčení plných semen [%] Klíčivost plných semen [%] A K 4 66 15 18 1 4 66 A S 27 66 11 22 1 27 67 A M 6 65 14 20 1 6 66 A O 10 60 18 21 1 10 61 B K 7 79 14 7 0 7 79 B S 45 86 7 7 0 45 86 B M 18 76 15 9 0 18 76 B O 21 72 16 12 0 21 72 C K 10 82 10 7 1 10 82 C S 45 86 4 10 0 45 86 C M 19 84 6 9 1 19 85 C O 19 71 15 13 1 19 71 30

Energie klíčení plných semen v % U osiva borovice lesní byl zaznamenán nejvyšší nárůst energie klíčení u semen stimulovaných metodou studené stratifikace po dobu 3 týdnů. U oddílu A byl tento nárůst 23 %, u oddílu B bylo zvýšení největší a to konkrétně o 38 %, u oddílu C došlo rovněž ke zvýšení, a to o 35 % proti kontrolnímu vzorku. Další dvě použité metody stimulace již nevyvolaly podstatné zvýšení energie klíčení. Při použití metody máčení, kdy bylo osivo ponořeno v chladné vodě po dobu 24 hodin, se projevilo zvýšení energie klíčení u osiva oddílu A o 2 %. Oddíl B reagoval na tuto stimulaci nejlépe a to zvýšením o 11 %. U oddílu C použitá metoda také prokázala pozitivní účinky a došlo ke zvýšení energie klíčení o 9 %. Stimulace máčením v teplé a okysličované vodě po dobu 24 hodin, měla rovněž kladný vliv na sledovanou hodnotu. U oddílu A byla energie klíčení vyšší o 6 % než u kontrolního vzorku. U oddílu B byl výsledek stimulace opět nejuspokojivější, protože u tohoto oddílu bylo dosaženo největšího navýšení a to o 14 % v porovnání s kontrolním vzorkem. Oddíl osiva C zareagoval navýšením opět o 9 % jako u stimulace máčením. Klíčivost plných semen v % Stejně, jako při hodnocení předešlého znaku, měla i na zvýšení klíčivosti plných semen největší vliv stimulace osiva studenou stratifikací po dobu 3 týdnů. Účinek metody můžeme posoudit při porovnání s kontrolním vzorkem, z čehož je patrné zvýšení klíčivosti u oddílu A pouze o 1 %. U oddílu B došlo k nejvýraznějšímu zvýšení této hodnoty a to dokonce o 7 %. U oddílu C byl zaznamenán nárůst klíčivosti o 4 %. Pokud porovnáme vliv metody máčení a okysličování s kontrolními vzorky, dojdeme k závěru, že konečnou klíčivost semen ovlivňují spíše negativně. U oddílu A byl výsledek metody máčením 0 %. U oddílu B měla stimulace za následek snížení klíčivosti o 3 %. Oddíl C jako jediný, zareagoval zvýšením o 3 % proti kontrolnímu vzorku. Stimulace semen máčením v okysličované vodě vedla u všech oddílů osiva borovice lesní k podstatnému snížení klíčivosti semen. U oddílu A klíčivost klesla o 5 % oproti kontrolnímu vzorku. Oddíl B reagoval snížením klíčivosti o 7 % a u oddílu C se jednalo dokonce o pokles klíčivosti o 11 %. 31