MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2009
JANA KLIMEŠOVÁ
Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství
Možnosti nepotravinářské produkce v méně příznivých oblastech Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Středa, Ph.D.
Vypracovala: Jana Klimešová Brno 2009
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: „Možnosti nepotravinářské produkce v méně příznivých oblastech“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně.
Dne………………………………………. Podpis ……………………………………
PODĚKOVÁNÍ Děkuji tímto Ing. Tomáši Středovi, Ph.D. za odborné vedení při tvorbě bakalářské práce a za cenné rady a připomínky.
Závěrečná práce vznikla s podporou Výzkumného záměru MSM 6215648905 „Biologické a technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu“
ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá možnostmi nepotravinářské produkce vybraných druhů polních plodin s důrazem na jejich pěstování v méně příznivých oblastech. Pro tuto problematiku byly jako vhodné druhy vybrány len setý (Linum usitatissimum L.) a lnička setá (Camelina sativa (L.) Crantz.). Plodiny byly charakterizovány z hlediska nároků na prostředí, pěstební technologii, tvorbu výnosu a kvalitu produkce. Z literárních zdrojů byl zjištěn a popsán průměrný obsah a chemické složení oleje, které do značné míry předurčuje směry využití a ekonomiku produkce olejnin. Zároveň byly ohodnoceny i vlastnosti a kvalita vlákna. Hlavní i vedlejší produkty lnu setého a lničky seté byly posouzeny vzhledem k jejich možnému využití pro technické aplikace. V práci jsou uvedeny praktické příklady použití lničkového a lněného oleje a vlákna v chemickém, automobilovém, stavebním, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Uvedené poznatky byly čerpány z mezinárodní vědecké a patentové literatury a podávají ucelený obraz o budoucích možnostech pěstování a využití alternativních i stávajících plodin pro technické účely. Cílem práce bylo také vyhodnocení výsledků pokusů se čtyřmi odrůdami olejného lnu, u kterých byl sledován výnos semene a obsahu tuku v sušině semene. Analyzován a hodnocen byl vliv odrůdy, ročníku a stanoviště na uvedené parametry a byla doporučena vhodná odrůda pro pěstování v méně příznivých oblastech.
Klíčová slova:
nepotravinářská produkce, len setý, lnička setá, výnos, olejnatost, vlákno, průmyslové využití, LFA oblasti
ABSTRACT The bachelor’s thesis deals with the possibilities of growing selected species of cultural crops for non-food purposes stressing their production in less favoured areas. The cultivated flax (Linum usitatissimum L.) and false flax (Camelina sativa (L.) Crantz.) were chosen as two species appropriate for this task. This work characterizes these crops from the point of view of their environment requirements, cultivation, yield production and production quality. A literary survey provided information on the average amount and chemical composition of the oil that predetermines its use and the economics of oilseed crops production to a great extent. The characteristics and quality of the fibre were evaluated too. Both the main product and by-product of the cultivated flax and false flax were assessed with regard to their possible technical application. The work presents a few practical examples of dodder oil and linseed oil and fibre use in the chemical, automotive, construction, cosmetics and pharmaceutical industry. The findings were adapted from international scholar and patent literature and provide a comprehensive view of future possibilities of growing and use of both alternate and current crops grown for technical means. The aim of the work was also to evaluate results of experiments with four oilseed flax varieties, the monitored features were oilseed yield and fat content in the oil seed dry matter. The work analyses and assesses influence of the variety, year and location on the given variables and recommends a prosperous variety for growing in less favoured areas.
Key words:
non-food production, cultivated flax, false flax, yield, oil content, fibre, industrial use, less favoured areas
OBSAH: 1. Úvod.............................................................................................................................. 4 2. Cíl práce........................................................................................................................ 5 3. Literární přehled ........................................................................................................... 6 3.1. Len setý.................................................................................................................. 6 3.1.1 Původ, dějiny a současný stav pěstování ......................................................... 6 3.1.1.1. Len setý přadný........................................................................................ 6 3.1.1.2. Len setý olejný......................................................................................... 7 3.1.2. Požadavky na prostředí.................................................................................. 7 3.1.3. Tvorba výnosu ................................................................................................ 8 3.1.3.1. Vlákno...................................................................................................... 8 3.1.3.2. Semeno..................................................................................................... 9 3.2. Lnička setá ........................................................................................................... 11 3.2.1. Původ, dějiny a současný stav pěstování ...................................................... 11 3.2.2. Požadavky na prostředí ................................................................................. 11 3.2.3. Tvorba výnosu .............................................................................................. 12 3.2.3.1. Výnos semene ........................................................................................ 12 3.2.3.2. Výnos stonku ......................................................................................... 14 4. Využití lnu setého a lničky seté .................................................................................. 15 4.1. Využití lnu setého ................................................................................................ 18 4.1.1. Využití semene ............................................................................................. 18 4.1.2. Využití stonku............................................................................................... 25 4.2. Využití lničky seté ............................................................................................... 30 4.2.1. Využití semene ............................................................................................. 30 4.2.2. Využití stonku a celých rostlin ..................................................................... 33 5. Vyhodnocení polního pokusu se lnem olejným.......................................................... 33 5.1 Materiály a metodika ............................................................................................ 33 5.1.1. Charakteristika pokusných lokalit ................................................................ 33 5.1.2. Charakteristika použitých odrůd ................................................................... 34 5.2. Hodnocení průběhu vegetace............................................................................... 35 5.2.1. Průběh počasí ................................................................................................ 35 5.2.1.1.Průběh teplot ........................................................................................... 39 5.2.1.2. Průběh srážek ......................................................................................... 39 5.3. Výsledky a diskuze .............................................................................................. 40 5.3.1. Výnos semene ............................................................................................... 40 5.3.2. Obsah tuku v sušině semene ......................................................................... 42 5.3.3. Výběr odrůdy ................................................................................................ 43 6. Závěr ........................................................................................................................... 45 7. Seznam použité literatury ........................................................................................... 47
1. ÚVOD V současné době především vyspělé státy Evropy řeší nadprodukci plodin k potravinářským a krmným účelům. Pro řešení této situace se nabízí několik možností. I v České republice již dochází k tzv. uvádění půdy do klidu (dříve nařízení vlády 86/2001 Sb. o uvádění půdy do klidu, ve znění pozdějších předpisů, dnes např. Nařízení vlády o stanovení některých podmínek poskytování platby pro pěstování energetických plodin apod.). Tato opatření mají za cíl mimo jiné omezit vznik přebytků potravin a zároveň vhodným způsobem zakonzervovat půdu, aby nedošlo ke ztrátě úrodnosti, zaplevelení a celkové devastaci krajiny. Zejména v méně příznivých oblastech (less favoured areas, dále LFA), kde při pěstování plodin nelze dosáhnout vyšších výnosů v požadované kvalitě, jsou tato opatření velmi aktuální. Protože se jedná o dobrovolnou „službu veřejnosti“, je zemědělcům rozhodnutí „uvést půdu do klidu“ kompenzováno finanční
podporou.
Opatřeními
dochází
k zatravňování,
zalesňování,
celkové
extenzifikaci výroby (PULKRÁBEK, 2003). Jednou z nejperspektivnějších možností při plnění tohoto opatření je pěstování plodin pro nepotravinářské využití. Z toho důvodu tedy vzrůstá zájem o tzv. alternativní plodiny nebo o využívání produktů stávajících plodin pro chemický, stavební, farmaceutický průmysl, biopaliva, energetiku aj. Očekává se nárůst ploch osetých těmito plodinami a zavádění nových technologií zpracování rostlinných produktů, které budou šetrné k životnímu prostředí. Spektrum takto využitelných plodin je relativně široké. V LFA oblastech, které jsou znevýhodněny nejen horšími vlastnostmi půd, sklonitostí, ale i vyšší nadmořskou výškou, se výběr vhodných druhů výrazně zužuje. V úvahu přicházejí pouze plodiny nenáročné, odolné a erozně nerizikové. Získanou produkci je potom možné využít k různým účelům: fytomasa k energetickému využití, pro stavební průmysl, automobilový průmysl, využití zásobních látek v semenech pro účely chemického, farmaceutického průmyslu, průmyslu nátěrových hmot atd. Bohužel rozsah bakalářské práce neumožňuje zabývat se všemi alternativami podrobně. Práce je tak zaměřena pouze na dvě plodiny potenciálně vhodné do LFA, a to len setý (Linum usitatissimum L.) a lničku setou (Camelina sativa (L.) Crantz). Oba druhy jsou zajímavé vzhledem k vysokému obsahu oleje v semenech. Len setý je v České republice též tradiční přadná rostlina, jejíž vlákno má široké průmyslové uplatnění.
4
2. CÍL PRÁCE Cílem práce bylo provést literární přehled na téma možností nepotravinářské produkce s důrazem na hospodaření v méně příznivých oblastech. U vybraných druhů polních plodin – lnu setého a lničky seté ohodnotit kvalitativní parametry hlavních a vedlejších produktů. Následně provést screaning možností využití těchto produktů pro nepotravinářské účely prostřednictvím patentové literatury. Vyhodnotit výsledky pokusu se čtyřmi odrůdami olejného lnu a doporučit odrůdu vhodnou pro pěstování v méně příznivých oblastech.
5
3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Len setý 3.1.1 Původ, dějiny a současný stav pěstování Len setý (Linum usitatissimum L.) byl jednou z prvních plodin domestikovaných člověkem. Pochází pravděpodobně z Přední Asie a Severní Afriky z vytrvalého planého druhu Linum angustifolium L. (MICHL, 1981). Počátky jeho pěstování v Mezopotámii se datují asi od roku 6000 př.n.l. Len byl znám v Egyptě již v pátém tisíciletí př.n.l. Staří Egypťané byli mistry ve spřádání lnu, který používali i při mumifikaci (BARBER, 1994). Z Egypta se len rozšířil do Evropy kolem roku 3000 př.n.l., kde si jeho pěstování osvojili především Římané a Slované.
3.1.1.1. Len setý přadný V současnosti je přadný len pěstován ve světě zhruba na 450 tisících hektarů. Dle odhadů FAO se na této výměře majoritně podílí Čína (cca 169 tis.ha). V Evropské unii jsou tradičně největšími pěstiteli Francie, Belgie a Nizozemsko. V České republice je přadný len tradiční plodinou, ale v posledních letech zůstává stranou zájmu pěstitelů. Celosvětový trend poklesu ploch se v ČR projevil nebývale silně. Dle odhadu odborníků z Agritec Šumperk bylo v roce 2008 oseto přadným lnem pouze 181 hektarů. Zásluhu na této situaci má nejen vstup ČR do Evropské unie, kdy jsme byli omezeni produkční kvótou na lněné vlákno, ale též snížením doplňkových plateb státu pěstitelům tzv. top-up, kdy při stávajících realizačních
cenách
s téměř
polovičními
dotacemi,
nemůžeme
konkurovat
západoevropským zemím, kde je len všeobecně ceněn a podporován. Dalšími faktory přispívajícími k této krizi je výrazné zvýšení cen jiných rostlinných komodit a dovoz asijských výrobků ze lnu za velmi nízké ceny (HOCHMAN et al., 2008). Vývoj pěstebních ploch lnu v Československu, resp. České republice uvádí Tab. 3.1.1.
6
Tab. 3.1.1 Rozsah přadného lnu v ČR Rok sklizně 1980 1985 1990 1995 2005 2006 2007
Osevní plocha (ha) 24 412 23 243 21 425 10 626* 4 499 2 904 705
Sklizňová plocha (ha) 24 144 22 242 20 913 9 966 4 499 2 903 704
Výnos rosených stonků (t.ha-1) 3,47 3,97 3,9 3,44 2,99 3,02 2,65
Sklizeň rosených stonků (t) 83 770 88 410 81 575 34 300 13 474 8 757 1 868
Pramen: ČSÚ Pozn.: *Osevní plochy zahrnují i plochy lnu olejného 3.1.1.2. Len setý olejný Podle statistik organizace FAO zaznamenala produkce lněného semene v posledních letech mírný pokles. Mezi největší světové producenty olejného lnu se na prvním místě řadí Kanada (524 tis. ha), dále Čína, Indie a Spojené státy americké. Olejný len se v České republice začal pěstovat jako poměrně nová plodina kolem roku 1990. Výměra během 90. let neustále stoupala. Po bleskovém nárůstu ploch v letech 2005-2006 až na 7 869 ha, se v roce 2007 projevil pokles na 2 640 ha (Tab. 3.1.2) díky slábnoucí poptávce a horší ceně za lněné semeno. Prognóza pro rok 2008 předpokládala ustálení osevních ploch na 2500 ha a rozšíření ploch až do oblastí kolem 500 m n.m. (TOŠOVSKÁ, BUCHTOVÁ, 2008).
Tab.3.1.2 Vývoj sklizňových ploch, výnosů a celkové produkce olejného lnu v ČR Rok 1990 1995 2000 2005* 2006* 2007*
Sklizňová plocha (ha) 606 752 1 700 7 335 7 869 2 642
Hektarový výnos (t.ha-1) 1,77 1,3 1,35 1,21 1,02 0,66
Celková produkce (t) 1 073 978 2 290 8 851 7 990 1 742
Pramen: Agritec Šumperk, *ČSÚ 3.1.2. Požadavky na prostředí Len setý není z hlediska nároků na prostředí příliš náročná plodina. Vyhovují mu půdy střední a lehčí, hlinito - písčité, hlinité, olejnému lnu i písčité se slabě kyselou až neutrální půdní reakcí kolem pH 5,5 – 6,5 (7). Zcela nevhodné jsou půdy těžké, jílovité, náchylné k tvorbě škraloupu a půdy vysýchavé, štěrkovité. Len nesnáší vysokou hladinu
7
spodní vody. Na zamokřených pozemcích olejný len nestejnoměrně dozrává, trpí chorobami a špatně se sklízí. Z důvodu provádění mechanizované sklizně by svahovitost neměla přesáhnout 8°. U lnu je výnos ovlivněn během vegetace převážně množstvím a rozložením srážek, průběhem teplot a relativní vzdušnou vlhkostí. Tyto podmínky též určují rajonizaci jednotlivých typů lnu. Převážná část ploch lnu přadného (75 %) pak spadá do výrobní oblasti bramborářské (nadmořská výška 450 – 550 m). Len olejný není tak náročný na dostatek srážek, proto je vhodné jej pěstovat v oblastech sušších a teplejších (kukuřičná, řepařská, část bramborářské výrobní oblasti) do 450 m n.m. Pěstování do nadmořské výšky 550 m n.m. již vyžaduje výběr odpovídající odrůdy (ŠTAUD et al.,1997). Vzhledem k velké nesnášenlivosti lnu při pěstování po sobě, je nutný odstup pěstování na stejném pozemku nejméně 6 let, jinak vzniká tzv. lnová únava půdy. Z tohoto důvodu se koncentrace pěstování lnu pohybuje mezi 5 – 8 % v osevním postupu. Len je nenáročný na přísun dusíku, proto jej zařazujeme do 4. – 5. trati po organicky hnojené předplodině, zpravidla následuje po dvou obilninách. Nejvhodnější je ozimé žito nebo jarní ječmen. Nevhodné jsou obecně jeteloviny, krmné směsky, kukuřice a řepka olejná (PULKRÁBEK, 2003).
3.1.3. Tvorba výnosu 3.1.3.1. Vlákno Vlákno je hlavním produktem přadného lnu, kdežto u olejného lnu jde o vedlejší produkt. Tomu odpovídá i kvalita vlákna. U přadného lnu je z morfologických ukazatelů sledována zejména délka, tloušťka a štíhlost stonku. Dále pak délka větvení (50 – 80 mm) a počet tobolek (3 – 5 ks). Základním parametrem pro určení kvality vlákna je jeho technická délka (měřena od hypokotylu po první větev květenství). Tato by měla být 700 mm a delší, pod 400 mm je již neuspokojivá. Ideální tloušťka se udává 0,8 mm, štíhlost nad 600. Ideální „míry“ stonku a vlákna jsou závislé především na anatomické stavbě – pod svrchní vrstvou kutikuly a buňkami pokožky se nachází lýková část, která tvoří 40 – 50 % a zcela uvnitř stonku je dřevní část tvořící 50 – 60 % hmotnosti stonku. Lýková část je nejcennější částí stonku v níž je uloženo vlákno, které sestává ze svazků vzájemně spojených buněk, tzv. elementárních vláken (pravláken). Na průřezu stonku tvoří svazky uzavřený prstenec. Pravlákno, 20 – 30 mm dlouhé a
8
0,02 – 0,04 mm široké, má zásadní vliv na kvalitu lněného vlákna, zvláště v něm obsažené pektiny. Obsah vlákna ve stonku přadného lnu v závislosti na odrůdě může dosáhnout až 35 % (DIEDERICHSEN, ULRICH, 2009). U olejného lnu je množství vlákna celkově nižší asi do 26 %. Výnos a kvalitu produkce lněného vlákna nejvíce ovlivňují klimatické poměry (srážky, relativní vzdušná vlhkost), některá agrotechnická opatření (včasný termín setí, výsevní norma) a hnojení dusíkem (vliv na výnos stonku), draslíkem (vliv na kvalitu vlákna) a fosforem (ŠTAUD et al, 1997). Průměrný výnos rosených stonků kolísá od 2,5 do 4 t.ha -1(ČSÚ). 3.1.3.2. Semeno 4,5 mm dlouhé a asi 2,5 mm široké, lesklé semeno lnu obsahuje 8 – 10 % vody, 18 – 20 % bílkovin, 22 % bezdusíkatých extrahovatelných látek, 9 % vlákniny, 3 – 6 % slizu. Popeloviny vykazují 3 – 6 %. Největší podíl zaujímá 35 – 42 % vysychavého oleje, především pro nějž se semeno získává (ŠTAUD et al.,1997). BOZAN a TEMELLI (2008) zjistili následující údaje o složení lněného semene: 17,9 % bílkovin, 33,6 % oleje, 6,4 % vody, 3,2 – 4,6 % popele a 38,1 % vlákniny a sacharidů. Kromě těchto hlavních skupin látek v něm mají hojné zastoupení i tokoferoly (T) a tokotrienoly (T3), flavonoidy, steroly a fenoly (El-BELTAGI et al., 2007). Lněný olej je ovšem využíván především pro svou skladbu mastných kyselin (vysoký obsah polynenasycených mastných kyselin - polyunsaturated fatty acids = PUFA), díky kterým se jeho vlastnosti stávají jedinečné a mají odlišnou kvalitu od ostatních rostlinných olejů. V oleji lnu klasického typu převládá nenasycená kyselina linolenová (45 – 60 %), následována obsahem nenasycené kyseliny linolové (13 – 18 %) – viz Tab. 3.1.3.
Tab. 3.1.3 Složení mastných kyselin lněného oleje (%) Autor Budin et al.(1995) Berglund (2002) Zubr (1997) Krist et al (2006) El-Beltagi et al.(2007) Moudrý,Strašil (1999) Bozan, Temelli (2007)
Kyselina palmitová C 16:0 5,1 4,6 – 6,3 6,8 5,1 – 6,7 6,2 – 8,0 4,0 – 7,0 6,86
Kyselina stearová C 18:0 4,6 3,3 – 6,1 3,7 0,25 – 4,6 3,1 – 4,3 2,0 – 4,0 4,59
9
Kyselina olejová C 18:1 24,3 19,3 – 29,4 17,9 17,8 – 24,3 20,6 – 23,4 14,0 – 38,0 15,94
Kyselina linolová C 18:2 16,3 14,0 – 18,2 15,8 16,3 – 20,0 17,6 – 19,0 7,0 – 19,0 13,96
Kyselina linolenová C 18:3 45,1 44,6 – 51,5 54,5 45,1 – 55,0 46,6 – 50,1 35,0 – 66,0 58,31
Podle patentové databáze USA byly vyšlechtěny odrůdy s obsahem kyseliny linolenové až 73 %. Tzv. střednělinolenové genové typy lnu mají zvýšený obsah kyseliny linolové (25 – 32 %) a stejný obsah kyseliny linolenové. V těchto typech se zvýšil i obsah mononenasycené kyseliny olejové (25 %). Třetí skupinou jsou nízkolinolenové typy lnu s vysokým obsahem kyseliny linolové (50 – 75 %) a 3 % kyseliny linolenové (STŘEDA, 2007). Šlechtěním bylo u nízkolinolenových odrůd dosaženo i změny obsahu nasycených mastných kyselin. Odrůda lnu High-palmitic acid solin (HPS) obsahuje v oleji 16,6 % nasycené kyseliny palmitové, 1,4 % kyseliny palmitoolejové, 2,5 % kyseliny stearové, 11,3 % kyseliny olejové, 63,7 % kyseliny linolové a 3,4 % kys. linolenové. Olej HPS má podle HOSSEINIANA et al. (2004) snížený obsah sterolů a tokoferolů a změněné fyzikální vlasnosti: snížené jodové číslo (129) a číslo zmýdelnění (179). Průměrné fyzikální a chemické konstanty klasického lněného oleje, významné zejména pro jeho technické využití uvádí Tab. 3.1.4.
Tab. 3.1.4 Fyzikální a chemické konstanty oleje (Moudrý, Strašil, 1999) Specifická hmotnost (kg.dm-3) 0,930 – 0,938
Refrakce při 20 °C 1,473 – 1,485
Bod tuhnutí (°C) 8,0 – 27,0
Jodové číslo (g I2.100 g-1) 165 - 192
Číslo zmýdelnění (mg KOH.g-1) 186,1 – 195,5
Číslo kyselosti (mg KOH.g-1) 0,55 – 3,5
Pro výnos semen je důležitý průběh počasí, zejména teplot vzduchu mezi 33. a 89. dnem vegetace, kdy dochází k největší akumulaci sušiny. Výnos semene podle autorů ZAJACE et al. (2005) závisí silně na klimatických podmínkách, méně na agrotechnologických
charakteristikách
a
na
interakcích
mezi
nimi.
Stěžejní
agrotechnické opatření, které má největší vliv na výnos semene je optimální doba setí a velikost výsevku (ŠTAUD et al., 1997). Průměrný výnos čtyř odrůd pěstovaných v ČR (Lola, Amon, Jantar, Flanders) se v letech 2004 – 2007 pohyboval okolo 2,07 t.ha-1 (ZEHNÁLEK et al., 2008). Avšak biologický výnos nadzemní fytomasy odrůdy Flanders byl dosažen až 7,19 – 9,81 t.ha-1 z toho semen 3,28 – 5,07 t.ha-1 (CANDRÁKOVÁ, BAKULA, 2001). V pokusech prováděných v letech 1996 – 98 u odrůd Atalante a Szegedi 30 v Troubsku a Ruzyni, bylo dosaženo výnosů semene 0,43 až 2,76 t.ha-1 (STRAŠIL, VORLÍČEK, 2004).
10
3.2. Lnička setá 3.2.1. Původ, dějiny a současný stav pěstování Lnička setá (Camelina sativa (L.) Crantz) pochází z jihovýchodní Evropy a jihozápadní Asie. Vznikla pravděpodobně zkulturněním druhu lnička drobnoplodá (Camelina microcarpa Andrz.). Její kultivace pravděpodobně započala již v neolitu. V době železné se pěstovala jako náhradní olejnina (KNÖRZER, 1978). Ve starověkém Římě a Řecku, ale i ve středověku byla pěstována jako olejnina buď samostatně, nebo se vysévala ve směsích s jinými plodinami. Často se šířila jako plevel spolu se lnem setým (odtud pravděpodobně angl. název false flax). Ceněna byla především během druhé světové války (AKK, ILUMÄE, 2005). Následně však její pěstování stagnovalo a ustoupila výnosnějším olejninám (EHRENSING, GUY, 2008). Dnes jsou její pěstební plochy v rámci států Evropské unie zanedbatelné. Většinou jde o pozemky zahrnuté v „půdě uložené do klidu“ (set aside) a pokusné plochy. Častěji je v současnosti zařazována do osevních postupů v bývalých oblastech SSSR, kde byla hojně pěstována i v padesátých letech 20. století. V České republice se prakticky nepěstuje. V posledních letech však dochází k „znovuobjevení“ lničky, která je intenzivně zkoumána hlavně pro vysoký obsah nenasycených mastných kyselin v oleji a též pro jeho vysoký obsah v semeni, velmi skromné požadavky na pěstování (včetně technologie sklizně), hnojení, aplikaci pesticidů a celkovou rezistenci proti patogenům. Ve výzkumu je zainteresována Kanada, Spojené státy americké a většina západoevropských států, včetně Velké Británie (GOLD OF PLEASURE, 2002).
3.2.2. Požadavky na prostředí Lnička je plodinou velice nenáročnou a skromnou. Hodí se téměř pro všechna stanoviště od nížin až po podhorské oblasti, a tedy je velmi vhodná do horších klimatických podmínek LFA oblastí. Půdy vyžaduje spíše lehké, hlinitopísčité až hlinité. Daří se jí i v půdách s výraznou skeletovitostí. Neprosperuje v půdách těžkých, jílovitých, kyselých, zamokřených a zaplevelených. Vzhledem k malým rozměrům semen rostlina špatně vzchází z půdy pokryté škraloupem. Na úrodnějších stanovištích často poléhá, ale dává vyšší výnosy (BOBERSKA, LUCZKIEWICZ, 2004). Kromě počáteční 11
potřeby vláhy je značně odolná suchu, což předurčuje její pěstování na lokalitách, kde ostatní olejniny neprospívají. Této problematice je věnována pozornost vědců zvláště ve Spojených státech amerických. Lnička se vyznačuje velkou zimovzdorností. Semeno klíčí již při teplotách 1 – 2 °C a mladé rostliny snášejí mráz – 10 °C (AKK, ILUMÄE, 2005), podle některých pramenů až – 15 °C. Úspěšné přezimování je závislé na stupni ontogenetického vývoje, kterého lnička dosáhne při nástupu zimy. Její jarní forma patří k nejranějším plodinám. Celková délka vegetace je asi 3,5 měsíce (80 – 110 dnů), u ozimů 280 dnů (BOBERSKA, LUCZKIEWICZ, 2004). Časnost výsevu též ovlivňuje hodnotu výnosu. Díky krátké vegetaci je možno ji pěstovat jako hlavní plodinu nebo meziplodinu (STRAŠIL, 2008). Jedinou registrovanou odrůdou v ČR (stav k 15.6. 2008) je odrůda Vega.
3.2.3. Tvorba výnosu
3.2.3.1. Výnos semene Lnička setá je pěstována především pro získání v semeni obsaženého oleje. Proto se pozornost většiny vědeckých prací věnuje právě výnosovému potenciálu semene a jeho složení. Stonek jako vedlejší produkt ovšem také nachází využití. Drobné semeno lničky obsahuje 8 % vody, cca 30 % tuku, 23 % dusíkatých látek, 22 % bezdusíkatých látek výtažkových, 9 % vlákniny a 7,3 % popelovin (ČVANČARA a kol., 1962). Nejvyšší zastoupení zásobních látek v semeni má olej. Rozpětí obsahu oleje v semeni se mezi jednotlivými autory liší. ANGELINI et al. (1997) uvádí hodnotu 24 – 33 %, 29,9 – 38,3 % BUDIN et al. (1995), 38 – 43 % GUGEL, FALK (2006), 33 – 42 % MOUDRÝ, STRAŠIL (1999), VOLLMANN et al. (2007) 32 – 46 % (48 %). Pokusy ZUBRA (1997) a STRAŠILA (2008) potvrzují rozdíly mezi obsahem oleje u jarní a ozimé formy lničky (42 % vs. 38,4 % a 45 % vs. 40,1 %). Uváděné hodnoty obsahu oleje se stávají srovnatelnými s obsahem oleje u řepky olejné (40 – 44 %). Olej lničky stejně tak jako olej lněný má mezi rostlinnými oleji zvláštní postavení pro svou specifickou skladbu mastných kyselin (fatty acids – FA). Jeho budoucí využití se bude odvíjet právě podle obsahu mastných kyselin, kterým lnička též vděčí za své „znovuobjevení“. Olej lničky se řadí po boku lněného do vysychavých olejů. Vykazuje vysoký stupeň nenasycenosti.
12
Obsahuje přes 90 % nenasycených mastných kyselin, z toho přes 50 % PUFA (LU, KANG, 2008). Obsahy hlavních mastných kyselin v oleji uvádí Tab. 3.2.1. Vzhledem k takto vysokým hodnotám nenasycených FA vykazuje olej vyšší nenasycenost než olej slunečnice nebo canoly, ale je srovnatelný se lnem. Poměr mezi nasycenými a nenasycenými FA je obdobný jako u sojového oleje (PUTNAM et al., 1993). Zajímavý je také obsah kyseliny eicosenové (15 %), protože takto vysoké množství se nevyskytuje v žádném jiném rostlinném oleji. V současnosti nejsou její pozitivní a negativní vlastnosti známy, ale otvírá se tím tak nový prostor pro výzkum lničky a její budoucí využití (LU, KANG, 2008). V menším množství můžeme v oleji identifikovat též kyselinu erukovou (C 22:1), která je typická svou přítomností v oleji rostlin z čeledi brukvovitých. Její množství ovšem nepřesahuje 5 %, a proto nebude překážkou pro využití oleje například pro potravinářské účely. Obsah kyseliny erukové v oleji značně kolísá mezi jednotlivými jedinci. Proto zde vyvstává potenciál k její eliminaci pomocí šlechtění.
Tab. 3.2.1 Obsah mastných kyselin v oleji lničky seté (%) Autor Büchsenchütz et al. (1996) Putnam et al. (1993) Gugel, Falk (2006) Angelini et al. (1997) Akk, Ilumäe (2005) Peiretti, Meineri (2007) Abramovič et al. (2007) Vollmann et al. (2007) Fröhlich, Rice ( 2005) Zubr, Matthäus (2002) Moudrý, Strašil (1999)
Kys. palmitová C 16:0
Kys. stearová C 18:0
Kys. olejová C 18:1
Kys. linolová C 18:2
Kys. linolenová C 18:3
Kys. eikosenová C 20:1
Kys. eruková C 22:1
3,8 – 6,6
1,5 –3,3
14,7 – 25,9
13,8 – 22,1
27,2 - 39
17,3 – 24,8
1,4 – 4,4
7,8
2,96
16,77
23,08
31,2
11,99
2,8
12,8 – 14,7
16,3 – 17,2
36,2 – 39,4
14,0 – 15,5
13,4 – 14,2
18,0 – 21,4
31,2 – 34,4
15,8 – 18,0
13,2
20,8
35,5
12,35
12,9
17,7
37,3
14,4
10 - 25
15 - 25
30 - 40
15
3
6,07
2,54
3,6
5,54
2,35
14,47
17,12
38,21
14,45
2,9
5,4
2,6
14,3
14,3
38,4
16,8
2,9
5,4
2,5
14,9
15,2
36,8
15,5
2,8
4,5 – 6,0
2,0 – 3,0
9,0- 24,0
12,1 – 19,1
33,0 – 38,0
12,0 – 18,0
2,2 – 4,5
13
Olej lničky také obsahuje významné množství tokoferolů a fenolických látek. Výzkum odhalil, že extrakt fenolických látek lničky včetně tokoferolů průkazně zpomaluje proces autooxidace oleje. Proto je olej stabilnější než lněný, ale méně stálý než řepkový nebo olivový (ABRAMOVIČ et al., 2007). Obsah oleje, jeho kvalita a složení FA je závislé na odrůdě, ale především na klimatických poměrech během růstu a půdních podmínkách (ZUBR, MATTHÄUS, 2002; PEIRETTI, MEINERI, 2007). Výnosy zrna se značně liší dle ročníků a lokalit pěstování plodiny.0,6 – 1,7 t.ha-1 bylo dosaženo v pokusech PUTNAMA et al. (1993). Zde se významně projevily i rozdíly mezi odrůdami. VOLLMANN et al. (2007) uvádí výnos 1,57 – 2,25 t.ha-1, což je kvantitativně srovnatelné s výnosem lnu setého olejného. Výnos byl průkazně ovlivněn interakcí mezi genotypem a prostředím, pozitivně koreloval s olejnatostí, ale negativně s HTS a tudíž i s obsahem kyseliny linolenové. Tato skutečnost významně napomáhá budoucímu šlechtění, kdy by se mohl zvyšovat výnos společně s olejnatostí až na možných 1000 kg oleje.ha-1 (v současnosti asi 641 – 983 kg.ha-1). Ovšem křížení za účelem zvýšení HTS by bylo náročné a dlouhodobé a pravděpodobně se k němu nepřistoupí. V podmínkách ČR při státních odrůdových zkouškách v letech 1992 – 1996 bylo dosaženo výnosu až 3,16 t.ha-1, ale v běžných podmínkách se výnosy pohybují od 1,5 – 2,0 t.ha-1, což je sice méně než u řepky nebo slunečnice, ale v našich podmínkách srovnatelné s výnosy lnu setého olejného či hořčice bílé. Výnosy byly ovlivněny především půdně-klimatickými podmínkami a agrotechnickými opatřeními. Na většině stanovišť dosáhla ozimá forma vyšších výnosů než jarní. Na hnojení dusíkem reagovala lnička zvyšováním výnosů. Při dávce 80 kg N.ha-1 byl výnos až o 25 % vyšší než u nehnojené varianty. Nárůst výnosů se projevil výrazněji na stanovišti s horšími půdními podmínkami. Výsevky použité v pokusu neměly průkazný vliv na výnos semen. Avšak v řidším porostu bylo pozorováno větší větvení rostlin, vyšší počet šešulí na rostlinu a nižší HTS. Např. výnosu 2,46 t.ha-1 bylo u ozimé formy lničky na lokalitě Troubsko (267 m.n.m.) dosaženo výsevkem 300 klíčivých semen.m-2 a dávkou 80 kg N.ha1
(STRAŠIL, 2008).
3.2.3.2. Výnos stonku Při současných technologiích má stonek zatím pouze okrajové využití a je při sklizni vedlejším produktem. Výnosem stonku se zabýval Výzkumný ústav rostlinné výroby v Praze Ruzyni. Průměry výsledků pokusů z let 1993 – 2002 udávají hodnoty 14
výnosu stonků přepočtené na sušinu asi 4,21 t.ha-1 u ozimé a 2,51 t.ha-1 u jarní formy lničky. Z uvedeného je patrná lepší výnosová perspektiva ozimé formy lničky. Hnojení dusíkem mělo vliv i na zvýšení výnosu stonku, u ozimých odrůd o 26,4 %, u jarních o 12,7 % ve srovnání s nehnojenými variantami.
4. VYUŽITÍ LNU SETÉHO A LNIČKY SETÉ Jak je patrné z předchozích kapitol, jsou obě plodiny svými nároky na podmínky prostředí, výživu a ošetřování, vhodné do LFA oblastí. Právě v souvislosti s těmito oblastmi se nejčastěji hovoří o uvádění půdy do klidu. Jak již bylo zmíněno výše, kromě naprostého upuštění od intenzivní zemědělské činnosti například zatravněním či zalesněním
pozemků,
existuje
i
alternativa
pěstování
plodin
pro
následné
nepotravinářské využití. Vzhledem k zaměření práce je dále podrobně rozvedeno pouze nenutriční využití sledovaných plodin. Rostlinné oleje jsou nejvýznamnější obnovitelnou surovinou chemického průmyslu. S ohledem na vyčerpatelnost fosilních zdrojů a výrobu materiálů, jež by byly plně degradovatelné, nezatěžující životní prostředí, se jeví jako ideální a nejperspektivnější náhrada za zdroje petrochemického původu. Lněného oleje byl v roce 1998 celosvětově vyprodukováno asi 1 milion tun. Evropská unie se podílela 60 tisíci tunami a 15 tisíc tun směřovalo do technických a chemických odvětví průmyslu (SPENCER, 2002). Využití nachází v tzv. „Green Chemistry“ při výrobě nátěrových hmot, inkoustů, pryskyřic, polyuretanů, podlahových krytin apod. z obnovitelných surovin (STŘEDA, 2007). Hlavními a nejžádanějšími ve většině průmyslových odvětví jsou pak kyseliny s počtem 18 uhlíků v alifatickém řetězci, a to olejová, linolová a linolenová. Svou stavbou jsou vhodné pro přeměnu v řadě chemických reakcí a tvoří základní kostru mnoha průmyslově významných sloučenin. Z chemického pohledu je také důležitá přítomnost funkčních skupin v řetězci kyseliny (např. hydroxylová skupina u ricinového oleje, oxiranová skupina u oleje vernonia - PATENT WO 2007/076599) a její nenasycenost, tj. počet a umístění dvojných vazeb v uhlíkatém řetězci. Čím více dvojných vazeb obsahuje, tím více je nenasycená (řazeno vzestupně - olejová, linolová, linolenová) a nabízí větší množství chemických přeměn. Nenasycenost je z hlediska potravinářského průmyslu nežádoucí, způsobuje nestabilitu oleje a jeho rychlé kažení. Proto se jako pokrmový olej upotřebí zejména
15
řepkový, olivový nebo slunečnicový s vysokým obsahem mononenasycené kyseliny olejové, zatímco olej lněný a lničkový, který patří k nejvíce nenasyceným olejům, je nevhodný. Počet dvojných vazeb resp. nenasycenost je přímo úměrná vysychavosti oleje. Vysychavost lněného oleje je jeho požadovanou vlastností, která ovlivňuje veškeré další zpracování. Vysychání je chemický proces, kdy dojde k narušení dvojných vazeb a navázání kyslíku na atom uhlíku. Tato reakce má rysy polymerace, dojde k zesítění molekul a vytvoří se tenký, odolný a pevný film, rezistentní k vlhkosti (použití v nátěrových hmotách). Často se tvoří mezi funkčními skupinami iontové vazby, které následně umožňují navázání s ionty kovů přítomných v pigmentu (použití ve výrobě barev). Vysychání může být způsobeno autooxidací (přijetím kyslíku z ovzduší) nebo cílenou chemickou reakcí oleje např. s peroxokyselinami a použitím katalyzátorů. Tyto cílené reakce už mají charakter epoxidace. Protože jsou nativní rostlinné oleje málo reaktivní, je epoxidace vhodným způsobem, jak jejich reaktivnost zvýšit. Je prováděna buď již zmíněnou chemickou cestou, fyzikálními metodami – UV zářením, teplem aj. nebo chemoenzymaticky, kdy jako katalyzátor může fungovat enzym lipáza (RÜSCH, WARWEL, 1997) nebo peroxygenása získaná z obilek ovsa (PIAZZA, FOGLIA, 2005). Při epoxidaci jsou dvojné vazby v řetězci mastné kyseliny nahrazeny vysoce reaktivní cyklickou etherovou nebo oxiranovou skupinou, která umožní navázání k dalším sloučeninám (PETERSON, GOLAS, 2007). Výhodou nových druhů epoxidací je zlepšení mechanických a tepelných vlastností materiálu bez nutnosti použití aditiv, často zdraví škodlivých. V mezinárodních patentových dokumentech jsou často registrovány genetické modifikace lnu nebo lničky za účelem tvorby nezvyklých mastných kyselin (FA). Tvorba hydroxylových FA je v GMO dosažena vnesením části DNA z houby paličkovice nachové (Claviceps purpurea), která kóduje vznik enzymu hydroxylázy FA. Činnost hydroxylázy ve lničce a lnu vede k tvorbě žádoucích hydroxylových mastných kyselin využitelných jako surovina pro výrobu nátěrů, laků, biolubrikantů, pěn, pryskyřic, inkoustů, funkčních kapalin a dalších (PATENT WO 2007/147256). LU a KANG (2008) patentovali jiný způsob produkce hydroxylových FA v transgenních rostlinách lničky, a to pomocí očkování bakterií Agrobacterium tumefaciens. Rostlina obsahující geny pro hydroxylázu FA pak produkovala 6 – 7 % kyseliny ricinoolejové (C 18:1 OH), která je majoritním komponentem ricinového oleje, v menších množstvích kyselinu densipolovou (C 18:2 OH), kyselinu lesquerelovou (C 20:1 OH) a kyselinu auricolovou (C 20:2 OH). Syntéza nových FA měla však za následek snížení obsahu 16
PUFA skoro o 50 %. Dalším cílem obou autorů je zvýšit syntetizované množství kyseliny ricinoolejové. Olej z geneticky modifikované lničky by se pak mohl stát náhradou za dražší a méně dostupný ricinový olej pro oleochemický průmysl. Transformace pomocí A. tumefaciens se provádějí i v ČR na rostlinách lnu v rámci výzkumného úkolu ME 703 projektu Kontakt Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy v oboustranné spolupráci s Čínou. V celoevropském měřítku působil například program REFLAX (Rational Engineering of FLAX), který byl započat v roce 2001. Cílem projektu bylo vyvinout metody tvorby transgenních rostlin lnu a řepky, obsahujících v semeni mastné kyseliny s rozvětveným řetězcem. Takové kyseliny vykazují skvělou oxidativní a teplotní stabilitu a mohou být použity jako komponenty maziv do motorů (BIOMATNET, 2006). Celá řada transgenních zemědělských plodin a mezi nimi lnička i len se mohou uplatnit v tvorbě vyšších množství kyselin γ-linolenové a stearidonové (PATENT WO 2007/051577), či kyselin arachidonové a eicosapentaenové (EPA) pomocí nepůvodních enzymů - desaturáz a elongáz (PATENT GB 243158). Modifikace vždy nemusí vést pouze k změně skladby FA. Dokládá to např. PATENT WO 2007/079353, kde byla pomocí over-exprese během raného embryonálního stadia vývoje rostliny lničky, dosažena vyšší produkce větších semen než u nemodifikovaných jedinců. Větší semena tak mohou být jednou z možných cest ke zvýšení výnosu mastných kyselin a oleje, který je rozhodující pro budoucí komerční využití lničky. Záznamy ve vědecké literatuře také dokladují již dlouholetý vývoj transgenních linií lnu setého rezistentních např. vůči chlorsulfuronu - účinné látce v herbicidech (MCSHEFFREY et al., 1992) nebo nynější vývoj transgenního lnu vhodného pro fytoremediaci půdy (BOUMA, 2004). Z těchto příkladů je zřejmé, že i přes možná rizika, která s sebou genetické manipulace přinášejí a jsou vyzdvihována odpůrci GMO, jsou daleko významnější pozitivní vlastnosti rostlin, které tak mohou paradoxně vést k redukci zatížení životního prostředí díky produkci přírodních surovin nahrazujících petrochemické zdroje v průmyslové výrobě.
17
4.1. Využití lnu setého Oblast využití lnu je většinou dána typem a odrůdou. Olejný a přadný typ lnu se od sebe liší výrazně vzhledem, agrotechnickými opatřeními a výnosy jednotlivých částí – semene a stonku. Z hlediska využití jsou u odrůd olejného lnu důležité především rozdíly ve skladbě mastných kyselin (nízkolinolenové х klasické typy), celkovém obsahu oleje a výnosu semene. U přadného lnu se odrůdy odlišují výnosem vlákna mírně, více v agrotechnických nárocích na podmínky pěstování. Olejnopřadný typ lnu u nás zatím není v praxi běžně používán, ale šlechtění probíhá bezmála třicet let (DIEDERICHSEN, ULRICH, 2009). Lepších výsledků při vývoji olejnopřadných odrůd bylo dosahováno křížením odrůd olejného lnu (FOSTER et al., 1997 ). V České republice se výzkumem a šlechtěním lnu zabývá firma Agritec s.r.o. Šumperk. Šlechtění olejnopřadného typu se ubírá stejným směrem jako u olejného lnu a předpokládá se i jeho podobné využití.
4.1.1. Využití semene Pro produkci semene se pěstuje výhradně olejný len. U přadného se jedná o vedlejší produkt a nešlechtí se na výnos semene. Semena odrůd přadného lnu obsahují olej s nezměněnou skladbou mastných kyselin.
4.1.1.1. Farmaceutický průmysl Lněný olej a semeno je využíváno již po staletí. V posledních letech se ale o jeho vynikajících účincích na lidské zdraví začíná více hovořit. Olej je vysoce nenasycený a obsahuje především omega - 3 nenasycenou kyselinu α-linolenovou (ALA), která je pro člověka esenciální. Bylo prokázáno, že snižuje hladinu „špatného“ LDL (low-density lipoprotein) cholesterolu (BIERENBAUM et al., 1993), zabraňuje vzniku krevních sraženin a snižuje krevní tlak (MATZIORIS et al., 1994) a chrání organismus před kardiovaskulárními chorobami. V semeni se nachází vysoké procento dietní vlákniny obsažené spolu s lignany a antioxidanty (vysoký obsah tokoferolů) ve slizech lněného semene. Slizy jsou pro člověka nestravitelné, v žaludku vytvoří tenkou vrstvu na sliznici a tím zabraňují vstřebávání živin, tedy působí jako laxativum. Tohoto účinku se využívá
18
v odtučňovacích přípravcích, kam je semeno přidáváno (PATENT WO 2007/029045). Slizy mohou být použity jako náhražka slin při léčbě xerostomie (suchosti úst), jako nosič léčiv
pro
orální
aplikaci
(US
PATENT 20070264365),
mucoadherent
v gastrointestinálním traktu, přísada podporující rozpouštění léků (PATENT WO 1993/016707) a k léčbě zánětů v travícím traktu (TOLKACHEV, ZHUCHENKO, 2000). Účinky konzumace lněného semene na metabolizmus obézních lidí zkoumal OOMAH (2004). Mimoto zmiňuje i inhibiční efekt extraktu ze semene na rakovinu prsu. Lněné semeno je vůbec nejbohatším zdrojem lignanů ze všech potravin používaných pro lidskou výživu (BERGLUND, 2002). Lignany jsou látky s fytoestrogenním účinkem, protože střevní bakterie je během trávení mění na sloučeniny podobné estrogenům (RICKARD et al., 2003). Inhibují zánětlivé onemocnění ledvin jako je lupus nephritis (US PATENT 5738256) a mají protirakovinné účinky. V pokusech na potkanech byla prokázána jejich schopnost zabránit vzniku rakoviny tlustého střeva (PATENT EP 0954984 ). Extrakt lněného semene působí v přípravku pro léčbu suchých očí (PATENT EP 1913934) a lokálních zánětů (PATENT WO 2003/063806). Kyselina γ-linolenová obsažená v lněném oleji zabraňuje vzniku okluzí (uzávěrů) v cévách (US PATENT 5859055). Olej je součástí léků proti roztroušené skleróze (PATENT WO 2004/012753). Lněné semeno je pro svůj vysoký obsah proteinů a fyziologicky aktivních látek často užíváno v doplňkové výživě (US PATENT 5069903, 6060101, 5468776). V kosmetice se olej přidává do gelů, prášků, past, krémů a tekutin pro výrobu deodorantů, tělových mlék, krémů, šamponů, mýdel a líčidel (PATENT WO 2008/150947), samoopalovacích krémů (PATENT WO 2009/048746), pleťových dezinfekčních prostředků (PATENT WO 2008/003632), krémů proti stárnutí pleti, kde je využívána účinná složka vznikající při hydrolýze proteinů lněného semena (PATENT WO 2009/043991).
4.1.1.2. Technické účely
Epoxidovaný lněný olej je společně se sojovým epoxidovaným olejem nejčastěji používán pro syntézu polyolů (STŘEDA, 2007; METZGER, BORNSCHEUER, 2006; PATENT WO 2007/076599; ZOU, SOUCEK, 2005), termosetních pryskyřic (LU,
WOOL,
2006),
epoxidových pryskyřic (PATENT WO 2005/047370) a linolea (CARTER et al., 2008). Oleochemické polyoly vznikají hydrolýzou oxiranových skupin epoxidovaného oleje, která vede ke vzniku hydroxylové skupiny na řetězci mastné kyseliny (STŘEDA, 19
2007). Polyoly jsou výchozí surovinou pro výrobu polyuretanů, která tvoří až 10 % z materiálů vyráběných chemickým průmyslem. Polyuretany (PU) jsou tradičně získávány reakcí petrochemických i přírodních polyolů z diisokyanáty. V polymerním řetězci PU se střídají krátké sekvence měkkých a ohebných polyolů a tvrdé diisokyanátové části. Zastoupení jednotlivých sekvencí má zásadní vliv na mechanické a fyzikální vlastnosti PU. V současnosti se ve výzkumu objevují nové typy sloučenin umožňující jejich syntézu pouze z obnovitelných surovin PU na bázi lněného oleje. Mají vynikající odolnost proti mechanickému poškození, dlouhou životnost, pevnost a jsou flexibilní i za nízkých teplot. PU se aplikují v lepidlech, pěnách (PATENT EP 1792926), plastech, elastomerech a nátěrových hmotách (YADAV et al. 2009, PATENT WO 2007/076599). V pokusech s inkorporací bóru do polyolů na bázi lněného oleje, určených do PU, byly objeveny dobré antibakteriální vlastnosti materiálu vůči E. coli a S. aureus (AKRAM et al., 2009), stejně tak při začlenění zinku a kadmia do polyesteramidového urethanu pocházejícího z lněného oleje, bylo prokázáno antibakteriální působení. Z tohoto důvodu mohou být využívány v biomedicínckých aplikacích, v antibakteriálních nátěrech, lubrikantech, barvách, tvrdidlech a stmelujících agens. Mezi další pozitiva této látky patří skvělá přilnavost, odolnost při výkyvech počasí při venkovní aplikaci a rezistence vůči rozpouštědlům (ZAFAR et al., 2008). LU, WOOL (2006) syntetizovali tvrdou termosetní pryskyřici z upraveného epoxidovaného lněného oleje a dřevní moučky. Len byl vybrán jako nejvhodnější pro tvorbu polymerů s nejlepší tvrdostí. Tato pryskyřice je uzpůsobena pro výrobu vláknem vyztužených polyesterů, které jsou tvarovány do tenkých folií. Fólie mohou být využity jako strukturální komponenty v automobilovém, elektrotechnickém průmyslu a v dopravě. Výhodou epoxidových pryskyřic syntetizovaných z nenasycených rostlinných olejů je jejich alifatický uhlovodíkový řetězec, který na rozdíl od aromatického (při jeho odbourávání vznikají karcinogenní látky) nepodléhá rozkladu při působení slunečního záření. Naopak, pryskyřice je možno UV-zářením vytvrzovat. Zmíněná pozitiva podporují aplikaci těchto ekologicky nezávadných polymerů v plastech a nátěrech, které se budou vyznačovat zdokonalenými mechanickými a antikorozními vlastnostmi a pomohou tak udržet delší životnost jimi chráněných povrchů a materiálů (ZAHRADNÍK et al., 2005). Epoxidová pryskyřice je dále využitelná jako základ pro speciální betony, okenní římsy, podlahy a tmely.
20
PATENT WO 2005/047370 používá epoxidovaný olej nebo esterové deriváty oleje ve směsi v epoxidové pryskyřici vyztužené uhlíkovými vlákny, šetrné k životnímu prostředí. Tato směs přestavuje pokročilý materiál k leteckým a obranným účelům, s použitím i v automobilovém průmyslu a elektronice. Epoxidace je jedna z nejčastějších modifikací lněného oleje. Ale rozsah produktů, které je možno vytvořit, je značný. Základní oleochemikálie vyráběné z oleje jsou například volné mastné kyseliny a glycerol vzniklé klasickým štěpením. Glycerol vzniká jako vedlejší produkt v řadě dalších reakcí a využívá se v chemickém a kosmetickém průmyslu. Dalšími produkty jsou estery, alkoholy a aminy mastných kyselin (METZGER, BORNSCHEUER, 2006). V chemii polymerů se z lněného oleje vyrábí kromě již uvedeného polyuretanu a epoxidových pryskyřic také polyestery, polyamidy, polyesteramidy, polyethery, polyetheramidy, alkydové pryskyřice, některé vinylové, maleinové a akrylové polymery (AKRAM et al,. 2009). Primární aplikací lněného oleje zůstává průmysl nátěrových hmot. Jako ředidlo se použivá v barvách, lacích a nátěrech (BERGLUND, 2002) nebo jako sušidlo. Může tak nahradit průmyslově vyráběné sušící látky, které vynikají rychlostí vysychání, ale obsahují mnoho těkavých organických látek (VOC – volatile organic compounds). Obvykle se jako sušící látky přidávají do nátěrů sloučeniny obsahující mnoho těžkých kovů a při rozkladu se z nich uvolňují VOC - aromatické nebo halogenové uhlovodíky (benzen, toluen, xylen). Jsou ekologicky závadné a mají karcinogenní účinky. V některých státech Evropské unie je jejich používání zakázáno zákonem. Bohužel zatím nejsou vyvinuty natolik precizní technologie, aby dovolily nahradit veškerá průmyslová ředidla ředidly na bázi lněného oleje. V PATENTU WO 2002/077114 je přihlášena pryskyřice pro produkci přírodních barev, kde se jako ředidlo využívá lněná fermež (vzniká zahřátím oleje na 250 – 300 °C), urychluje tak čas vysychání a zároveň není ekologicky závadná. Přípravu vinylesterových pryskyřic s redukovaným obsahem VOC díky částečnému nahrazení syntetického ředidla monomery mastných kyselin z lněného nebo lničkového oleje uvádí US PATENT 7449525. Jako vhodný polymerický nosič s minimálním obsahem VOC a nízkou viskozitou, usnadňující přilnavost k substrátu, se uplatňuje kopolymer lněného oleje a dicyklopentadienu (US PATENT 5693715). Nově lze kombinovat ricinový a lněný olej pro syntézu vysoce větvených pryskyřic (KARAKAYA et al., 2007).
21
Výroba pryskyřic z různě chemicky modifikovaného oleje je intenzivně zkoumanou problematikou řadu let a lze předpokládat jeho další nové uplatnění na poli polymerních materiálů (TÉLLEZ et al, 2008; MOSIEWICKI et al., 2006). Nátěry obsahující lněný olej se vyznačují odolností proti povětrnostním podmínkám a korozi. Mohou být využívány při ošetření ocelových konstrukcí – mostů, potrubí, okapů apod. (PATENT WO 2002/014441). SURYANARAYANA et al. (2008) připravili
nátěry obsahující
mikrokapsle
močovino-formaldehydové
pryskyřice
vyplněné lněným olejem. Při mechanickém namáhání předmětu ošetřeného tímto nátěrem, dojde k praskání mikrokapslí a lněný olej zacelí počínající trhliny v nátěrové vrstvě a tím předchází korozi. Těchto vlastností lněného oleje je využito i v PATENTU WO 2005/049749, kde se aplikuje v procesu odstraňování škrábnutí z lakovaných povrchů (např. karoserie aut). Směs lněného a rybího oleje přidávaná do nátěrové barvy zlepšuje pevnost filmu, odolnost proti poškrábání a vlhkosti (PATENT WO 2008/119867). Jako plnivo a změkčovadlo se používá např. ve výrobě pryže, kde redukuje náklady a zkvalitňuje výrobu. Svými vlastnostmi tak překonává a bude schopen nahradit naftalenový olej (RAJU et al., 2008), v silikonové pryži (PATENT GB 2445821), nebo laminátech vyráběných z polyesterů. Mohou sloužit jako komponenty fólií, obalových materiálů, lisovaných nádob apod. (PATENT WO 2006/010063). Známé je užití lněného oleje v tiskařských barvách. Např. v tiskařském inkoustu ve formě esteru (US PATENT 5965633), dále v hlubotiskových barvách (PATENT WO 2001/038445), bezpečnostním inkoustu (PATENT WO 2003/057785) atd. Také v tomto odvětví je snaha o eliminaci VOC. Na vodě založená offsetová tiskařská barva obsahuje jako pojivo lněný olej, který nahradil nevyhovující pomalu schnoucí a voděneodolné látky (US PATENT 6444022). Lněný olej plní funkci nosiče herbicidů a jiných pesticidů, např. působí jako smáčedlo v herbicidech obsahujících glyfosát (HUNSCHE et al., 2007) a dalších přípravcích (PATENT WO 2007/059107). Ve výrobě zařízení pro filtraci vzduchu se doplňuje do filtrů. Filtr je sestaven z tkaniva pokrytého tukovou vrstvou, kam se v roztoku přidává syrovátka, lněný nebo sojový olej (PATENT WO 2007/124064). Tato absorpční vlastnost oleje je využita i v PATENTU WO 2007/134842. Jedná se o látku resp. činidlo, jehož součástí je lněný olej, které se využívá k čištění vody v přístavech, kontejnerů
s kapalinou,
ulic
a
veřejných
prostranství
od
veškerých
olejů
petrochemického i rostlinného původu. Činidlo je ekologicky šetrné a může být využito 22
i pro čištění ptáků zasažených ropou. Epoxidovaný olej a lignin (výztužný materiál) v poměru 1 : 1 tvoří teplem tvrzenou směs, která poskytuje ekologicky šetrný izolační materiál (PATENT WO 2008/065866). Funkci pojiva zastává ve formovací směsi pro výrobu profilových kusů z hliníkových slitin (v
PATENTU
WO 2008/098525, který byl
přihlášen firmou z ČR) a jako sušidlo byl přítomen ve směsi s vodou, methylcelulosou a krystalizovaným uhličitanem vápenatým na výrobu svrchních omítek pro vnitřní povrchy (PATENT WO 2006/130031). Málo známou aplikací lněného oleje je jeho přítomnost v elektroluminescentních panelech. Ty jsou tvořeny vrstvou fosforového prášku vázaného v pojivu. Pojivo obsahuje mimo jiné vysychavý lněný olej nebo jeho deriváty (PATENT WO 2002/090464). Na fosforu založené elektroluminescentní panely se používají jako prosvětlení LCD displejů. Mají malou spotřebu energie a dobré rovnoměrné osvětlení. Proto jsou vhodné do zařízení napájených bateriemi. Nízkomolekulární frakce ligninu je odpad z průmyslové výroby buničiny. Nové využití nachází společně s lněným olejem v produkci hydrofobního ligninového derivátu podobného suberinu. Derivát prokázal dobrou interakci s dřevními vlákny v papíře. V budoucnosti může sloužit jako ekonomicky i ekologicky přijatelná chemikálie pro tvorbu hydrofobních potahů papíru (ANTONSSON et al., 2008). Tradiční je výroba linolea ze ztuženého lněného oleje, dřevité moučky nebo korkoviny, které tvoří vrstvu nad základem z hrubé tkaniny. 1 m2 linolea lze vyhotovit z 1 kg oleje. Kromě běžného využití pro podlahové krtiny se stavá zajímavé v high-tech technologiích pro své antistatické vlastnosti (SPENCER, 2002). Zcela novým směrem je výroba methylesterů olejů. V posledních letech se prosadilo jejich přidávání do motorové nafty z důvodů vyčerpatelnosti ropných zdrojů a environmentálních pozitiv. Časem se ovšem ukazuje, že biopaliva nesplňují řadu podmínek a jejich spalováním narůstá produkce některých skleníkových plynů. Je nutný vývoj lepších technologií a paliv. Otázkou uplatnění methylesteru lněného oleje jako paliva v konvenčních dieselových motorech se zabývali PUHAN et al. (2009). Vysoké jodové číslo, tedy i vysoký obsah nenasycených mastných kyselin způsobují zlepšení tekutosti za nižších teplot, ale i nežádoucí vysokou viskozitu, která má za následek komplikace při spalování, protože při vstřikování tvoří methylester větší kapénky. Viskozitu je možné redukovat mícháním methylesteru s naftou nebo použitím vyšších vstřikovacích tlaků, které umožní dokonalejší disperzi. Lze tedy říci, že lněný olej je jako palivo nevhodný pro dieselové motory. Tepelná účinnost methylesteru je nižší než 23
u dieselu a zvýšená viskozita způsobuje problémy při spalování, mimo jiné i vyšší produkci oxidů dusíku ve spalinách (obsah CO a CO2 se ale snižuje). Je proto nutný další výzkum a zlepšení jeho charakteristik. V kontrastu s uvedenými závěry PUHANA et al. (2009) byl přihlášen patent WO 2008/105798,
který
využívá
chemicky
upravený
olej
k výrobě
leteckého,
automobilového paliva a jako přísadu do paliv, jež mohou pracovat i za velmi nízkých teplot, tedy mají nízký bod tuhnutí. Takových vlastností paliva je dosaženo krakováním rostlinných olejů nebo jejich esterů a vygenerováním lehčích chemických látek, které mají podstatně nižší bod tuhnutí než klasický olej pro biodiesel. Dalším možným východiskem při řešení problémů aplikace lněného oleje v biodieselu se může stát „Solin“ (nízkolinolenová odrůda lnu se změněným obsahem mastných kyselin). Jeho olej se jeví jako vhodnější, ale je nutné pokračovat nadále ve šlechtění (RILEY, 2004). Již na počátku 19. století se rostlinný olej využíval v energetice. Jako izolační kapalina pro nízko- a vysokonapěťová zařízení působil především lněný nebo řepkový olej. V současnosti jsou preferovány minerální oleje na bázi ropy. Neobnovitelnost zdrojů minerálních olejů si vynutila tak jako v ostatních průmyslových odvětvích hledání alternativního řešení. Jsou jím syntetická nebo přírodní elektroizolační média na neropné bázi. Chemicko-fyzikální vlastnosti těchto médií jsou odlišné, proto by se jim musela konstrukce a provoz elektrických zařízení přizpůsobit. Jako izolant pro nízkou napěťovou hladinu se s určitými úpravami může použít methylester řepkového oleje (STEJSKAL, KUBALÍK, 2007). Vzhledem k historickým faktům je teoreticky možné, že výhledově by jeho místo mohly zastoupit estery jiných rostlinných olejů. Mezi nimi i lněný. Významné historicky zakotvené použití lněného oleje je známo mezi výtvarníky a restauratéry uměleckých děl. Již od 16. století se využívá jako pojivo v olejomalbě (DRNCOVÁ, 2005). V patentové literatuře se objevují i další netradiční směry aplikace lněného oleje. Např. v přípravcích pro úpravu povrchu podlah (US PATENT 5653789), PVC stabilizátorech (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999) v mořidlech, voskovaném plátně, plachtách a dalších krycích materiálech, v třecím oleji, těsnících tmelech, krémech na boty, voděodolných složkách, novinovém papíru. V průmyslu stavebních hmot se používá jako vysoce konjugovaný olej pro dřevovláknité desky, asfaltový cement, jako tvrdidlo a látka zabraňující drolení a odlupování v betonových površích. Ve slévárenství jako popouštěcí a slepovací olej (KENASCHUK, 2003). 24
4.1.2. Využití stonku Len je kulturní rostlina známá několik tisíc let. Důvodem jeho brzkého zušlechtění byl obsah vlákna vhodného pro tkaní látek a šití oděvů. Pro textilní využití je důležitý podíl dlouhého vlákna získaného ze stonku a jeho vlastnosti. Po veškerých technologických krocích prováděných při sklizni je dopraveno k tírenskému zpracování asi 55 % odsemeněných, rosených stonků. Z tohoto množství je získáno cca 42 % pazdeří, necelých 6 % krátkého vlákna (koudele) a zhruba 8 % vlákna dlouhého (ŠTAUD et al., 1997). Třené vlákno a koudel je ohodnoceno číslem jakosti (TEX – čím nižší, tím jakostnější – jemnější vlákno) a putuje k dalšímu zpracování. K ceněným vlastnostem lněných vláken patří nízká specifická hmotnost, vysoká trvanlivost, pevnost a odolnost vůči slunečnímu záření, kyselinám a zásadám. Jsou stálá, chladivá, omezeně srážlivá a tažná. Lehce se bělí a mají značnou nasávací schopnost (hygroskopičnost). Dobře hoří a vykazují malou tepelně-izolační schopnost. Mezi klasické výrobky ze lnu můžeme jmenovat tzv. bílé zboží – ložní prádlo, utěrky, ubrusy, ručníky, dekorační látky a jiné bytové textilie. Lněná tkanina slouží pro výrobu lehátek, stanů, plachtoviny a také pracovních a elegantních oděvů, které se vyznačují lehkostí, vzdušností a chladivostí. (SOUČKOVÁ et al., 2004). Mezi zápory patří mačkavost materiálu a v současnosti také vyšší cena. S cílem ohodnotit kvalitní odrůdy lnu pro potřeby odívání byl v roce 2001 uskutečněn ve Velké Británii projekt Texflax (HARWOOD et al., 2008). Byla studována možnost zpracování krátkých vláken v klasických systémech pro předení bavlny. Běžně se len podílí asi 20 %, protože jeho vlákno je mačkavé a hrubé. Jedním z aspektů vyššího podílu lnu v bavlněných produktech je jeho ohebnost, vyšší hustota vláken a jejich struktura. Výsledky dokladují, že vlákno se specifickou délkou a průměrem získané z kvalitnějších odrůd je možno doplňovat do tkanin až do výše 50 %. Kromě luxusních oděvů, jejichž kvalita je doceněna především zákazníky v západní Evropě, je len zdrojem vláken pro technické tkaniny, které působí zejména v oblasti stavebnictví, dopravy, obalových materiálů a průmyslu. Materiál ze lnu je pro své fyzikální a mechanické vlastnosti žádaný a v budoucnosti se počítá s rozšířením oblasti jeho působení jako zpevňovacího kompozitu v plastech a pryskyřicích, kde by měl nahradit hmotu z neobnovitelných a biologicky neodbouratelných surovin. Výrobky ze lnu jsou také snadno přizpůsobitelné, aby vyhovovaly všem standardům z hlediska technického, zdravotního i hygienického. Navíc energetické náklady na pěstování a
25
zpracování lnu jsou minimální, více než o polovinu nižší ve srovnání se zpracováním základních surovin minerálního původu (LNÁŘ, 2007). V Evropě je produkováno 437 tisíc tun lněných vláken (247 tis. tun krátkých a 190 tis. tun dlouhých vláken). Z toho 20 tisíc tun lnu společně s konopím je spotřebováno na technicko-textilní produkty, což odpovídá asi 2 % využitelného potenciálu. Předpokládá se totiž uplatnění až 1 milionu tun lněného a konopného vlákna v průmyslu, stavebnictví, obalových materiálech a dopravě. Již nyní tyto čtyři velké sektory spotřebovávají více než 50 % světově produkovaného vlákna (LNÁŘ, 2007). Kromě nových směrů využití lnu, zde existují i tradiční produkty. Z méně kvalitních a krátkých vláken se vyrábějí pytle, lana, provazy, dratve, čalounická plniva, buničina, v papírenském průmyslu - papír odolný k trhání, cigaretový a grafický papír, speciální papír pro výrobu bankovek (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999), rybářské sítě, kordy, asfaltové výrobky, textilní tapety a malířská plátna (PETŘÍKOVÁ et al.,1996). Dále prošívací příze, šňůry, oděvní šňůry, šněrovadla (ODETKA, 2008 ), vázací motouzy a lněné nitě používané v čalounictví, sedlářství, obuvnictví nebo řeznictví (PAJA, 2002). Ve stavebnictví nacházejí krátká vlákna uplatnění ve stavebních hmotách, cemento-vláknitých deskách, obkladových deskách, v izolačních materiálech, jako armovací prostředek, suchá maltovinová směs pro strojní omítání, pokrývací materiál, spárovací tmely, sádra (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999; HOCHMANN et al., 2008) a jako výztuž betonu. Lněná vlákna spolu s dalšími přírodními (bavlna, konopí, vlna) a syntetickými tkanivy a vrstvou polymerní výplně tvoří moderní materiál, který vykazuje žádanou pevnost, vzdušnost, ale je nepropustný pro kapaliny. Může sloužit jako konstrukční a stavební materiál, k zateplování domů, jako izolační vrstva pod střešní krytinu aj. (PATENT WO 2007/089575). Velmi perspektivní se zdá využití vláken v produkci netkaných textilií a dalších lisovaných součástek. Tvrzené kompozity jsou zatím nejmodernějším uplatněním lnu na poli průmyslových materiálů. Jejich aplikace je velmi široká - např. ve výrobě geotextilií, obalových a filtrovacích materiálů a jako vhodná náhrada za azbestová, skelná a syntetická vlákna. Význam mají jako komponenty v automobilovém průmyslu (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999). V německém automobilovém průmyslu jsou přírodní vlákna aplikována již více než 10 let. Firma Mercedes-Benz již v roce 1997 využívala ve výrobě kombinaci lnu a sisalu, tzv. Flexiform pro vnitřní vybavení a akustickou izolaci (BIOCHEMICALS AUTOMOTIVE INDUSTRY,
FOR
1997). K pozitivním vlastnostem přírodních komponent, které 26
jsou zpracovávány především termoplastickým a termosetním lisováním patří malá hmotnost, schopnost vrstvení a příznivé chování materiálu při nárazových zkouškách. Lněné vlákno vykazuje výborné mechanické vlastnosti, které mohou být potvrzeny v případě otěruvzdornosti a tepelné vodivosti v brzdových a spojkových obloženích, kde může s úspěchem nahradit azbestová, kovová nebo plastová vlákna (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999). Ve stavebnictví jsou využívány především výztužné, drenážní, separační, filtrační nebo protierozní geotextilie. Obalové materiály ze lnu jsou pevné a trvanlivé, ale zároveň netoxické a recyklovatelné. Proto jsou vhodné např. jako pytle na organický odpad (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999) nebo k lisování sadbovacích kelímků (BJELKOVÁ, 2003). V PATENTU WO 2007/047999 byl přihlášen ekologicky šetrný materiál založený na polymeru kyseliny mléčné (PLA – polylactic acid) vyztuženém lýkovými vlákny lnu, bavlny nebo kenafu. Uvedený polymer je surovinou pro výrobu obalů a nádob používaných v zemědělství nebo pro skladování a ochranu k prostředí citlivých předmětů např. farmaceutik či potravin. Přírodní, mechanicky pevný a teplu odolný materiál sestávající z 50 – 90% PLA a 10 – 50 % lýkových vláken lnu, konopí nebo juty byl patentován v roce 2008. Základ tvoří vlákno, které je potaženo polymerem. Hodí se jako komponent lisovaných produktů v elektronice, automobilovém a strojním průmyslu (PATENT EP 1939253). PATENT WO 2007/011961 dokumentuje materiál, jež má velmi podobnou strukturu, tedy vlákno z přírodního zdroje (lnu), potažené kopolymerem polypropylenu a ethylenu, které nahradily dříve aplikované PVC, které nevyhovovalo svou obtížnou rozložitelností. Vzniklá hmota tak není zdravotně riziková, splňuje standardy nehořlavosti a ideálně by mohla nahradit produkty vyráběné z PVC – např. tapety, žaluzie nebo čalounická plniva. Donedávna
bylo
větší
rozšíření
přírodních
materiálů
v polymerech
komplikováno přítomností pektinů a ligninu ve vláknech, které bránily dostatečnému navázání vlákna k matrici. V roce 2007 byl patentován způsob výroby termosetních a termoplastických pryskyřic vyztužených lněnými vlákny, který tento problém odstranil. Do směsi vláken a epoxidové pryskyřice je doplněno vhodné množství rozpouštědla, které umožní hydroxylovým skupinám celulózy reagovat s pryskyřicí a tím dokonale obě složky spojit. Lněné stonky přidávané do hmoty mohou být v téměř jakékoli fázi zpracování, tedy pouze trhané a rosené nebo již spředeny v tkaninu. V polymeru mohou být navázány i se syntetickými vlákny. Výsledný materiál je hladký, pevný a velmi 27
lehký. Tyto vlastnosti jsou pak využívány v produktech jako jsou trubky, komponenty do aut, letadel a větrných mlýnů, různé desky a ochranné materiály, rámy jízdních kol, všechny typy sportovních potřeb (lyže, tenisové rakety, snowboardy, surfingová prkna aj.) a potřeby pro rybaření (PATENT WO 2007/025782). Limitované tvarování komponent, odpady při výrobě a stoupající náklady při vyšším zastoupení vláken v hmotě jsou nevýhody, které je nutno v budoucnu minimalizovat (KARUS et al., 2006). Lněné vlákno nachází uplatnění ve vnitřní výbavě automobilů jako součást vnitřních výplní dveří, sedadel, stropní části vozů, koberců, odkládací poličky za zadními sedadly a akustické izolace. Mimoto se nachází i v izolační hmotě a obalových materiálech používaných v automobilovém průmyslu (US PATENT 5883025, 6872674, 6184272). BERGLUND (2002) se zmiňuje o výrobě lisovaného materiálu kombinací lněných, bavlněných a syntetických vláken (např. polypropylenu, polyethylenu), který vykazuje skvělou pevnost, trvanlivost a odolnost proti vlhkosti. Je užíván v automobilovém průmyslu (např. možné kombinace s polyuretanovou pěnou), ale je vhodný i pro hygienické aplikace v provozech jatek, mlékáren a potravinářských závodů, dále v izolacích, filtrech a také pro zahradnické potřeby. Při zpracování lnu je získáváno také asi 40 % pazdeří. Skládá se z vnitřní dřevoviny a pokožky. Je surovinou v nábytkářském průmyslu pro výrobu pazderodesek, které lze laminovat do libovolných dekorů. Pazdeří je možno zakomponovat spolu s lýkovými vlákny jako výztuž do pevných ale zároveň flexibilních termoplastických pryskyřic (US PATENT 6833399). Jak je patrno z předchozích kapitol, v netextilní výrobě má méně kvalitní dlouhé vlákno a koudel jisté perspektivy do budoucna. Výzkum v oblasti průmyslových materiálů probíhá nepřetržitě, dá se proto očekávat další rozšíření působnosti produktů lnu v dané oblasti. Jedním z pozitiv tohoto směru uplatnění lněných vláken je celková nenáročnost na jejich kvalitu, která je u lnu určeného k předení a tkaní bedlivě sledována. Stonky olejného lnu, které svou délkou a hrubostí těmto kritériím nevyhovují, jsou úspěšně dodávány k průmyslovému zpracování. Rozsah výrobků se pak v ničem neliší od přadného lnu. U olejného lnu představuje stonek vedlejší produkt, který takto nabývá na důležitosti a zlepšuje ekonomiku pěstování plodiny. Z těchto důvodů jsou šlechtěny odrůdy lnu pro dvojí využití (dual-purpose), dosahující uspokojivého výnosu semene i stonku.
28
Pokud stonek nebude upotřeben v průmyslu, je možné neorientovaný nedrcený stonek doplňovat do podestýlky při výkrmu skotu nebo do kompostů. Odsemeněný len je možné také spalovat. K výrobě energie je vhodný ve formě volně upravených balíků v lokálních zařízeních nebo lisovaný do briket, paket pro malospotřebitele (BJELKOVÁ, 2003). Spalné teplo lněné slámy je 18,29 kJ.g-1 (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999), což je srovnatelné např. s obilím, hnědým uhlím nebo dřevěnými peletami. Lněné pelety jsou vyrobitelné i z odpadního materiálu dostupného za minimální ceny, jejich spalováním je generován jen malý kouř a zůstává méně než 4 % reziduálního popela. Je možné je dlouho skladovat bez zhoršení vlastností až do vlhkosti 12 %. Vyráběny jsou extrudováním v komerčních peletovacích strojích (PATENT WO 2008/083322). Rostliny lnu nemusí nutně poskytovat užitek jen po sklizni. Tak jako například konopí nebo další plodiny, které se nestanou součástí potravinového řetězce, mohou být uplatněny pro fytoremediaci půdy, tedy čištění půdy od těžkých kovů. Těžké kovy jsou do pletiv pevně zabudovány a neuvolňují se, proto se len může dále zpracovávat třeba do stavebních materiálů a pazderodesek, které nemají normy na obsahy těžkých kovů. V ČR se šlechtěním lnu pro fytoremediační účely (konkrétně pro absorpci kadmia a olova) zabývá společnost Agritec Šumperk. Pro dosažení vyššího příjmu se uvažuje o zvýšení obsahu peptidů, které těžký kov zabudují do komplexu a udělají z něho netoxickou látku. Existují i tzv. transportéry, peptidy, které přepravují kovy z kořenů do nadzemních částí. Získání rostlin, jež by je obsahovaly, je otázkou genetického inženýrství, protože transportéry vznikají expresí genů živočišného nebo bakteriálního původu (BOUMA, 2007). BLAŽEK et al. poukazují na skutečnost, že z hlediska fytoremediace existují značné meziodrůdové rozdíly ve schopnosti akumulovat polutanty. Správným výběrem odrůdy tolerantní ke kontaminaci a zároveň schopné akumulovat vysoká množství toxických kovů, tak může být dosaženo lepších výsledků při dekontaminaci půdy. Rostliny fixující těžké kovy je možno použít k energetickým účelům, a to ke spalování. Na základě rozboru ŠYCE et al. byly stanoveny obsahy kovů v jednotlivých částech rostliny. V rostlině byly zaznamenány prvky nikl, chrom, měď, olovo a arsen, jejichž zastoupení se zvyšovalo směrem ke kořenům. V kořeni se vyskytovalo více jak 85 % As, 65 % Pb, 50 % Cu; Ni a Cr nebyly přítomny v jiné části rostliny. Len k fytoremediačním účelům je proto nutné sklízet vytrháváním i s kořeny. Len se jeví jako vhodná energetická plodina, je však potřeba dalších výzkumů, např. určení jeho vhodnosti k zplyňování.
29
4.2. Využití lničky seté Lnička setá je prozatím docela neznámou plodinou. Její přednosti, co se týče pěstebních nároků, složení semene a oleje jsou z předchozích údajů zřejmé. V České republice však není dostatečně zajištěn odbyt, a proto je pěstování lničky prozatím rizikovou záležitostí. Problém vyvstává také díky neexistenci normy pro využití lničkového oleje nebo pokrutin a její vytvoření si vyžádá pravděpodobně ještě dlouhou dobu (STRAŠIL, 2004). Naproti tomu v Kanadě se pěstování vymaňuje z fáze pokusů a první farmáři osévají lničku pro komerční využití (VONDRÁŠKOVÁ, 2009). Jak již bylo nastíněno, hlavním produktem lničky seté je semeno. Stonek má prozatím omezené využití a je ekonomicky nezajímavý. Využití semene je, vzhledem k podobnému charakteru uplatnění jako u lnu setého, nasnadě. Třemi hlavními oblastmi jsou: potravinářství a farmaceutický průmysl, výživa zvířat a průmyslové zpracování oleje.
4.2.1. Využití semene 4.2.1.1. Farmaceutický průmysl a kosmetika Olej ze semen lničky je žlutý, charakteristické chuti a vůně a je nutné ho deodorizovat. Získává se drcením a lisováním semen. Další rafinace je jednoduchá, po zfiltrování není třeba neutralizace, bělení ani odstraňování slizových látek. Mohlo by to mít nepříznivý vliv na kvalitu vysoce nenasyceného oleje, který zajistil lničce její obnovenou popularitu. Obsah ALA (omega-3-mastné kyseliny) se udává asi 35 % z oleje (ZUBR, 1997). Pozitivní účinky ALA na lidské zdraví byly již mnohokrát popsány. Její pravidelná konzumace udržuje správnou hladinu cholesterolu, pomáhá předcházet srdečním chorobám, mozkovým příhodám, diabetu, arthritidě a dalším (TAYLOR, WALLER, 2008). Přestože se v oleji nachází mnoho nenasycených mastných kyselin, je poměrně stabilní a to díky vysokému obsahu tokoferolů. Tyto přirozené antioxidanty brání rychlému žluknutí a jsou nutričně též velmi cenné. Nativní obsah kyseliny erukové, vyskytující se obecně v oleji brukvovitých je nízký, proto nic nebrání využití oleje v pokrmech. Je možné jeho uplatnění v nutraceutikách s vysokým obsahem PUFA a vitamínu E a jako náhrada rybího tuku (díky podobnému složení mastných kyselin) nebo pro produkci lipopeptidů a lipoaminokyselin (GOLD OF PLEASURE, 2002). V lékařství je možné olej aplikovat místně k ošetření kůže, na popáleniny, poranění,
30
proti akné, zánětům očí a jako tonikum. Vnitřně se užívá při zažívacích potížích, zánětu žaludku, žaludečním a střevním vředům (RODE, 2002). Největší oblastí působnosti lničkového oleje je v současnosti pravděpodobně kosmetika. Používá se do mýdel, koupelových pěn, tělových mlék a krémů (GOLD PLEASURE,
OF
2002). Využití rostlinných olejů, mimo jiné lničkového, bylo patentováno
pro výrobu kopolymerů reakcí atomů uhlíku ve dvojných vazbách mastných kyselin s organohydrogenpolysiloxanem. Takto vzniklý polymer se vyznačuje elastomerickými vlastnostmi a spojením s dalšími nízkomolekulárními organickými látkami tvoří gel. Může se tak stát komponentem v deodorantech, tělových krémech, šamponech, mýdlech a líčidlech (PATENT WO 2008/150947). Olej ze lničky působí v samopalovacích krémech (PATENT WO 2009/048746), jako rozpouštědlo v barvách na vlasy od společnosti L’oreal (PATENT WO 2007/118812), v odlakovačích (PATENT WO 2008/049402), v kosmetice zabraňující stárnutí pleti (PATENT WO 2009/038875, WO 2009/017866, WO 2009/003946, WO 2009/023416).
4.2.1.2. Semeno pro průmyslové zpracování
Ze semene získávaný olej lničky je vysychavý a mnoha ohledech podobný lněnému oleji. Dokládají to i základní technické vlastnosti oleje uvedené v Tab. 4.2.1.
Tab. 4.2.1 Fyzikální a chemické konstanty oleje (Moudrý, Strašil,1999) Specifická hmotnost (kg.dm-3) 0,9187 – 0,9330
Refrakce při 20 °C 1,475 – 1,478
Bod tuhnutí (°C)
Jodové číslo (g I2.100 g-1)
15,0 – 19,0
132 - 153
Číslo zmýdelnění (mg KOH.g-1) 181,2 – 188,1
Číslo kyselosti (mg KOH.g-1) 0,25 – 13,2
Olej by se mohl uplatnit stejně tak jako lněný ve výrobě nátěrových hmot – barev, laků, fermeží (STRAŠIL, 2008) a mazadel (SOUČKOVÁ et al., (2004); VONDRÁŠKOVÁ, (2009); FRÖHLICH, RICE, (2005)). V patentové literatuře zatím její jméno v souvislosti s využitím v chemickém průmyslu nefiguruje. Je důležité poznamenat, že většímu rozšíření užití oleje brání především nedostupnost semene jako suroviny. Proto jsou uvedené závěry zatím pouze prognózami, dále rozvíjenými ve vědeckých pracích. V budoucnosti se však dá předpokládat její rozmach, protože náklady na pěstování a sklizeň jsou minimální, olej má vhodné složení, je lehce zpracovatelný a stejně tak jako všechny ostatní rostlinné produkty je obnovitelnou a
31
plně degradovatelnou surovinou. Aplikace lničkového a dalších rostlinných olejů pro výrobu vinylesterových pryskyřic je patentována v dokumentu US PATENT 7494525. Zde mají upravené monomery mastných kyselin, získané z oleje, nahradit styren – ředidlo, které je hlavním producentem VOC emisí. O vhodnosti využití lničkového oleje pro výrobu plastů (polyuretanů, pryskyřic) na bázi rostlinných olejů se zmiňuje PATENT WO 2007/076599. Zde je také patentován postup výroby monomerů, obsahujících hydroxylovou skupinu, pomocí ozonolýzy dvojných vazeb. Tyto monomery jsou vhodné pro syntézu polymerů, obzvláště polyuretanů. V minulosti se olej tradičně používal k osvětlení a kosmetickým účelům. Dnes se uplatňuje i ve výrobě mýdla, mycích prostředků a tenzidů, jako pomocná látka v pesticidech (GOLD OF PLEASURE, 2002). Jako éterický olej je součástí aviváží (PATENT WO 2008/135333) a doplňuje se též do plniv a změkčovadel v silikonové pryži (PATENT GB 2445821). Poslední dobou se lnička dostává do povědomí veřejnosti také jako potenciální surovina k výrobě biopaliv. V Kanadě, kde probíhá intenzivní výzkum, je lnička od roku 2006 dodávána k výrobě bionafty (VONDRÁŠKOVÁ, 2009). Při hodnocení methylesteru lničkového oleje se projevilo několik nedostatků. Pravděpodobně vysoký obsah volných mastných kyselin zapřičiňuje menší výnos esterifikovaného oleje ve srovnání se surovým. Methylester vykazuje také vysoký obsah popelovin, vyšší viskozitu než je tomu u řepkového methylesteru a příliš vysoké jodové číslo 152 – 157 (standardy EU požadují 120), což je pravděpodobně způsobeno velkým množství PUFA v oleji. Tyto nevýhody by měly být odstraněny přidáváním aditiv, mícháním s klasickou naftou nebo řepkovým olejem. Zároveň je vhodné doplnit biopalivo antioxidačním prostředkem (STRAŠIL, 2008), který by udržel oxidační stabilitu methylesteru a zabránil nežádoucí oxidaci vlivem UV- záření, tepla, přítomnosti kyslíku nebo těžkých kovů. Produkty okysličení totiž sedimentují a tvoří slizy. Sedimenty mohou pak zapříčinit korozi a ucpávání částí motoru a palivového potrubí (ABOU-NEMEH, 2007). Při motorových zkouškách byla spotřeba paliva a většina parametrů srovnatelná s řepkovým methylesterem (FRÖHLICH, RICE, 2005), ale je potřeba dalších výzkumů – pro zvýšení výnosu a změnu složení mastných kyselin, což je dlouhodobá a vysoce riziková investice (RILEY, 2004).
32
4.2.2. Využití stonku a celých rostlin Po sklizni plodiny sklízecí mlátičkou, je možné slámu použít k podestýlání, výrobě obalových materiálů, krytin (GOLD
OF PLEASURE,
2002), buničiny, kartáčů a
košťat. Stonky nebo celé rostliny mohou výborně sloužit jako surovina ke spalování. Spalné teplo slámy je 18,84 kJ.g-1, semene 26,36 kJ.g-1 (MOUDRÝ, STRAŠIL, 1999).
5. VYHODNOCENÍ POLNÍHO POKUSU SE LNEM OLEJNÝM 5.1 Materiály a metodika Polní pokus byl založen Ústředním zkušebním ústavem zemědělským (ÚKZÚZ) v rámci zkoušek užitné hodnoty na šesti zkušebních stanicích – Domanínek (1), Horažďovice (2), Jaroměřice nad Rokytnou (3), Lednice (4), Staňkov (5) a Žatec (6) v letech 2007 – 2008. Pro vyhodnocení pokusu byly vybrány 4 odrůdy lnu olejného: Lola, Amon, Jantar a Flanders. Sledovanými vlastnostmi byl výnos semene (t.ha-1) a obsah tuku v sušině semene (%). Přesné údaje o datu setí během měsíců března a dubna podává Tab. 5.1.
Tab. 5.1 Zkušební stanice Rok
Domanínek
Horažďovice
2007
----*
2008
18.4.
Lednice
Staňkov
Žatec
20.4.
Jaroměřice nad Rokytnou 3.4.
15.3.
28.3.
----*
14.4.
1.4.
31.3.
13.4.
1.4.
*Pozn. Pokus byl zrušen z důvodu nepravidelného vzcházení a nevyrovnanosti porostu způsobeného vlivem sucha v průběhu měsíce dubna
5.1.1. Charakteristika pokusných lokalit Informace o začlenění zkušebních stanic do výrobních oblastí; nadmořské výšce; dlouhodobých průměrných teplotách, úhrnech srážek; půdním typu a druhu podává Tab. 5.2.
33
Tab. 5.2 Zkušební stanice
Výrob ní oblast
Nadmořská výška (m)
Domanínek
BVO
Horažďovice
Dlouhodobý průměrný úhrn srážek s30 (mm) 651
Půdní typ/ druh
572
Dlouhodobá průměrná teplota t30 (°C) 6,5
BVO
475
7,8
585
KMm – ph
Jaroměřice n. Rokytnou Lednice
OVO
425
8,0
481
HMm – jh
KVO
171
9,6
461
ČMm
Staňkov
OVO
370
8,1
537
HMm – h
Žatec
ŘVO
285
9,0
439
ČMh – jh
Pzk – h
Pramen: ÚKZÚZ - Výsledky zkoušek užitné hodnoty lnu setého olejného 2008 Pozn.: Půdní typy: Pzk – podzol kambizemní, KMm – kambizem typická, HMm – hnědozem typická, ČMm – černozem typická, ČMh – černozem hnědozemí Půdní druhy: h – hlinitý (střední), ph – písčitohlinitý (střední), jh – jílovitohlinitý (těžký) Výrobní oblasti: BVO – bramborářská, OVO – obilnářská, KVO – kukuřičná, ŘVO – řepařská
5.1.2. Charakteristika použitých odrůd Při zkoušení užitných hodnot byly hodnoceny 3 odrůdy potravinářského a 1 odrůda technického typu. Základní charakteristiky odrůd pro porovnání vhodnosti pěstování a využití poskytuje Tab. 5.3. Olejný len má z hlediska požadavků na prostředí vyšší nároky na teplotu, střední požadavky na dostatek vláhy a zásobu hlavních živin. Limitujícími podmínkami pro pěstování olejného lnu jsou půdní a klimatické poměry. Česká republika se tak řadí do okrajové oblasti vhodnosti pěstování olejného lnu (ŠTAUD et al., 1997). Len vyžaduje lehčí hlinitopísčité půdy, nižší srážky v druhé polovině vegetace a spíše aridní klima (1600 – 1700 °C). Tomuto požadavku u nás vyhovují oblasti žatecka, písecka, jižní a střední Morava, Středočeský a části Západočeského a Východočeského kraje. (BJELKOVÁ, 2003). Obecně se dá říci, že je vhodné pěstovat olejný len v kukuřičné, řepařské a části bramborářské oblasti.
34
Tab. 5.3 Základní charakteristiky odrůd lnu olejného Odrůda LOLA AMON Rok 1999 2007 registrace 1 2 Udržovatel středně vysoký středně vysoký Výnos až vysoký až vysoký semene stř. vysoký/stř. Výnos/obsah vysoký/vysoký vysoký tuku Skladba změněná- obsah změněná - obsah mastných kys. linolenové: kys. linolenové: kyselin 3,7 % 1,9 % potravinářský potravinářský Typ 145 ( nízké) 141 (nízké) Jodové číslo Barva žlutá hnědá semene 66 cm (nízká až Výška 61 cm (nízká) stř. vysoká) rostliny středně raná pozdní Ranost Pramen: ÚKZÚZ - Olejniny: přehled odrůd 2008 Pozn.:Udržovatel:
JANTAR
FLANDERS
2006
1996
3
1 středně vysoký až vysoký
nízký nízký/stř. vysoký změněná – obsah kys. linolenové: 2,3 % potravinářský 139 (nízké) žlutá 64 cm (nízká až stř.vysoká) pozdní
vysoký/vysoký nezměněná – obsah kys. linolenové: 58,4 % technický 191 (vysoké) hnědá 60 cm (nízká) středně raná
1 – Limagrain Advanta Nederland B.V. 2 – AGRITEC, výzkum, šlechtění a služby, s.r.o. 3 – SEMPRA PRAHA, a.s.
5.2. Hodnocení průběhu vegetace
5.2.1. Průběh počasí V průběhu zkoušek byly zaznamenávány denně hodnoty teploty vzduchu (°C) a množství srážek (mm). Z dat poskytnutých Ústředním kontrolním a zkušební ústavem zemědělským byly sestaveny dekádní záznamy o průběhu hodnot teplot a srážek na jednotlivých zkušebních stanicích během doby vegetace lnu (březen až červenec) v letech 2007 a 2008.
35
Domanínek - dekádní hodnoty prům. teplot Td (°C) a srážek Hd (mm)
Dekádní úhrn srážek Hd (mm)
60,0
20,0
50,0 40,0
15,0
30,0
10,0
20,0 5,0
10,0
Průměrná dekádní teplota vzduchu Td (°C)
25,0
70,0
0,0
0,0 1.
2.
3.
1.
III.
2.
3.
1.
IV.
2.
3.
1.
V.
2.
3.
1.
VI.
2.
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.-VII.) Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2007
Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2008
Průměrná teplota Td (°C) 2007
Průměrná teplota Td (°C) 2008
Graf 5.1. Průběh počasí na zkušební stanici Domanínek
Horažďovice - dekádní hodnoty
60,0
25,0
50,0
20,0
40,0
15,0
30,0 10,0
20,0
5,0
10,0 0,0
Průměrná dekádní teplota vzduchu Td (°C)
Dekádní úhrn srážek Hd (mm)
prům. teplot Td (°C) a srážek Hd (mm)
0,0 1.
2. III.
3.
1.
2.
3.
1.
IV.
2. V.
3.
1.
2. VI.
3.
1.
2.
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.-VII.) Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2007
Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2008
Průměrná teplota Td (°C) 2007
Průměrná teplota Td (°C) 2008
Graf 5.2 Průběh počasí na zkušební stanici Horažďovice
36
Jaroměřice nad Rokytnou- dekádní hodnoty 60,0
25,0
50,0
20,0
40,0 15,0 30,0 10,0 20,0 5,0
10,0 0,0
Průměrná dekádní teplota vzduchu Td (°C)
Dekádní úhrn srážek Hd (mm)
prům. teplot Td (°C) a srážek Hd (mm)
0,0 1.
2.
3.
1.
III.
2.
3.
1.
IV.
2.
3.
1.
V.
2.
3.
1.
VI.
2.
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.-VII.) Dekádní úhrn srážek Hd (mm)2007
Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2008
Průměrná teplota Td (°C) 2007
Průměrná teplota Td (°C) 2008
Graf 5.3 Průběh počasí na zkušební stanici Jaroměřice nad Rokytnou
Lednice - dekádní hodnoty prům. teplot Td (°C) a srážek Hd (mm)
Dekádní úhrn srážek Hd (mm)
60,0
20,0
50,0 40,0
15,0
30,0
10,0
20,0 5,0
10,0 0,0
Průměrná dekádní teplota vzduchu Td (°C)
25,0
70,0
0,0 1.
2. III.
3.
1.
2.
3.
1.
IV.
2.
3.
1.
V.
2. VI.
3.
1.
2.
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.-VII.) Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2007
Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2008
Průměrná teplota Td (°C) 2007
Průměrná teplota Td (°C) 2008
Graf 5.4 Průběh počasí na zkušební stanici Lednice
37
Staňkov - dekádní hodnoty
60,0
25,0
50,0
20,0
40,0
15,0
30,0 10,0
20,0
5,0
10,0
Průměrná dekádní teplota vzduchu Td (°C)
Dekádní úhrn srážek Hd (mm)
prům. teplot Td (°C) a srážek Hd (mm)
0,0
0,0 1.
2.
3.
1.
III.
2.
3.
1.
IV.
2.
3.
1.
V.
2.
3.
1.
VI.
2.
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.-VII.) Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2007
Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2008
Průměrná teplota Td (°C) 2007
Průměrná teplota Td (°C) 2008
Graf 5.5 Průběh počasí na zkušební stanici Staňkov
Žatec - dekádní hodnoty
60,0
25,0
50,0
20,0
40,0
15,0
30,0 10,0
20,0
5,0
10,0 0,0
Průměrná dekádní teplota vzduchu Td (°C)
Dekádní úhrn srážek Hd (mm)
prům. teplot Td (°C) a srážek Hd (mm)
0,0 1.
2. III.
3.
1.
2.
3.
1.
IV.
2.
3.
1.
V.
2. VI.
3.
1.
2.
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.-VII.) Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2007
Dekádní úhrn srážek Hd (mm) 2008
Průměrná teplota Td (°C) 2007
Průměrná teplota Td (°C) 2008
Graf 5.6 Průběh počasí na zkušební stanici Žatec
38
5.2.1.1.Průběh teplot
Při srovnání průběhu průměrných teplot vzduchu na všech stanicích je vidět, že rok 2008 byl celkově chladnější v počátku vegetace tedy během měsíce března a dubna asi o 2 – 3 ° C. Květen byl teplotně vyrovnaný a až do 1. dekády června se teploty téměř vůbec nelišily od teplot na měřených v roce 2007. Výraznější rozdíly nastaly v 2. dekádě června, kdy se teploty v 2008 pohybovaly kolem 15 °C, tedy zhruba o 5 °C méně, než tomu bylo v 2007. Přesně opačná situace vznikla na přelomu června a července, kdy se naopak teploty v 2008 vyšplhaly výše. Ve 2. dekádě července se opakoval skok z 2. dekády června. Teploty se v 2008 pohybovaly okolo 17 °C, naopak v 2007 dosahovaly až k 23 °C. Závěr července byl v oba roky vyrovnaný. S ohledem na nadmořskou výšku lokalit nebyly mezi stanicemi výraznější rozdíly teplot.
5.2.1.2. Průběh srážek
Oba dva roky byly z hlediska množství a rozložení srážek rozdílné. Vyskytly se výrazné rozdíly i mezi jednotlivými stanicemi. Rok 2007 byl srážkově méně vyrovnaný než 2008. Extrémní byl zejména suchý duben, kdy v některých dekádách vůbec nepršelo. To mělo za následek nevyrovnané vzcházení, protože len je v tomto období velmi citlivý na vysychání a vymrzání půdy. Z toho důvodu byl také porost v Domanínku a Žatci zrušen. Po předchozím suchu byl květen srážkově vydatný zejména ve 3. dekádě, kdy len začíná tvořit poupata a je citlivý na nedostatek srážek. Výjimkou byla stanice v Lednici, kde byl úhrn srážek nejmenší. Červen byl srážkově bohatý, ale vyskytly se značné rozdíly mezi jednotlivými stanicemi. Největší úhrny byly v červenci zaznamenány v Jaroměřicích n. R. a Horažďovicích, nejmenší byly opět v Lednici. V roce 2008 nebyly zaznamenány takové výkyvy v rozdělení srážek. Březen i duben byly celkově vyrovnané měsíce s menším množstvím srážek. To se projevilo i ve srovnání stanic mezi sebou. Výjimkou byl Žatec, kde spadlo více jak 50 mm srážek v 2. dekádě dubna. Květen byl celkově sušší ve srovnání s rokem 2007 na všech stanicích kromě Lednice. Ve Staňkově se stal květen nejsušším měsícem během doby vegetace lnu. Červen byl ve srovnání mezi stanovišti nejrozmanitějším měsícem. V Jaroměřicích n. R. a Lednici byl nejsušším obdobím vegetace 2008 (menší úhrny než v r. 2007),
39
naopak v Žatci nejvlhčím (větší úhrny než v r. 2007). Ostatní stanoviště byly ve srovnání s r. 2007 vláhově vyvážené. V červenci byly největší srážkové úhrny naměřeny v Lednici a v Jaroměřicích n. R., které převyšovaly i hodnoty naměřené v 2007. Ostatní lokality byly vláhově vyvážené, množství srážek bylo v Domanínku, Horažďovicích a Staňkově menší než v r. 2007. Z dat získaných měřením v letech 2007 a 2008 se zdá být celkově nejsušší a nejteplejší stanicí Lednice, srovnatelné sumy teplot, ale větší úhrny srážek vykazoval Žatec. Stanice Staňkov a Jaroměřice nad Rokytnou se zdají být srážkově i teplotně průměrné, stejně tak jako Horažďovice, které se podmínkami už trochu podobají Domanínku. Domanínek se jeví jako nejchladnější, ale v těchto letech zároveň méně srážkově vydatné stanoviště. Je nutno podotknout, že závěry učiněné na základě průběhu počasí během dvou let, nemusí odpovídat dlouhodobým hodnotám charakterizujícím lokality.
5.3. Výsledky a diskuze Z dostupných údajů byl hodnocen vliv odrůdy, stanoviště a ročníku na výnos semene (t.ha-1) a obsah tuku v sušině semene, tedy olejnatost (%). 5.3.1. Výnos semene Výnosy odrůd se pohybovaly od 1,13 t.ha-1 (Jantar, Lednice, 2007) až do 2,90 t.ha-1 (Lola, Staňkov, 2008). Podrobnější informace o výnosech podává Graf 5.7. Výnos ovlivňuje odrůda, stanoviště i ročník ve vzájemné interakci. Zásadní vliv na výši výnosu má na prvním místě odrůda. Při srovnání jednotlivých odrůd v rámci stanoviště i ročníku je vidět, že při tvorbě výnosu semene (jako odrůdového znaku, na který je len olejný šlechtěn) hraje odrůda zásadní roli. Ve srovnatelných klimatických i půdních podmínkách byla téměř vždy nejvýnosnější odrůdou Lola, následována odrůdou Flanders, Amon a nakonec nejméně výnosná odrůda Jantar. Poměr mezi výnosy odrůd je zachován na všech stanovištích s výjimkou Lednice. Důvod tohoto jevu připisuji schopnosti odrůd využít půdních podmínek za méně příznivých klimatických podmínek (příliš suché, teplé stanoviště), kde nejlepších výnosů dosahovala odrůda Amon.
40
-1
Výnos zkoušených odrůd (t.ha ) na zkušebních stanicích v letech 2007 - 08
Výnos semene (t.ha -1)
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
1 Lola
Amon
Jantar
2
3
4
Flanders
Zkušební stanice
5
6
Graf 5.7 Výnos zkoušených odrůd na zkušebních stanicích (t.ha-1)
Len pravděpodobně nejlépe prosperuje ve vláhově jistějších oblastech, s nadmořskou výškou kolem 400 m. To je vidět zejména na celkem stabilních výnosech ve Staňkově nebo Jaroměřicích n. R., popř. Horažďovicích (nižší úroveň výnosů by zde mohla působit vyšší nadm. výška a příliš propustná půda), ale v rámci stanoviště působí velké množství faktorů jako i průměrná roční teplota, půdní druh a typ. V případě stanoviště, které nevyhovuje plně svými půdně-klimatickými podmínkami, se významně projeví vliv ročníku. To je vidět zejména na proměnlivých výnosech v Lednici nebo Domanínku. Pěstování lnu olejného v oblastech s klimatem zkušební stanice Lednice by tak mohlo být výnosově nejisté. Stanice Domanínek by se svou nadm. výškou 572 m, nízkými průměrnými ročními teplotami a vysokými srážkovými úhrny měla být pro pěstování lnu nevhodná. Výše výnosů jsou však v rozporu s těmito předpoklady. V roce 2008 byly na tomto stanovišti zaznamenány nejvyšší výnosy téměř u všech odrůd. Důvody těchto výsledků nicméně nelze vyvodit z jednoletého pozorování. Vliv ročníku se projevil především v kolísavosti výnosů u všech zkoušených odrůd. Při srovnání údajů ze všech lokalit roku 2008 s rokem 2007, lze pozorovat značné výkyvy mezi stanovišti i v rámci jednoho stanoviště. Podle mého názoru takto působil rok 2007 nevyrovnaným rozložením a úhrnem srážek, extrémním suchem v měsíci dubnu, následovaným srážkově bohatým měsícem květnem a červnem.
41
5.3.2. Obsah tuku v sušině semene Obsah tuku v semeni nebo-li olejnatost se pohybovala v rozmezí 39,46 % (Lola, Lednice, 2008) do 47,29 % (Flanders, Domanínek, 2008). Podrobnější údaje podává Graf 5.8.
Obsah tuku v sušině semene (%) zkoušených odrůd na zkušebních stanicích v letech 2007 - 08
Obsah tuku v sušině semene(%)
49 47 45 43 41 39 37 1
2 Lola
3 4 Zkušební stanice Amon
Jantar
5
6
Flanders
Graf 5.8 Obsah tuku v sušině semene zkoušených odrůd na zkušebních stanicích
Z výsledků vyplývá jednoznačné ovlivnění olejnatosti odrůdou. Jako výnosnější co se týče obsahu tuku jsou uváděny odrůdy Flanders a Amon, což potvrzují i tyto výsledky zkoušek užitné hodnoty. Odrůda Lola vykazuje nejnižší obsah oleje v semeni. Tento nedostatek však kompenzuje nejvyššími výnosy semene. U všech odrůd bylo nejvyšších hodnot olejnatosti dosaženo na stanici Domanínek v roce 2008, naopak jedny z nejnižších byly získány ze semen z porostů v Lednici (2008) a Jaroměřicích nad Rokytnou (2008). Domnívám se, že příčinou těchto výsledků je vliv chladnějších teplot na vyšší obsah oleje v semeni. Avšak hodnoty olejnatosti se ukazují napříč lokalitami a ročníky jako velmi různorodé a nevykazují jednoznačné tendence. Hodnocení vlivu stanoviště a ročníku a formulace závěrů je tak značně diskutabilní. Je nutné zdůraznit, že vyvozené příčiny a vztahy mezi faktory – ročníkem, stanovištěm a odrůdou jsou pouze domnělé a pro přesnou analýzu těchto skutečností je třeba provést statistické vyhodnocení.
42
5.3.3. Výběr odrůdy
Charakteristika oblasti V souladu se zadáním bakalářské práce bylo provedeno i hodnocení vhodnosti odrůdy lnu setého pro zájmovou oblast. Oblast v okolí Bystřice nad Pernštejnem se nachází ve východním cípu kraje Vysočina v bramborářské výrobní oblasti. Převládajícím typem půd je kambizem, ojediněle pseudoglej nebo glej. Nadmořská výška oblasti se pohybuje mezi 500 – 600 m. Údaje o průběhu normál teplot a úhrnů srážek během doby vegetace lnu podává Graf 5.9.
Bystřice nad Pernštejnem
18 16 14
Dekádní úhrn srážek (mm)
30 25
12 10 8 6 4
20 15 10
2 0 -2
5 0 1.
2. III.
3.
1.
2.
3.
1.
IV.
2.
3.
1.
V.
2. VI.
3.
1.
2.
Normály průměrných teplot vzduchu (°C)
Normály dekádních úhrnů srážek (mm) a prům. teplot vzduchu (°C) za období 1961 - 1990
3.
VII.
Měsíce vegetace (III.- VII.) Dekádní úhrn srážek (mm)
Normály průměrných teplot vzduchu (°C)
Graf 5.9 Normály dekádních úhrnů srážek (mm) a průměrných teplot vzduchu (°C)
Výběr odrůdy Oblast Bystřicka je svými charakteristikami prakticky shodná s půdněklimatickými podmínkami zkušební stanice Domanínek. Výnosy všech odrůd – Lola, Flanders, Amon i Jantar a jejich olejnatosti vykazovaly jedny z nejvyšších hodnot ve srovnání s ostatními stanicemi. Avšak vzhledem k tomu, že pro zkušební stanici Domanínek byly vyhodnocovány výsledky zkoušek užitné hodnoty pouze z roku 2008,
43
nelze odrůdy přesně rajonizovat a tím i doporučit odrůdu vhodnou do této lokality. Nicméně díky chladnějšímu klimatu a dostatku srážek, který tento region předurčoval pro pěstování přadného lnu, zde existuje možnost zařadit jako nenáročnou technickou plodinu i odolnější odrůdy lnu olejného.
44
6. ZÁVĚR Len setý (Linum usitatissimum L.) i lnička setá (Camelina sativa (L.) Crantz) jsou svými požadavky na prostředí i technologii pěstování vhodné do méně příznivých půdně-klimatických poměrů LFA oblastí. Obě plodiny mohou v těchto podmínkách dosahovat uspokojivých výnosů a současně vysoké kvality produkce. Průměrné výnosy semene se pohybují od 1,5 do 2,5 t.ha-1 a srovnatelný je i obsah oleje (35 – 45 %) v semeni lnu a lničky. Vysoký podíl nenasycených mastných kyselin (PUFA), ale i tokoferolů a dalších antioxidantů v oleji je jedinečný a významně ovlivňuje jeho další využití. Olej jako hlavní komponent semene tak nachází uplatnění zejména v technických aplikacích, ale jsou známy i jeho prospěšné účinky ve výživě, kosmetice a farmacii. Vysychavý lněný olej je díky své dostupnosti používán především ve výrobě nátěrů, laků a barev, epoxidových pryskyřic, polyuretanů a dalších polymerů, kde nahrazuje neobnovitelné suroviny petrochemického původu, které jsou obtížně degradovatelné a často toxické pro člověka a životní prostředí. Nově jsou studovány možnosti jeho využití pro energetiku a biopaliva. Pro tyto průmyslové směry je vhodný i olej lničky. Vykazuje obdobné chemicko-fyzikální charakteristiky jako lněný, ale dosud není tolik rozšířen, protože lnička setá je v současnosti málo známá olejnina a v České republice není prakticky pěstována. Její obrovský potenciál však netkví pouze ve složení oleje. Díky své nenáročnosti na agrotechniku (minimalizační postupy) a potřebu hnojiv, odolnosti vůči suchu, nízkým teplotám, škůdcům a plevelům se jeví jako ideální „low input“ olejnina do klimaticky znevýhodněných podmínek LFA oblastí. Stonek prozatím nenachází významná upotřebení na rozdíl od stonku lnu. Dlouhé vlákno, ale také koudel a pazdeří se mohou stát výztužnými komponentami pryskyřic a polymerů působících zejména v průmyslu obalových hmot, automobilovém a stavebním. Nejrůznější směry využití jsou předmětem intenzivního výzkumu. Neméně důležitý je i pokrok ve šlechtění nových odrůd a vývoj geneticky modifikovaných rostlin se zdokonalenými vlastnostmi. V pokusu se lnem olejným byly hodnoceny tři potravinářské (Lola, Amon, Jantar) a jedna technická odrůda lnu (Flanders) z hlediska tvorby výnosu, obsahu tuku v sušině semene (olejnatosti) a produkce oleje z plochy. Během dvouletých zkoušek se projevila závislost uvedených parametrů především na odrůdě, která napříč stanovišti i lety vždy určovala poměr výše výnosu i olejnatosti. Významnost vlivu stanoviště se
45
projevila zejména za nevyhovujících klimatických podmínek, které do značné míry ovlivňují potenciální výnos semene i oleje. Nejvyšších výnosů semene dosahovala odrůda Lola, nejnižších Jantar. Naopak nejvyšší hodnoty olejnatosti vykazoval Flanders a Amon, nejnižší Lola. Výsledky zkoušek tak potvrzují předpokladané výnosové vlastnosti jednotlivých odrůd. Působení stanoviště a ročníku však ovlivňuje sledované znaky velmi výrazně. Pro získání průkazných výsledků je nutné uskutečnit delší pozorování a provést statistické vyhodnocení získaných dat. Vzhledem k nemožnosti vyslovit jednoznačné důvody ovlivňující tvorbu výnosu a olejnatost, nelze odrůdy přesně rajonizovat. Nicméně díky dostatku srážek a chladnějšímu klimatu méně příznivých oblastí, zde existuje předpoklad zařadit jako nenáročnou technickou plodinu i odolnější druhy olejného lnu.
46
7. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ABRAMOVIČ, H., BUTINAR, B., NIKOLIČ, V.: Changes occurring in phenolic content, tocopherol composition and oxidative stability of Camelina sativa oil during storage. Food Chemistry, 2007, vol. 104, p. 903-909 ABOU-NEMEH, I.: Biodiesel fuel compositions having increased oxidative stability. WO/2007/062304, WIPO – Patent, 31. 05. 2007 AKK, E., ILUMÄE, E.: Possibilities of growing Camelina sativa in ecological cultivation, [online], 2005, [cit. 2009-04-18]. Dostupné z :
AKRAM, D., SHARMIN, E., AHMAD, S.: Synthesis and characterization of boron incorporated polyester polyol from linseed oil: A sustainable material. Macromolecular Symposia, 2009, vol. 277, p. 130–137 ANGELINI, L. G., MOSCHENI, E., COLONNA, G., BELLONI, P., BONARI, E.: Variation in agronomic characteristics and seed oil composition of new oilseed crops in central Italy. Industrial Crops and Products, 1997, vol. 6, p. 313-323 ANTONSSON, S., HENRIKSSON, G., JOHANSSON, M., LINDSTRÖM, M. E.: Low Mw-lignin fractions together with vegetable oils as available oligomers for novel papercoating applications as hydrophobic barrier. Industrial crops and products, 2008, vol. 27, p. 98–103 BARBER, E.W.: Women's Work: The First 20,000 Years: Women, Cloth and Society in Early Times. W.W. Norton & Company, New York: 1994. ISBN 0-393-31348-4 BERGLUND, D. J.: Flax: New uses and demands. Trends in New Crops and New Uses [online]. c2002, last updated 30.10.2007, [cit. 2009-04-18], Dostupné z: BIOMATNET: Rational engineering of lipid metabolism in flax to produce branchedchain fatty acids, unusual fatty acids with potent biolubricant properties [online]. c2006, last updated 03. 7. 2007, [cit. 2009-04-25], Dostupné z:
47
BJELKOVÁ, M.: Šance pro olejný len. Farmář, červenec 2003, roč. 9, č. 7, s. 18-19, ISSN 1210-9789 BLAŽEK, O., TEJKLOVÁ, E., GRIGA, M., ZIMOLKA, J.: Vliv Cd a Zn na růst lnu (Linum usitatissimum L.) v podmínkách in vitro [online], c2004. [cit. 2009-05-21], Dostupné z:< http://old.af.mendelu.cz/mendelnet2004/obsahy/biorost/blazek.pdf> BOBERSKA, K., LUCZKIEWICZ, T.: Lepší rydz nežli nic. Přeložil B. Krys. Úroda, březen 2006, roč. 53, č. 3, s. 16, ISSN 0139-6013 BOUMA, T.: Známé plodiny, nové využití. Úroda, červenec 2004, roč. 51, č. 7., s. 4345, ISSN 0139-6013 BOZAN, B., TEMELLI, F.: Chemical composition and oxidative stability of flax, safflower and poppy seed and seed oils. Bioresource technology, 2008, vol. 99, p. 6354-6359 BUDIN, J. T., BREENE, W. M., PUTNAM, D. H.: Some Compositional Properties of Camelina (Camelina sativa L. Crantz) Seeds and Oils, Journal of the American Oil chemists‘ Society, 1995, vol. 72, p. 309-315 CANDRÁKOVÁ, E., BAKULA, J.: Influence of nitrogen fertilization on morphological charac ters, yield forming components and seed yield of oilseed flax. Acta fytotechnica et zootechnica, 2001, vol. 1, p. 9-12 CARTER, D. T., STANSTFIELD, N., MANTLE, R. J., FRANCE, C. M., SMITH, P. A.: An investigation of epoxidised linseed oil as an alternative to PVC in flooring applications. Industrial crops and products, 2008, vol. 28, p. 309–319 ČVANČARA, F. a kol.: Zemědělská výroba v číslech. První díl. Praha: SZN 1962, 1170 s. DIEDERICHSEN, A., ULRICH A.: Variability in stem fibre content and its association with other characteristics in 1177 flax (Linum usitatissimum L.) genebank accessions. Industrial Crops and Products, 2009, vol. 30, p. 33-39 DRNCOVÁ, D.: Využití stanovení jodového a peroxidového čísla ke sledování polymerizace a degradace lněného oleje s přídavkem Cu pigmentů [online]. c2005 , [cit. 2009-05-18], Dostupné z: EHRENSING, D. T., GUY, S. O.: Camelina, [online], c2008, [cit. 2009-04-20], Dostupné z: EL-BELTAGI, H. S., SALAMA, Z. A., EL-HARIRI, D. M.: Evaluation of fatty acids profile and the kontent of some secondary metabolites in seeds of different flax cultivars (Linum usitatissimum L), General and Applied Plant Physiology, 2007, vol. 33, p. 187202
48
FOSTER, R., POONI, H. S., MACKAY, I. J.: Quantitative evaluation of Linum usitatissimum varieties for dual-purpose trakte. The Journal of Agricultural Science, 1997, vol. 129, p. 179-185 FRÖHLICH, A., RICE, B.: Evaluation of Camelina sativa oil as a feedstock for biodiesel production. Industrial Crops and Products, 2005, vol. 21, p. 25–31 Gold of Pleasure (false flax) [online], last updated 20. 9. 2002, [cit. 2009-04-20], Dostupné z: GUGEL, R. K., FALK, K. C.: Agronomic and seed quality evaluation of Camelina sativa in western Canada. Canadian Journal of Plant Science, October 2008, vol. 86, p. 1077-1058 HARWOOD, J., McCORMICK, P., WALDRON, D., BONADEI, R.: Evaluation of flax accessions for high value textile end uses. Industrial crops and products, 2008, vol. 27, p. 22–28 HOCHMAN, M., DOSTÁLOVÁ, R., ŠMIROUS, P.: Luskoviny a přadné rostliny – aktuální stav a výhled do budoucna. Úroda, prosinec 2008, roč. 55, č. 12, s. 88-90. ISSN 0139-6013 HOSSEINIAN, F. S., ROWLAND, G. G., BHIRUD, P. R., DYCK, J. H., TYLER, R. T.: Chemical Composition and Physicochemical and Hydrogenation Characteristics of High-Palmitic Acid Solin (low-linolenic acid flaxseed) Oil, Journal of the American Oil chemists‘ Society, 2004, vol. 81, p. 185-188 HUNSCHE, M., SCHERHAG, H., SCHMITZ-EIBERGER, M., NOGA, G.: Influence of linseed oil ethoxylate adjuvants and rain on biological efficacy of glyphosate, evaluated using Chenopodium album, Abutilon theophrasti and Setaria viridis. Plant Protection Quarterly, 2007, vol. 22, p. 17-2 KARAKAYA, C., GÜNDÜZ, G., ARAS, L., MECIDOĞLU, I. A.: Synthesis of oil based hyperbranched resins and thein modification with melamine-formaldehyde resin. Progress in Organic Coatings, 2007, vol. 59, p. 265–273 KARUS, M., ORTMANN, S., GEWERBELEHRER, CH. G., PENDAROWSKI, C.: Use of natural fibres in composites for the German automotive production from 1999 till 2005: Slowed growth in the past two years – new production techniques arising [online], December 2006. [cit. 2009-05-15], Dostupné z:< http://209.85.129.132/search?q=cache:rhakRCoC7DUJ:www.nova-institut.de/pdf/0612_nova_NFCompositesAutomotive.pdf+Use+of+natural+fibres+in+composites+for+the+German+ automotive+production+from+1999+till+2005:&cd=1&hl=cs&ct=clnk&gl=cz> KENASCHUK, E.: High linolenic acid flax. WIPO – Patent, WO 2003/064576, 07.08.2003 KNÖRZER, K. H.: Evolution and spread of Gold of Pleasure (Camelina sativa S.L.),Berichte den Deutschen Botanischen Gesellschaft, 1978, vol 91, p. 187-195
49
KORSRUD, G., KEITH, M., BELL, J.: A comparison of the nutritional value of crambe and camelina seed meals with egg and casein. Canadian Journal of Animal Science, 1978, vol. 58, p. 493–499 KRIST, S., STEUBIGER, G., BAIL, S., UNTERWEGER, H.: Analysis of volatile compounds and triacylglycerol composition of fatty seed oil gained from flax and false flax, European Journal of Lipid Science and Technology, 2006, vol. 108, p. 48-60 LNÁŘ: Zpravodaj lnářského svazu ČR, roč. 7, č. 2 (2007), Šumperk: Lnářské informační centrum Lnářského svazu, 2007. ISSN 1802-5226 LU, C., KANG, J.: Generation of transgenic plants of a potential oilseed crop Camelina sativa by Agrobacterium-mediated transformation. Plant cell Reports, 2008, vol. 27, p. 273-278 LU, J., WOOL, R. P.: Novel thermosetting resins for SMC applications from linseed oil: Synthesis, characterization, and properties. Journal of Applied Polymer Science, 2006, Vol. 99, p. 2481–2488 MANTZIORIS, E., JAMES, M. J., GIBSON, R. A., CLELAND, L. G.:. Dietary Substitution with an Alpha-Linolenic Acid Rich Vegetable Oil Increases Eicosapentaenoic Acid Concentrations in Tissues. American Journal of Clinical Nutrition, 1994, vol. 59, p.1304 McSHEFFREY, S. A., McHUGHEN, A., DEVINE, M. D.: Characterization of transgenic sulfonylurea-resistant flax (Linum usitatissimum). Theoretical and applied genetics, 1992, vol. 84, p. 480-486 METZGER, J. O., BORNSCHEUER, U.: Lipids as renewable resources: current state of chemical and biotechnological conversion and diversification. Applied Mikrobiology and Biotechnology, 2006, vol. 71, p. 13-22 MICHL, J.: Rostlinná výroba II – Olejniny. Skriptum, Praha: VŠZ, 1981, 223 s MOSIEWICKI M. A., ROJAS, O., SIBAJA, M. R., BORRAJO, J., ARANGUREN, M. I.: Aging study of linseed oil resin/styrene thermosets and their composites with wood flour. Polymer International, 2007, vol. 56, p. 875-881 MOUDRÝ, J., STRAŠIL, Z. Pěstování alternativních plodin : (učební texty). 1. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 1999. 165 s. ISBN 80-7040-383-7 Odetka [online], c2008. [cit. 2009-05-18], Dostupné z: OOMAH, D.: Perspective on flax based on clinical studies. Food Science and Technology, June 2004, Vol. 18, p. 40-42 PAJA [online], c2002. [cit. 2009-05-18], Dostupné z:< http://www.pajalinen.cz/katalog1.htm>
50
PEIRETTI, P. G., MEINERI, G.: Fatty acids, chemical composition and organic matter digestibility of seeds and vegetative parts of false flax (Camelina sativa L.) after different lengths of growth. Animal Feed Science and Technology, 2007, vol. 133, p. 341-350 PETŘÍKOVÁ, V., VÁŇA, J., USTJAK, S.: Pěstování a využití technických a energetických plodin na rekultivovaných pozemcích: Metodika zemědělské praxe [online], 1996. [cit. 2009-05-18], Dostupné z:
PIAZZA, G. J., FOGLIA, T. A.: Preparation of fatty amide polyols via epoxidation of vegetable via amides by oat seed peroxygenase. Journal of the American Oil Chemists´ Society, 2005, vol. 82, no. 7, p. 481-485 PIETTA, P. G.: Flavonoids as antioxidants. Journal of Natural Products, 2000, vol. 63, p. 1035-1042 PUHAN, S., JEGAN, R., BALASUBBRAMANIAN, K., NAGARAJAN, G.: Effect of injection pressure on performance, emission and combustion characteristics of high linolenic linseed oil methyl ester in a DI diesel engine. Renewable Energy, 2009, vol. 34, p. 1227–1233 PULKRÁBEK, J.: Speciální fytotechnika [online]. [200-?]. [cit. 2009-05-18]. Dostupné z: . PUTNAM, D. H., BUDIN, J. T., FIELD, L. A., BREENE, W. M.: Camelina: A promising low-input oilseed. New Crops, 1993, p. 314-322 RAJU, P., NANDANAN, V., SUNIL, K. N. K.: A study on the use of linseed oil as plasticiser in natural rubber compounds. Journal of Rubber Research, September 2008, vol. 11, p. 147-162 RICKARD, D. J., MONROE, D. G., RUESINK, T. J., KHOSLA, S., RIGGS, B. L., SPELSBERG, T. C.: Phytoestrogen Genistein Acts as an Estrogen Agonist on Human Osteoblastic Cells Through Estrogen Receptors α and β. Journal of Cellular Biochemistry, 2003, vol 89, p. 633–646 RILEY, W. W.: The Canadian Biodiesel Industry: An Analysis of Potential Feedstocks [online]. c2004 , [cit. 2009-05-08], Dostupné z: RODE, J.: Study of autochthon Camelina sativa (L.) Crantz in Slovenia. Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants, 2002, vol. 9, p. 313-318
51
RÜSCH GEN. KLAAS M., WARWEL, S.: Lipase-catalyzed preparation of peroxy acids and their use for epoxidation. 1997, Journal of molecular catalysis a-chemical, vol. 117, p. 311-319 SOUČKOVÁ, H., MOUDRÝ, J., KALINOVÁ, J., HAVLÍČKOVÁ, K.: Databáze využití nepotravinářské produkce [online]. [2004?]. poslední úpravy 12.1.2008. [cit. 2009-05-18]. Dostupné z: SPENCER, C.: Linseed. Springdale Crop Synergies Ltd. [online]. last update 14.8.2002, [cit. 2009-05-18], Dostupné z: STEJSKAL, M., KUBALÍK, J.: Perspektivy v oblasti kapalných izolantů [online]. 2007 [cit. 2009-05-18], Dostupné z: STRAŠIL, Z.: Lnička – plodina vhodná pro průmyslové využití. Úroda, listopad 2004, roč. 51, č. 11, s. 21-23, ISSN 0139-6013 STRAŠIL, Z.: Základy pěstování a možnosti využití lničky seté: Metodika pro praxi, Praha: Výzkumný ústavu rostlinné výroby, 2008, ISBN 978-80-87011-75-1 STRAŠIL, Z., VORLÍČEK, Z.: Effect of soil and weather conditions and some agriculutural practices on yield and yield components in linseed (Linum usitatissimum L.). Scientia Agriculturae Bohemica, 2004, vol. 35, p. 52-56 SURYANARAYANA, C., RAO, K. CH., KUMAR, D.: Preparation and characterization of microcapsules containing linseed oil and its use in self-healing coatings. Progress in Organic Coatings, 2008, vol. 63, p. 72–78 STŘEDA, T.: Výnosové a kvalitativní parametry vybraných olejnin pro nepotravinářské využití. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství, 2007, 141 s. Vedoucí disertační práce doc. Ing. Miroslav Jůzl, Csc. Šlechtění lnu [online]. [cit. 2009-05-18], Dostupné z: ŠTAUD, J., VAŠÁK, J., ONDŘEJ, M., HORÁK, A., ŠMIROUS, P.: Základy pěstování přadného a olejného lnu. 1.vyd. Praha: Institut výchovy a vzdělávání Ministerstva zemědělství České republiky, 1997. 64 s. ISBN 80-7105-130-6 ŠTAUD, J.: Faktory ovlivňující výnosy olejného lnu. Úroda, únor 2000, roč. 47, č. 2, s. 32-33, ISSN 0139-6013 ŠYC. M., POHOŘELÝ, M., TOUFAROVÁ, H., ŽÁČKOVÁ, P, PUNČOCHÁŘ, M.: Palivářská charakteristika lnu setého použité pro fytoremediaci znečištěných průmyslových oblastí [online], [c2007]. [cit. 2009-05-21], Dostupné z:< http://epel.icpf.cas.cz/AprochemLen.pdf>
52
TAYLOR, L., WALLER, A.: 2007 Producer led field trials of alternative oil seed crops in Eastern Wyoming Camelina sativa: Interim Summary Report [online], c2008. [cit. 2009-05-25], Dostupné z: TÉLLEZ, L. G., VIGUERAS-SANTIAGO, E., HERNÁNDEZ-LÓPEZ, S., BILYEU, B.: Synthesis and thermal cross-linking study of partially-aminated epoxidized linseed oil. Designed Monomers and Polymers, 2008, vol. 11, p. 435-445 TOLKACHEV, O. N., ZHUCHENKO, A. A.: Medicinal plants, Biologically aktive substance of flax: Medicinal and nutritional properties (a review), Pharmaceutical Chemistry Journal, 2000, vol. 34,No. 7, p. 360-367 TOŠOVSKÁ, M., BUCHTOVÁ, I.: Situační a výhledová zpráva: Len a konopí. Praha: Ministerstvo zemědělství ČR, 2008. 41 s. ISBN 978-80-7084-685-7 VOLLMANN, J., MORITZ, T., KARGL, CH., BAUMGARTNER, S., WAGENTRISTL, H.: Agronomic evaluation of camelina genotypes selected for seed quality characteristics. Industrial Crops nad Products, 2007, vol. 26, p. 270-277 VONDRÁŠKOVÁ, Š.: V Kanadě stoupá zájem o pěstování lničky [online]. 2008, [cit. 2009-05-14], Dostupné z: YADAV, S., ZAFAR, F., HASNAT, A., AHMAD, S.: Poly (urethane fatty amide) resin from linseed oil — A renewable ressource. Progress in Organic Coatings, 2009, vol. 64, p. 27–32 ZAFAR, F., ASHRAF, S. M., AHMAD, S.: In Situ Development of Zn/CdIncorporated Poly(esteramide-urethane) from Sustainable Resource. Journal of Applied Polymer Science, 2008, vol. 110, p. 584–593 ZAHRADNÍK, L., TÝNOVÁ, E., KALOUSKOVÁ, H.: Stabilní epoxidové pryskyřice z obnovitelných netradičních zdrojů - ekonomicky a ekologicky přijatelné řešení. Koroze a ochrana materiálu, 2005, roč. 49, č. 4, s. 83-86 ZAJAC, T., GRZESIAK, S., KULIG, B., POLÁČEK, M.: The estimation of productivity and yield of linseed (Linum usitatissimum L.) using the growth analysis. Acta physiologiae plantarum, 2005, vol. 27, p. 549-558 ZEHNÁLEK, P., HOLUBÁŘ, J., MEZLÍK, T.: Přehled odrůd hořčice bílá, hořčice sareptská, mák setý, len olejný, sója a kmín kořenný 2008, Brno: Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský Brno Národní odrůdový úřad, 2008, 134 s., ISBN 978-807401-002-6 ZOU, K., SOUCEK, M. D.: UV-Curable cycloaliphatic epoxide based on modified linseed oil: synthesis, characterization and kinetics. Macromolecular Chemistry and Physics, 2005, vol. 206, p. 967-975
53
ZUBR, J.: Oil-seed crop: Camelina sativa. Industrial Crops and Products, May 1997, vol. 6, p. 113-119 ZUBR, J., MATTHÄUS, B.: Effects of growth conditions on fatty acids and tocopherols in Camelina sativa oil. Industrial Crops and Products, 2002, vol. 15, p. 155-162 EP 0954984, ALABASTER, O.: Dietary fibre composition. European Patent Office, 10.11. 1999 EP 1792926, NIEMANN, L. K.: Bio-based insulating foam. European Patent Office, 06.06. 2007 EP 1913934, KESLER, CH., BELLMANN, G., CLAUS-HERZ, G.: Emulgator-free plant oil containing an ophthalmic preparation. European Patent Office, 23.4. 2008 EP 1939253, CHANG, D. J.: Natural fiber-reinforced polylatic acid-based resin composition. European Patent Office, 02. 07. 2008 GB 2431158, SAYANOVA, O., NAPIER, J.: Process for the production of arachidonic and/or eicosapentaenoic acid. European Patent Office, 18.04. 2007 GB 244582, DETEMMERMAN, T., DRAKE, R. A., JENSEN, J. D., WILLIEME, J.: Silicone rubber compositions comprising extenders/plasticisers. European Patent Office, 23. 07. 2008 US Patent 5069903, STITT, P. A.: Therapeutic and nutritive flax seed composition and methods employing the same. United States Patent, 3.12. 1991 US Patent 5468776, YEHUDA, S.: Physiologically active and nutritional composition. United States Patent, 21.11. 1995 US Patent 5653789, HENISE, P. D.: Water base conditioner for acrylic wood flooring. United States Patent, 05. 08. 1997 US Patent 5693715, KODALI, D. R.: Linseed oil based copolymer coating composition. United States Patent, 2. 12. 1997 US Patent 5738256, GOFF, J. A., GOFF, S. L.: Adaptable aiming support. United States Patent, 14.4. 1998 US Patent 5859055, HORROBIN, D. F., STEWART, J. C. M.: Method of preventing occlusion of arteries. United States Patent, 12.1. 1999 US Patent 5883025, KARSTENS, T., SCHATZLE, J., KOHLER, R., WEDLER, M., TUBACH, M.: Molded bodies comprising bond material based on cellulose acetate and reinforcing natural cellulose fibers, a process for the production and the use thereof. United States Patent, 16. 03. 1999 US Patent 5965633, REVOL, M. P. G.: Printing inks.United States Patent, 12. 08. 1999
54
US Patent 6060101, ERASMUS, U., COLLETT, R. M.: Dietary food supplement. United States Patent, 9.5. 2000 US Patent 6184272, FOELSTER, T., GREINER, R., SCHAEFER, D.: Fiber-reinforced molded plastic part and process for its manufacture. United States Patent, 06. 01. 2001 US Patent 6444022, KRISHNAN, R., CZEBOTAR, M. T., BABIJ, H.: Water based offset lithographic printing ink. United States Patent, 03. 09. 2002 US Patent 6833399, KHAVKINE, M., ISMAN, B.: Flowable flax bast fiber and flax shive blend useful as reinforcing agent. United States Patent, 21. 12. 2004 US Patent 6872674, WILLIAMS, F. W., ELLERY E. E.: Composite structure. United States Patent, 29. 03. 2005 US Patent 20070264365, ARNEBRANT,T ., ELOFSSON, U., LARSSON, K.: Linseed Extract for Xerostomia Treatment. United States Patent Application, 15.11. 2007 US Patent 7449525, PALMESE, G. R., LA SCALA, J. J., SANDS, J. M.: Multi-modal vinyl ester resins, United States Patent, 11. 11. 2008 WO 1993/016707, O´MULLANE, J. E., HAYTER. J. P.: Linseed mucilage. WIPO – Patent, 2.9. 1993 WO 2001/038445, GHIOGHIU, A., HARDWICK, B. A., BATISTATOS, O., NEMETH, J.: Intaglio printing inks. WIPO – Patent, 31.05.2001 WO 2002/014441, MORADIAN, E.: Rust preventive coating composition. WIPO – Patent, 21.02.2002 WO 2002/077114, KIM, J. H.: Composition of natural resin for reducing dry time and manufacturing method of the same an composition of natural paint having the same. WIPO – Patent, 3.10.2002 WO 2002/090464,VECHT, A., SILVER, J., DAVIES, D. A., TITLER, P.: Phosphor layers for electroluminescent panels and methods of their manufacture. WIPO – Patent, 14.11.2002 WO 2003/063806, MAYNE, J. R., ROH-SCHMIDT, H.: Topical anti-infalmmatory compositions and methods of reducing inflammation. WIPO – Patent, 30. 1. 2003 WO 2003/057785, YAP, N. K.: Security ink. WIPO – Patent, 17.07.2003 WO 2004/012753, CREDE, H., HANS, R.: Pharmaceutical composition containing blafl cumin oil, flax oil and borago oil. WIPO – Patent, 12.02.2004 WO 2005/047370, DRZAL, L. T.,MISRA, M., MIYAGAWA, H., MOHANTY, A. K.: Bio – based epoxy, thein nanacomposites and methods for making those. WIPO – Patent, 26.05.2005
55
WO 2005/049749, ORRANGE, T.: Scratch removal composition and method. WIPO – Patent, 02.06.2005 WO 2006/010063, HAYES, R. A.: Sulfonated aromatic copolyesters containing hydroxyalkanoic acid groups and shaped articles produced therefrom, WIPO – Patent, 26.01.2006 WO 2006/130031, MOISESCU, I., STAN, L.: Paste- plaster for indoor finishing of buildings and method for its preparation. WIPO – Patent, 07.12.2006 WO 2007/025782, VAN RAEMDONCK, J.: Method for preparing thermosetting or thermoplastic polymer or eleastomer composites that are reinforced with natural fibers, and thein multiple applications as construction material. WIPO – Patent, 08.03. 2007 WO 2007/011961, AHMED, A., MATHIS, C., WEBB, G., JAARSMA, S.: Environmentally friendly yarn and fabric. WIPO – Patent, 25.01.2007 WO 2007/029045. FÖGLEIN, F.: Demucilaged flax sprouts and thein by-product as well as production and application thereof. WIPO – Patent, 15.03.2007 WO 2007/047999, ROBERTS, D. H., GANGEMI, J. D., SMITH, D. W.: Composite polymeric materials from renewable resources. WIPO – Patent, 26.04.2007 WO 2007/051577. NAPIER, J. A., SAYANOVA, O., VENEGAS CALERON, M.: Method for the production of γ-linolenic acid and/or stearidonic acid in transgenic brassicaceae and linaceae. WIPO - Patent, 10.05.2007 WO 2007/059107, PAZHIANUR, R., MODARESSI, H., SMITH, F. H.: Agricultural adjuvant compositions, pesticide compositions, and methods for using such compositions.WIPO – Patent, 24.05.2007 WO 2007/147256. MEESAPYODSUK, D., QIU, X.: Fatty acids hydroxylases and uses thereof. WIPO- Patent, 22.6. 2007 WO 2007/079353. DEROCHER, J., NGUYEN, T.: Increased seed size and seed numer through transgenic over expression of a growth and/or development related gene durign early embryo development. WIPO – Patent, 12.07.2007 WO 2007/076599, NARINE, S., SPORNS, P., YUE, J.: Bioplastics, monomers thereof, and processes for the preparation thereof from agricultural feedstocks. WIPO – Patent, 12.07.2007 WO 2007/147256. MEESAPYODSUK, D., QIU, X.: Fatty acids hydroxylases and uses thereof. WIPO- Patent, 22.6. 2007 WO 2007/089575, JONES, G. K., BLAND, D. G., MUSHABEN, T. G., GERWE, N. A.: Microporous breathable building and construction materials comprising coated woven and/ or nonwoven fabrice, and method. WIPO – Patent, 09.08.2007
56
WO 2007/118812, BRUN, G.: Composition for dyeing keratin fibres, comprising an electrophilic monomer, a hydrophobic direct dye and a liquid organic solvent. WIPO – Patent, 25. 10. 2007 WO 2007/124064, RANDINELLI, T., SALPIETRA, J.: Disposable grease filter for air filtration systém and method of manufacturing same. WIPO – Patent, 01.11.2007 WO 2007/134842, WEIRICH, H.: Environmentally – friendly oil binding agent for use on liquids and land. WIPO – Patent, 29.11.2007 WO 2008/003632, BANOWSKI, B., MEINE, G., COX, B.: Disinfectant skin care product. WIPO – Patent, 10.01.2008 WO 2008/049402, SUSILO, R.: Nail varnish remover for cosmetic and medical applications. WIPO – Patent, 02.05.2008 WO 2008/065866, KURATA, J.: Insulating polymeric-material composition. WIPO – Patent, 05.06.2008 WO 2008/083322, BEXELL, J. A.: Flax based fuel pellet and method of manufacture. WIPO – Patent, 10.07. 2008 WO 2008/098525, HANEČKA, L.: The sand mixture for the production shaped pieces on the basis of fine grained aluminum granulate or its alloys. WIPO – Patent, 21.08.2008 WO 2008/105798, SEAMES, W., AULICH, T.: Method for cold stable biojet fuel. WIPO – Patent, 04.09.2008 WO 2008/119867, HUKKANEN, J., VIRTANEN, K.: Product, such a paint for protecting structure materials, WIPO – Patent, 09.10.2008 WO 2008/135333, LAHN, W., SCHEFFLER, K. H., TRUMMER, H., MENZ, M., MAYER, K.: Non-freezing fabric softener. WIPO – Patent, 13. 11. 2008 WO 2008/150947, DIAS, T. C., ALMEIDA, D. F., LIN, S.: Silicone copolymers and elastomers derived from natural oils. WIPO – Patent, 11.12.2008 WO 2009/003946, BOUZELOC, S., LECOMTE, J. P.: Foamable compositions. WIPO – Patent, 08. 01. 2009 WO 2009/017866, MAES, D., MOHAMMADI, F., CZARNOTA, A., MAMMONE, T., DECLERQ, L., QU, L., ZECCHINO, J.: Cosmetic compositions containing resveratrol derivatives. WIPO – Patent, 05. 02. 2009 WO 2009/023416, MAES, D. H., MAMMONE, T., GOLDGRABEN, K.: Cosmetic methods and compositions for repairing human skin. WIPO – Patent, 19. 02. 2009
57
WO 2009/038875, MAES, D. H., DECLERQ, L., CORSTJENS, H. A.: Cosmetic compositions containing alpha glucosidase inhibitors and methods of use. WIPO – Patent, 26. 03. 2009 WO 2009/043991, DAL FARRA, C., DOMLOGE, N., BOTTO, J. M.: Use of an aktive principle from flax for use in a composition for activating cytochrome c. WIPO – Patent, 09.04.2009 WO 2009/048746, LENTINI, P. J., GIACOMONI, P. U.: Self- tanning cosmetic compositions and methods. WIPO – Patent, 16.04.2009
58
