HODNOCENÍ VLASTNOSTÍ A VHODNOSTI PRAKTICKÉHO POUŢITÍ CERTIFIKOVANÝCH A FARMÁŘSKÝCH OSIV U OBILNIN Comparison of Farmers and Certified Seeds Ladislav Bláha1, David Laskafeld2, Zdeněk Stehno1, Ivana Capouchová2, Petr Konvalina3. 1 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. 2 Česká zemědělská univerzita v Praze 3 Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích
Abstract Biological quality of seed is one of basic factors, which influences growth and development of beginning of the filial generation and following growth. This study compares ecological and conventional seeds of 9 various spring cereal cultivars (bread and emmer wheat, T. sativum L. and T. dicoccum Schrank, barley H. sativum Schrank and oat A. sativa L) with four different provenances. The analysis of the germinability, vitality and the length of germinal roots was performed and volume as well as weight of dry matter were measured too. The germinability and vitality of the certificated ecological as well as conventional seed gained significantly higher values on average, while average values of better and worse farm seed were lower. Similar differences were obtained in traits of the root system at flowering. Rapidity of water uptake and water utilisation was highest in cerificated seeds. High uptake of water was also obtained in farmer seed with low quality (low weight of seeds!). In comparison the sprouting energy in PEG 6000 any differences were obtained. Keywords: cereals, seed provenance, FSS, certified seed, comparison of traits
Souhrn V předkládané práci se srovnávají ekologická a konvenční osiva devíti odrůd jarních obilnin (pńenice seté-T. sativum L. a dvouzrnky T. dicoccum Schrank, ječmene, H. sativum Schrank a ovsa A. sativa L.) různého původu. U vńech proveniencí se hodnotily klíčivost, vitalita a délka zárodečných kořínků, objem a hmotnost jejich suńiny, velikost kořenů v době kvetení, rychlost příjmu vody v době klíčení, a nárůst biomasy od setí do plné zralosti včetně výnosových prvků. Testováno bylo i klíčení v PEGu. Celková klíčivost a vitalita certifikovaného ekologického i konvenčního osiva dosáhla v průměru výrazně vyńńích hodnot, zatímco průměrné hodnoty farmářského lepńího a horńího osiva byly niņńí. Podobné byly výsledky s parametry kořenů. Rozdíly byly zjińtěny rovněņ u délky zárodečných kořínků, jejich objemu a hmotnosti jejich suńiny. Tyto rozdíly byly měřitelné i u kořenů v době kvetení rostlin. Pouņití certifikovaného osiva má tedy za následek vyńńí kvalitu filiální generace, při porovnání s farmářským osivem. Rychlost příjmu vody a efektivnost jejího vyuņití byla největńí u certifikovaného osiva. Vysoké hodnoty byly získány téņ u farmářského horńího osiva (nízká hmotnost semen, propustnějńí povrch obilek). Pokusy s klíčením v PEGu 6000 neukázaly výrazné rozdíly. Klíčová slova: obilniny, provenience osiva, farmářské osivo, certifikované osivo, porovnání znaků
Úvod V současnosti se vyuņívají v zemědělství různé zdroje osiv od certifikovaných aņ po farmářská s různou kvalitou. V nańem pokusu byly porovnány odrůdy následujících plodin: pńenice setá, pńenice 50
Osivo a sadba, 10. 2. 2011
dvouzrnka, oves setý pluchatý, oves setý nahý a ječmen setý. V pokusu byly pouņity 4 typy osiv: certifikované ekologické a konvenční, a farmářské lepńí a farmářské horńí. Konvenční osivo těchto plodin bylo získáno přímo od ńlechtitelských firem. Při získávání osiva certifikovaného ekologického a ekologického farmářského z lepńích a horńích pěstitelských podmínek byla velmi významná pomoc firmy PRO-BIO, spol. s.r.o. Čtyři odrůdy v kategorii ekologicky certifikovaného osiva, byly zajińtěny od rakouských a slovenských semenářských organizací z (ÚZKÚZ Bratislava, aj.). Provedeno bylo hodnocení vlastností semen a jejich vliv na následný růst, vývoj a dalńí vybrané znaky.
Metodika V tab. 1 je seznam testovaných materiálů rozlińený podle plodiny, provenience a odrůdy. Tab. 1: Seznam testovaných odrůd Plodina Pńenice Pńenice Ječmen Ječmen Oves pluchatý Oves pluchatý Oves nahý Oves nahý Pńenice dvouzrnka
Odrůda SW Kadrilj Vinjet Pribina Xanadu Vok Neklan Izák Saul Rudico
Původy osiva certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepńí, farmářské horńí certifikované ekologické, konvenční certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepńí, farmářské horńí certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepńí certifikované ekologické, konvenční, farmářské horńí, farmářské lepńí certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepńí certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepńí, farmářské horńí certifikované ekologické, konvenční, farmářské lepńí, farmářské horńí konvenční, farmářské lepńí, farmářské horńí
Hodnocení dynamiky klíčení. Pro stanovení dynamky klíčení byl zaloņen pokus s dostupnými vzorky osiva různých kategorií vybraných odrůd jarních obilnin. Od kaņdé kategorie byly hodnoceny 4 vzorky po 100 semenech dle standardní metodiky stanovení klíčivosti a byla vyhodnocována po 1, 2, 3, 4 a 7 dnech. Počty byly zaznamenány jako denní přírůstky vyklíčených semen. Hodnocení délky kořínků. Na Petriho miskách bylo naklíčeno standardním způsobem na filtračním papíru, při zavlaņování deionizovanou vodou, osivo sledovaných odrůd a kategorií osiva. Teplota během klíčení byla řízena termostatem v reņimu 20 °C den, 10°C noc. Sedmý den po zaloņení pokusu bylo provedeno změření délky kořínků. Rychlost příjmu vody. Po zjińtění celkového obsahu vody v semenech po 3,5,7 a 9 hodinách máčení v deionizované vodě se hodnotilo procento přijaté vody a schopnost klíčit z uvedeného mnoņství vody. Dále se zjińťovalo mnoņství vody nutné pro úplné vyklíčení, tak jako ve standardních podmínkách. Hodnocení kořenů. V pozdějńích fázích růstu probíhalo v minirhizotronu s průtočnou hydroponií v písčité kultuře přesným nastavením teploty u nadzemní části rostlin a v kořenové zóně. V době počátku kvetení byly kořeny vyplaveny a měřily se jejich běņné znaky Simulace klíčení v podmínkách osmotického stresu. Pro simulaci vodního stresu byly pouņity roztoky polyetylenglykolu (PEG 6000) ve dvou koncentracích, jak uvádí následující přehled. Mnoţství (g) PEG na 1 l Parametr roztoku VP (bar) VP (Pa) 200
-5,3408
-0,5341
100
-1,6582
-0,1658
Jako kontrolní varianta slouņilo klíčení shodných kategorií osiva v deionizované vodě. Klíčivost byla hodnocena po 2, 4, a 7 dnech. Klíčivost. Pro stanovení dynamiky klíčení byl zaloņen pokus s vzorky osiva uvedených odrůd jarních obilnin. Od kaņdé kategorie byly hodnoceny 4 vzorky po 100 semenech dle standardní metodiky
Osivo a sadba, 10. 2. 2011
51
stanovení klíčivosti (ISTA 2010). Ta byla vyhodnocována po 1, 2, (vitalita) 3, 4 a 7 dnech. Počty byly zaznamenány jako denní přírůstky vyklíčených semen. Pokusy byly čtyřikrát opakovány. Polní pokus v kvalitní zahradnické půdě: V přesném sponu, s hustotou výsevu 400 rostlin na metr čtvereční, byly pěstovány rostliny vńech genotypů a proveniencí na malých parcelkách (4m2) v blokovém uspořádaném pokusu ve třech opakováních. Voda do půdy byla doplņována podle obsahu vody v půdě na optimální obsah. Postupnými odběry se hodnotil nárůst biomasy, na konci vegetace základní výnosové prvky a suńina v době zralosti.
Výsledky a diskuse Vliv provenience na kořenový systém
Jak z nańich výsledků vyplývá, tak kromě odrůdových rozdílů má provenience osiva velký vliv na vitalitu semen (Graf 1) a to pravděpodobně daleko větńí neņ u hmotnosti tisíce semen. Zde se jedná o průměr přes vńechny genotypy. Vitalita můņe rozhodovat o celém budoucím vývoji porostu u jednotlivých původů. Z výsledků v grafu 2, kde je hodnocen vliv provenience na délku zárodečných kořenů po týdnu růstu lze vyvodit stejné závěry. Oba grafy, vyjádřené jako průměr, ukazují obecný trend přes vńechny genotypy, protoņe výsledek byl u vńech materiálů totoņný. Graf 1: Trend klíčivosti průměr přes hodnocené plodiny
Graf 2: Trend délky zárodečných kořínků - průměr přes hodnocené plodiny
% klíčivosti /dva dny
Prům . délka kořínků (cm )
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
8,5 8 7,5 7 6,5 6 Certifikované osivo
Konvenční osivo
Farm ářské lepší osivo
Farm ářské horší.osivo
Certifikované osivo
Konvenční osivo
Farm ářské lepší osivo
Farm ářské horší.osivo
Na obrázcích 1 a 2 je ukázka vlivu provenience na kořenový systém hodnocený v minirhizotronu VÚRV. Výsledky byly u vńech zkoumaných genotypů a jejich proveniencí vńude stejné - pokud se týká hierarchie ve velikosti kořenů. Je velmi zajímavé, ņe ze vńech měřených parametrů, kde se hodnotil vliv původu, byly zjińtěny největńí rozdíly u znaků kořenů. V této fázi růstu a vývoje je velikost kořenů důleņitá pro výnos – zejména za suchých podmínek. V případě rovnoměrných sráņek a kvalitní půdy se vńak nemusí vliv provenience semen projevit. Za tímto účelem jsme v souběņném doplņkovém blokově uspořádaném parcelkovém pokuse se vńemi materiály na velmi kvalitní půdě a pod závlahou hodnotili, zda se zjińtěné rozdíly projeví i v podmínkách výborné zásobenosti půdy ņivinami ve filiální generaci. Hodnoceny byly prakticky vńechny známé dostupné výnosové prvky a dynamika růstu nadzemní biomasy. Rozdíly jsou zatím po prvém ročníku minimální, ale u hmotnosti tisíce semen bylo pořadí této hodnoty následující: certifikované osivo, konvenční, farmářské lepńí a farmářské horńí. Předběņně lze říci, ņe provenience ve filiální generaci má vliv i na kvalitní půdě, ale jen u hmotnosti tisíce semen.
52
Osivo a sadba, 10. 2. 2011
Obr. 1 a 2: Dva příklady velikosti kořenů v době metání. Zleva doprava u kaţdé odrůdy zvláště: kořeny vyrostlé z certifikovaného osiva, konvenčního, farmářského lepšího a farmářského horšího
V tab. 2 je uvedený vliv provenience na objem kořenů klíčních rostlin. Jak z uvedených čísel vyplývá, jedná se v tomto případě o velmi výrazný efekt, který přetrval aņ do pozdějńích růstových fází. Tab. 2: Vliv provenience a genotypu na objem kořenů klíčních rostlin Odrůda Objem (cm3) Kadrilj 31 cert. Kadrilj 23 konv. Kadrilj 7 FL Kadrilj 9 FH
Odrů dy Saul cert. Saul konv. Saul FL Saul FH
Objem Odrůdy Objem Odrůdy Objem Odrůdy Objem (cm3) (cm3) (cm3) (cm3) 19 Pribina 22,5 Izák 28 Vok 22 cert. cert. cert. 16 Pribina 18,2 Izák 26 Vok 22 konv. konv. konv. 18 Pribina 17 Izák 26 Vok 11 FL FL FL 8 Pribina 13 Izák 19 Vok 4 FH FH FH
Hmotnost tisíce semen, klíčivost, rychlost příjmu vody a klíčení
U vńech uvedených parametrů existuje rozdíl, který je daný jak genotypem, tak proveniencí. Závěry je moņno shrnout do následujícího souhrnu: 1/Kaņdá z uvedených odrůd potřebuje jiný obsah vody nutný pro klíčení. 2/U farmářských horńích proveniencí je často počáteční rychlost klíčení vyńńí (niņńí HTS, a proto potřebují méně vody na klíčení), v konečné fázi vńak nejvíce semen klíčí u konvenčního a certifikovaného osiva. 3/Farmářské lepńí osivo je o něco horńí oproti konvenčnímu a ekologicky certifikovanému osivu v případě hodnocených parametrů. 4/Výsledek větńiny měřených znaků vńak zatím naznačuje obecnou hierarchii u měřených vlastností směřující k preferenci certifikovaných a konvenčních osiv.
Osivo a sadba, 10. 2. 2011
53
Jako ukázka je uvedený graf 3, kde je uveden příjem vody semeny po14 hodinách. Markantní jsou rozdíly v rychlosti příjmu vody a počáteční hmotnosti semen (přepočteno na 30 semen kvůli velikosti hodnot). Graf 4 zobrazuje u téhoņ materiálu zaznamenanou klíčivost v % po třech hodinách příjmu vody, tedy v době, kdy jiņ jsou schopné vńechny genotypy klíčit. Po porovnání s předchozím grafem (graf 3) je zřejmé, ņe druh, který měl menńí hmotnost semen (a nabral relativně více vody vzhledem k původní hmotnosti), měl větńí počáteční rychlost klíčení. Zajímavé jsou výsledky u certifikovaného osiva, které je větńinou nejlepńí, a u farmářského horńího, které má větńinou niņńí hmotnost a rychleji nabírá vodu nutnou ke klíčení. Graf. 3: Mnoţství přijaté vody po 14 hodinách u jednotlivých genotypů Rychlost příjmu vody 2,5 2
Hmotnost 30 semen v g
1,5 Hmotnost 30 semen po 14 hodinách
1 0,5
Saul FL
Saul FH
Saul cert.
Saul konv.
Izák FL
Izák FH
Izák konv.
Izák cert.
Vok FH
Vok FL
Vok konv.
Vok cert.
Pribina FH
Pribina FL
Pribina konv.
Pribina cert.
Kadrij FH
Kadrij FL
Kadrij cert.
Kadrij konv.
0
Graf. 4: Klíčivost v % po třech hodinách příjmu vody Klíčivost v % 60
procento klíčivosti
50 40 30 20 10
Vo k Vo ce k rt. ko n Vo v. k Vo FL k FH Iz ák Iz ce ák rt ko . n Iz v. ák Iz FL ák FH Sa u Sa l ce u l rt. ko Sa n v. ul Sa FL ul FH
K
K
ad ri ad j ce rij rt k . K onv ad . r K ij F ad L rij FH Pr ib Pr in a ib c in er a t. Pr ko n ib v . i Pr n a ib FL in a FH
0
Pokud hodnotíme procento vody, které bylo původně v semenech, tak lze uvést, ņe vzhledem ke způsobu skladování se procento vody v semenech pohybovalo od 6,8 do 7,3% a tedy nemělo vliv na uvedené výsledky. V tab. 3 se hodnotí simulace osmotického stresu na testované genotypy a jejich provenience u průměru ze třech měření. Jak z výsledků vyplývá, jednotlivé druhy a jejich odrůdy mají zřejmě odlińnou odolnost. Na základě statistické analýzy nebyl prokázán vliv provenience na uvedenou vlastnost.
54
Osivo a sadba, 10. 2. 2011
Tab. 3: Klíčivost v procentech.vybraných hodnocených materiálů v PEG 6000 ve dvou koncentracích čtvrtý den po zaloţení pokusu Osivo - provenience Kadrilj certifikované Kadrilj konvenční Kadrilj lepńí farmářské Kadrilj horńí farmářské Pribina certifikované Pribina konvenční Pribina lepńí farmářské Pribina horńí farmářské Vok certifikované Vok konvenční Vok lepńí farmářské Vok horńí farmářské Izák certifikované Izák konvenční Izák lepńí farmářské Izák horńí farmářské Saul certifikované Saul konvenční Saul lepńí farmářské Saul horńí farmářské
100g PEG/l 55,0 58,7 71,7 55,5 34,1 33,9 33,8 26,8 21,0 31,2 23,2 15,7 31,0 15,4 24,7 7,7 14,9 11,5 12,3 14,8
200g PEG/l 1,7 10,0 7,0 12,6 24,4 12,7 17,8 23,0 20,3 14,0 19,3 14,0 4,8 6,0 5,9 3,4 6,7 5,5 8,6 11,8
Závěr V průběhu hodnocení kvality osiva certifikovaných a farmářských osiv a jeho vlivu na parametry klíčení a vlastnosti filiální generace výsledky potvrdily význam provenience osiva a zdůrazņují potřebu preferovat certifikované osivo.
Poděkování Práce vznikla za podpory projektu NAZV QI91C123 „Specifikace procesu mnoţení osiva jarních forem obilnin v ekologickém systému hospodaření „a za podpory záměru MZE0002700604 „Udrţitelné systémy pěstování zemědělských plodin pro produkci kvalitních a bezpečných potravin, krmiv a surovin“.
Pouţitá literatura KONVALINA, P., MOUDRÝ, J. (2007): Volba odrůdy, (m.) struktura pěstování a výnosu hlavních obilnin v ekologickém zemědělství. In: Sborník konference "Ekologické zemědělství 2007",ČZU, Praha, 67-69.
Contact adress: Ing. Ladislav Bláha, CSc., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 161 06 Praha 6 Ruzyně, Drnovská 507,
[email protected]
Osivo a sadba, 10. 2. 2011
55
