HODNOCENÍ PRŮBĚHU KVETENÍ V LETECH 1951-2010 A ZDRAVOTNÍHO STAVU (2009-2010) VZHLEDEM KE ZMĚNÁM KLIMATU VE VÝSADBÁCH MERUŇKY OBECNÉ (PRUNUS ARMENIACA L.) The Impact of Climate Change on the Course of Flowering (during 1951 2010) and Health Situation (2009-2010) of Apricot Trees (PRUNUS ARMENIACA L.) Krška B., Bauer Z., Nečas T., Ondrášek I., Gogolková K. Mendelova Univerzita v Brně, Zahradnická fakulta, Ústav ovocnictví Abstrakt Za období šedesáti let stoupla průměrná roční teplota o 1,4 C a průměrná jarní teplota o 1,8 C. Ve sledovaném období se uspíšil začátek kvetení meruňky obecné (Prunus armeniaca L.) o 15,8 dní a datum plného kvetení o 13,3 dní. Z uvedeného vyplývá, že změna klimatu ovlivňuje nástup, délku a ukončení fenologických fází meruňky obecné v podmínkách České republiky. Na změnu klimatu reagují nejen trofické řetězce, ale i živočišní škůdci a choroby. Vztahy mezi změnou klimatu a chorobami u meruňky obecné jsou předmětem současného výzkumu. Týká se to především sledování výskytu Evropské žloutenky peckovin (ESFY) a předčasného úhynu meruněk (apoplexie). V letech 2009-2011 bylo v produkčních a experimentálních meruňkových výsadbách provedeno vizuální zhodnocení výskytu Evropské žloutenky peckovin (ESFY) a předčasného úhynu meruněk (apoplexie). V daném souboru byl vyhodnocen zdravotní stav 11-ti náhodně vybraných odrůd a čtyř podnoží. V produkčních výsadbách byl zaznamenán přibližně o 2 % vyšší výskyt chorob než ve výsadbách experimentálních. Celkově nejvyšší náchylnost k patogenům byla zjištěna u odrůdy Bergeron (26,24 % stromů). Klíčová slova: klimatická změna fenofáze kvetení meruňka obecná - Evropská žloutenka peckovin (ESFY) Abstract Over the time span of sixty years, the average annual temperature in this area increased by 1.4 C and the average spring temperature increased by 1.8 C. In the observed period, the dates of the start of flowering of apricot tree (Prunus armeniaca L.) advanced by 15.8 days and full flowering by 13.3 days. The phenology of apricot trees of South Moravia, locality Lednice (elevation 176 m, 48 47, 16 47 ), was influenced by the climate change. It has changed in the correlation with the increase of the spring air temperature. In 2009-2010 commercial and experimental apricot orchards were controlled visually for occurrence of the European stone fruit yellows (ESFY), precocious decline of apricots (apoplexy). In given set, health condition of 11 selected cultivars and four rootstocks. In the commercial orchards, there was approximately by 2 % higher occurrence of diseases than in the experimental orchards. In total, the most susceptible to pathogens was the Bergeron cultivar (26.24 % trees). Key words: climate change - phenology of flowering - apricot trees European stone fruit yellows 306
ÚVOD V zahraniční literatuře se věnuje fenologii rostlin značná pozornost a mnoho publikací je zaměřeno na výzkum změny klimatu a jeho vlivu na posun fenologických fází jak rostlinných, tak i živočišných druhů. Fenologie rostlin je vědní disciplina, která se zabývá načasováním a vývojem rostlinných životních fází, jako je např. rašení, olisťování, kvetení, zrání plodů nebo opadávání listí. Bylo zjištěno, že fenologie je důležitý nástroj ke zkoumání vlivu klimatu na vývoj rostlin a živočichů. V mnoha odborných publikacích byl popsán dřívější nástup fenologických fází v závislosti na teplotě. (AHAS 1999, AHAS et al. 2002, BAGAR, et al. 2007; BAUER, et al. 2009; DOSE, et al. 2004; ROETZER, et al. 2000; WIELGOLASKI, 2003; aj.) Předčasný úhyn meruněk není sice problémem novým, ale v posledních letech vlivem klimatických změn se stává limitujícím pro zakládání nových výsadeb. Fenomén odumírání částí nebo celých stromů meruněk je pravděpodobně spojený s fyziologickým oslabením stromů, které bývá způsobeno poruchou vodního režimu, nedostatečnou afinitou mezi podnoží a odrůdou, častým přeplozováním, namrzáním lýka a různými patogenními organismy. Tyto negativní jevy mohou být důsledkem změny klimatu. MORVAN (1995) uvádí, že se na předčasném odumírání meruněk podílí 6 patogenů, respektive 4 druhy houbových parazitů, 1 druh baktérie a 1 druh fytoplazmy. Za jednu z příčin předčasného odumírání peckovin může být považována také fytoplazma evropské žloutenky peckovin (Candidatus Phytoplasma prunorum), která postihuje především meruňky, japonské švestky a řadu jiných druhů rodu Prunus (YVON et al. 2004). Materiál a metody Klimatické údaje byly převzaty z klimatologické stanice Českého hydrometeorologického ústavu v Lednici (176 m n. m.). Fenologická pozorování meruňky obecné byla prováděna podle metodiky ČHMÚ v Praze v ovocných sadech a zahradách katastru obce Lednice u vybraných jedinců meruňky obecné. Pro svou optickou nápadnost a poměrně spolehlivě pozorovatelnou fenofázi byla zvolena etapa 1. květu a etapa plného kvetení. Do zpracování byla zahrnuta pouze odrůda Maďarská a tak vznikla homogenní fenologická řada. Choroby meruňky byly sledovány ve dvou produkčních a dvou experimentálních výsadbách Jihomoravského kraje, kde byl prováděn monitoring a výskyt evropské žloutenky peckovin (ESFY), předčasného úhynu. Hodnocení probíhalo vizuálně a za pozitivní byly označeny stromy, u kterých se symptomy projevovaly na více než polovině objemu koruny. V případě přítomnosti vizuálních příznaků PPV byly odebírány listy pro následnou analýzu metodami PCR a Elisa test. Cílevědomý a systematický výzkum patogenů začal až v roce 2009 a proto výsledky v této práci mají charakter předběžné zprávy. V produkčních výsadbách (Pomona Těšetice, Patria Kobylí) bylo za dvouleté období zhodnoceno 41 902 stromů o různém odrůdovém zastoupení. V experimentálních výsadbách (Zahradnická fakulta Lednice a privátní sad pana Buzrly -Moravský Žižkov) bylo za dvouleté období zhodnoceno 8 099 stromů. Předmětem výzkumu je také vztah mezi vývojem klimatu, výskytem a vývojem patogenů. Jde o nový moment výzkumu, který dříve nebyl řešen. Výsledky a diskuze Globální oteplování se projevuje i na regionální úrovni jižní Moravy. Podle meteorologické stanice v Lednici stoupla průměrná teplota vzduchu od roku 1951 do roku 2000, tedy za padesátileté období, o 1,2 C v jarním období a roční teplota vzduchu o 0,9 C 307
(Bauer a kol., 2009). Po vyhodnocení vývoje klimatu za další desetiletí 2001 až 2010 bylo zjištěno, že za období 1951 2010, tj. za šedesátileté období, se jarní teplota zvýšila o 1,8 C a roční teplota vzduchu o 1,4 C (Obr. 1). Pro přehledné znázornění uvádíme hodnoty vzrůstu jarní a roční teploty vzduchu v přehledné tabulce: Tab.1 Nárůst jarní a roční teploty v letech 1951-2010 1951 2000 1951 2010 D J = 1,2 C D J = 1,8 C D R = 0,9 C D R = 1,4 C Z údajů uvedených v tabulce je patrný pokračující vzrůst jarní a roční teploty vzduchu i za další desetiletí a tak jsme svědky jeho prudkého nárůstu v krátkém časovém období. Na změnu klimatu reagovala meruňka obecná posunem fenologických fází kvetení do dřívější doby. Za období 1951 2000, tj. za padesátileté období se posunulo datum 1. květu o 13,7 dní a datum plného kvetení o 11,7 dní do dřívější doby. Z výsledků fenologického výzkumu z dalších deseti let, tj. z let 2001 2010, vyplynulo pokračování trendu posunu fenologických fází kvetení do dřívější doby. Fenologické údaje o kvetení meruňky obecné z různých období hodnocení jsou uvedeny na grafu (Obr. 2) a v následující tabulce: Tab.2 Posun prvního květu a plného kvetení meruněk 1951 2000 1951 2010 D 1 = 13,7 dní D 1 = 15,8 dní D P = 11,7 dní D P = 13,3 dní Z výše uvedených tabulek vyplývá, že proces vzrůstání ročních teplot se odráží ve shodném trendu posunu fenologických fází kvetení meruňky obecné do dřívější doby. V produkčních výsadbách bylo celkem zhodnoceno 41 902 stromů. Z celkového počtu byly příznaky ESFY pozorovány u 1 817 stromů (4,34 %), příznaky předčasného úhynu u 4 592 stromů (10,95 %). V první lokalitě bylo do pozorování zahrnuto 20 605 stromů, z toho projevy ESFY byly zjištěny u 1 155 stromů (5,61 %), symptomy předčasného úhynu u 2 848 stromů (13,82 %). Ve druhé lokalitě produkční výsadby byl hodnocen soubor 21 297 stromů. Příznaky ESFY byly vyhodnoceny u 662 stromů (3,11 %), příznaky předčasného úhynu u 1 744 stromů (8,19 %). Z pohledu citlivosti odrůd na popisované patogeny (souhrnně ESFY a předčasný úhyn) byla jako nejvíce vnímavá vyhodnocena odrůda Bergeron s 968 infikovanými stromy z celkového počtu 3 689 stromů (26,24 %). V rámci předčasného úhynu bylo nejvyšší procento zjištěno u odrůdy Pinkcot s 1 599 stromy z celkového počtu 9 350 stromů (17,10 %). Naopak jako nejméně vnímavá byla vyhodnocena odrůda Goldrich s 616 infikovanými stromy z celkového počtu 9 752 stromů (6,32 %). Celkově nejvíce náchylnou odrůdou v experimentálních výsadbách k patogenům byla odrůda Silvercot, u které bylo zjištěno 70 stromů napadených jedním ze dvou sledovaných patogenů (24,56 %). Naopak nejméně náchylnou odrůdou k chorobám byla zjištěna odrůda Goldrich (stejně jako v produkčních výsadbách), u které bylo zjištěno 17 stromů napadených jedním ze sledovaných patogenů (5,15 %). 308
WENZL (in. Němec, 1958) popisuje v podmínkách Německa, že v průměru 5 % stromů ročně padne za oběť předčasnému odumírání, kdy zvlášť nebezpečné je období okolo 10 roku. V našem pozorování se procento předčasného úhynu stromů pohybovalo od 3 do 17% s tím, že většina sledovaných odrůd odumírá ve 4.až 6.roce po výsadbě. Co je příčinou tohoto zhoršení zda introdukce nových málo adaptovaných odrůd nebo netypický průběh teplot v období postdormance květních pupenů (velmi výrazné kolísání teplot a rychlý nástup jara resp. začátku kvetení) bude předmětem dalšího studia. Závěr Překvapivá rychlost vzrůstu jarní a roční teploty vzduchu se promítá i do hospodářské činnosti ovocnáře. Zatím nemáme dostatek poznatků o reakci rostlin na klimatické změny včetně jejich chorob a živočišných škůdců a dalšího šíření. Na změnu klimatu reagovala meruňka obecná posunem fenologických fází kvetení do dřívější doby. Za období 1951 2000, tj. za padesátileté období se posunulo datum 1. květu o 13,7 dní a datum plného kvetení o 11,7 dní do dřívější doby, zatímco za šedesátileté období byl posun v ranosti těchto fenofáz o15,8 dní u prvních květů a plné kvetení se urychlilo o 13,3 dní. V rámci hodnocených výsadeb byl zjištěn nejvyšší výskyt předčasného odumíraní u stromů na začátku hospodářské plodnosti. V produkčních výsadbách byl zaznamenán přibližně o 2 % vyšší výskyt patogenů než ve výsadbách experimentálních.podrobné hodnocení předčasného odumíraní meruněk a jejich jednotlivých odrůd nebylo dosud v literatuře publikováno, přesto se v minulosti uvádí procento úhynu stromů meruněk nižší tj. do 5%, námi zjištěné údaje byly dvojnásobné tj. od 8,19 do 10,95% předčasného úhynu, k tomu jěště nutno počet stromů s nápadnými příznaky fytoplasmy ESFY (3,11 až 5,61%). Jako nejvíce vnímavé odrůdy k patogenům v produkčních výsadbách byly odrůdy Bergeron a Pinkcot naopak jako nejméně citlivá k patogenům byla vyhodnocena odrůda Goldrich. Celkově nejvíce náchylnou odrůdou ke sledovaným patogenům v experimentálních výsadbách byla odrůda Silvercot. Z uvedeného vyplívá, že zvýšení adaptability meruněk na změny vývoj klimatu bude klíčovým řešením pro budoucnost úspěšného pěstování meruněk a to nejen v regionu Jihomoravského kraje. PODĚKOVÁNÍ Práce byla zpracována na základě řešeného projektu NAZV QI91A032 s názvem Výběr rezistentních genotypů meruněk k PPV s tržní kvalitou plodů. Použitá literatura: AHAS, R. Long-term phyto, ornitho and ichthyophenological time-series analyses in Estonia. Int. J. Biometeorol, 1999, vol. 42, p. 119-123. AHAS, R., AASA, A., MENZEL, A., FEDOTOVA, V. G., SCHEIFINGER, H. Changes in European spring phenology. International Journal of Climatology, 2002. vol. 22, p 1727-1738. BAGAR, R., NEKOVÁŘ, J. Tendence nástupu jarních generativních fenofází vybraných ovocných dřevin na střední Moravě v období 1984 2005. Meteorologický časopis, 2007. roč. 10, č. 1, s. 37 42. BAUER, Z., BAUEROVÁ, J., KRŠKA, B. Vliv vývoje klimatu na průběh fenofáze kvetení ovocných dřevin na jižní Moravě v letech 1951 2000. Meteorologické zprávy, 2009. roč. 62, č. 1, s. 107-112. DOSE, V. and MENZEL, A. Bayesian analysis of climate change impacts in phenology. Global Change Biology, 2004. vol. 10, p. 259-272. 309
MORVAN, G. Pathogenic organisms as causes of apricot decline. Acta Hort. (ISHS), 1995. no.384, p.521-532. ROETZER, T., WITTENZELLER, M., HAECKEL, H., NEKOVAR, J. Phenology in central Europe differences and trends of spring phenophases in urban and rural areas. International Journal of Biometeorology, 2000. vol. 44, p.60-66. YVON, M., LABONNE, G. and THÉBAUD, G.. Survival of European Stone Fruit Yellows pyhtoplasma outside fruit crop production areas: A case study in southeastern France. Acta Hort. (ISHS), 2004. no.657, p.477-481. WENZL, H. Odumieranie marhúl v Rakúsku in NĚMEC, B. Pestovanie marhúl a ich predčasné hynutie. SAV Bratislava, 1958. s.30-35. WIELGOLASKI, F. E. Climatic factors governing plant phenological phases along a Norwegian fjord. International Journal of Biometeorology, 2003. vol. 47, p. 213-220. Obr. 1. Průměrné jarní (horní část obrazu) a roční (dolní část obrazu) teploty vzduchu z meteorologické stanice Lednice (176 m n.m.) za období 1951 2010. (Průměrné jarní teploty zahrnují období od 21. 3. do 22.6.) Vysvětlivky: y J - regresní přímka proložená hodnotami průměrných jarních teplot; 12,054 je hodnota přímky v roce 1951. D J je rozdíl hodnot přímky v letech 2010 a 1951 a představuje zvýšení průměrné jarní teploty za období šedesáti let o 1,8 C. y R - regresní přímka proložená hodnotami průměrných ročních teplot; 8,77 je hodnota přímky v roce 1951. D R je rozdíl hodnot přímky v letech 2010 a 1951 a představuje zvýšení průměrné roční teploty za období šedesáti let o 1,4 C. Fig.1. The average spring (the upper part of the picture) and annual (the lower part of the picture) air temperature from meteorological station in Lednice (176 m above sea level) from the period 1951 2010. (The average spring temperatures include dates from March, 23 to June, 22.) 310
Explanations: y J regression line derived from the values of average spring temperatures; 12.054 is the value of strait line in 1951. D J is the difference of the values of the strait line in the years 2010 and 1951 and represents the increase of the average spring temperature by 1.2 ºC over the period of sixty years. Y R regression line derived from the values of the average annual temperatures; 8.77 is the value of the strait line in 1951. D R is the difference of the values of strait line in 2010 and 1951 and represents the increase of the average annual temperature by 0.9 ºC over sixty years. Obr. 2. Posun fenofází prvých květů (dolní část obrazu) a plného kvetení (horní část obrazu) u meruňky obecné (Prunus armeniaca) za období 1951 2010. Vysvětlivky: y 1 - regresní přímka proložená průměrnými daty začátku prvých květů v jednotlivých letech; 105,63 (106. den od počátku roku) je hodnota přímky v roce 1951. D 1 je rozdíl hodnot přímky v letech 2010 a 1951 a představuje posun průměrných dat prvých květů za období šedesáti let o 15,8 dní. y P - regresní přímka proložená průměrnými daty plného kvetení; 109,16 (109. den od počátku roku) je hodnota přímky v roce 1951. D P je rozdíl hodnot přímky v letech 2010 a 1951 a představuje posun průměrných dat plného kvetení za období šedesáti let o 13,3 dní. Fig. 2. The phenological shift of start of flowering (the lower part of the picture) and full flowering (the upper part of the picture) in the case of Apricot (Prunus armeniaca) in the period 1951 2010. Explanations: y 1 regression line derived from the average dates of the start of flowering each year; 105.63 (106 th day from the beginning of the year) is the value of strait line in 1951. D 1 is the difference of the values of strait line in 2010 and 1951 and it represents the shift of average dates of the start of flowering by 15.8 days over the period of sixty years. Y P regression line derived from average dates of full flowering; 109.16 (109 th day from the beginning of the year) is the strait line value in 1951. D P is the difference of the values of strait line in 2010 and 1951 and represents the shift of average dates of full flowering by 13.3 days over the period of sixty years. 311