Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav zakládání a pěstění lesů

Zvyšování výtěžnosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

2007/2008

Marie Mařáková

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Zvyšování výtěžnosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.

Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne: …………………………

……………………… podpis studenta

1

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

2

Zvyšování výtěžnosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance. Marie Mařáková Abstrakt: Úkolem práce bylo ověřit možnosti stimulace osiva smrku ztepilého a borovice lesní dlouhodobě uloženého v genové bance. U jmenovaných dřevin se experimentálně zjišťoval vliv máčení, máčení v okysličované vodě a studené stratifikace na energii klíčení, klíčivost a vzcházivost. Výhodou zmíněných způsobů předosevní přípravy je možnost použití i v běžné lesnické praxi. Jako optimální se u smrku i borovice na zvýšení energie klíčení projevila studená stratifikace. Máčení a máčení v okysličované vodě podstatně stimulovalo klíčivost semen u smrku ztepilého. Naopak borovice lesní na tyto ošetření nereagovala. Vzcházivost semen se však u sledovaných vzorků nepodařilo zvýšit žádným ze sledovaných způsobů předosevní přípravy.

Klíčová slova: osivo, předosevní příprava, stimulace, energie klíčení, klíčivost

Increase emergence rate of seeds, which were storage in gene bank for a long time.

Abstract: The assignment of this work was to verify possibilities of invigoration of Norway spruce and Scots pine seeds, which were storied in gene bank for a long time. At this named tree species, trials were conducted to determine the effect of soaking in water, soaking in water saturate of oxygen and moist prechilling on germination energy, germination and emergence rate. Benefit of these mentioned techniques of presowing treatment are possible to apply in standard forest practices. The moisture prechilling for Picea and Pinus seeds appeared as an optimal technique for increasing the germinate energy. Germination seeds of Norway spruce were significantly stimulated by the technique of soaking in water and soaking in water saturate of oxygen. Conversely the Scots pine does not respond to mentioned treatments. The emergence rate didn’t increase by neither of studied techniques of presowing treatments at these monitored samples of seeds.

Key words: seeds, presowing treatment, invigoration, germination energy, germination

3

OBSAH: 1. ÚVOD A CÍL PRÁCE

5

2. LITERÁRNÍ PŘEHLED

6

3. MATERIÁL A POUŽITÁ METODA

17

3.1 MATERIÁL

17

3.2 POUŽITÉ METODY 3.2.1 Příprava oddílů osiva 3.2.2 Zkouška klíčivosti (stanovení energie klíčení a klíčivosti) 3.2.3 Půdní klíčivost (vzcházivost) 3.2.4 Statistické hodnocení

19 19 20 21 22

4. VÝSLEDKY

23

4.1 OSIVO SMRKU ZTEPILÉHO (Picea abies/L./KARST.) 4.1.1 Zkouška klíčivosti 4.1.2 Půdní klíčivost (vzcházivost)

23 23 27

4.2 OSIVO BOROVICE LESNÍ (Pinus sylvestris L.) 4.2.1 Zkouška klíčivosti 4.2.2 Půdní klíčivost (vzcházivost)

30 30 34

5. DISKUZE

37

6. ZÁVĚR

44

7. SUMMARY

45

8. PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY

46

4

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

5

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

6

genotypů, přičemž se předpokládá, že uložené osivo bude moci být v žádanou dobu opět použito k vypěstování sadebního materiálu a zalesňování. Má-li genová banka plnit své poslání, tzn. zachování genofondu, je nezbytné, aby osivo v bance reprezentovalo pokud možno co nejdokonaleji genetickou diversitu dané populace, tedy aby zahrnovalo i ty alely, které se vyskytují vzácně a s nízkou frekvencí. Tento požadavek banka neplnila dokonale, protože osivo, které bylo na návrh VÚLHM Jíloviště-Strnady zařazováno bezúplatně do banky, pocházelo z běžných provozních oddílů a je otázkou, nakolik dokonale reprezentovalo genetickou variabilitu zachovávaných populací. Navíc od roku 1992 došlo ke změně vlastnických vztahů, zařazování nových vzorků do banky se zkomplikovalo a uvedený model již neodpovídal současným možnostem a potřebám. Uvedené důvody patrně přispěly k tomu, že Pokynem GŘ č. 6 z roku 1995 ustanovily LČR s účinností od 1.9.1995 banku osiva regionálních populací u LČR. Statut banky byl doplněn pokynem ŘVTÚ č. 12/95 k provozu banky osiva regionálních populací lesních dřevin u LČR. Podle něj návrhy na zařazení jednotlivých populací vypracovávají specialisté pro genofond po konzultaci s VÚLHM. Banka preferuje vzorky osiva uznaných jednotek fenotypové třídy A a B, ale připouští i možnost zařadit vzorky osiva z porostů fenotypové třídy C, zvláště u extrémních a jinak významných stanovišť, kde populace není dostatečně porosty třídy A a B representována. Je stanoveno, že pro sběry osiva do banky se využívá především plných, případně středních úrod a povinnost sbírat osivo minimálně z 50 náhodně vybraných stromů. Také v tomto případě se při sběru počítá s vedením podrobné evidence údajů o původu, ale i dalších doplňujících informací, které by mohly mít v budoucnu význam. Určitou dobu tedy existovaly v České republice dvě banky osiva. K 12.10.2005

ztratila závaznost

Instrukce

MLVH o

bance lesního

osiva

(č.j.10984/ORLH/284/OPV/85) a MZe dalo souhlas na vyskladnění zásob semene uloženého v bance. Jak již bylo zmíněno na začátku práce, osivo je v bance uloženo v delším časovém horizontu (20 až 30 let). V průběhu skladování však v semenech probíhají jisté degenerativní změny označované jako stárnutí. Rychlost, s jakou proces stárnutí probíhá, závisí na podmínkách, ve kterých je semeno uloženo. Volbou vhodných podmínek navozujících stav anabiózy, můžeme tento proces zpomalit, ale nikdy ho nemůžeme zcela zastavit. Nelze proto vyloučit, že v průběhu skladování může docházet k jisté selekci (tj. snižování životnosti a následnému vylučování určitých genotypů), případně

7

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

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

60

Co a zářením

elektronovým urychlovačem, nebyl potvrzen vliv na zvýšení energie klíčení a klíčivosti dlouhodobě skladovaného osiva borovice lesní (DEBNÁROVÁ, 2006). Nicméně se jedná o metody použitelné pouze v malém měřítku a ověření těchto výsledků v praxi by bylo velmi nákladné a problematické.

9

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

došlo ke zvýšení energie klíčení a máčení trvající delší dobu nedoporučují, neboť se prokázalo jako nevhodné. KOCIĘCKI (1957 ex ZALĘSKI, 1995) navrhuje pro zvýšení klíčivosti a zlepšení rozvoje sazenic máčet osivo borovice ve vodě přes 3 hodiny a potom jeho skladování při teplotě 20 °C za stálého přístupu vzduchu, aniž bychom osivo zvlhčovali, do doby než se objeví první klíčky. Zcela opomíjenou otázkou zůstávala optimální doba osychání semene, jejíž stanovení je nutné v zájmu mechanizovaného výsevu a udržení klíčivosti osiva, zároveň i z důvodu zvýšení energie klíčení a klíčivosti. HRABÍ (1989) ve svých experimentech použila u osiva modřínu máčení v destilované vodě v laboratorních podmínkách při teplotě 20 až 23 °C a po uplynutí doby 24 a 48 hodin docílila zvýšení podílu plných semen až o 30 %. Optimální vliv na energii klíčení a klíčivost prokázalo máčení po dobu 24 hodin. Bylo dokázáno, že s prodlužující se délkou osychání průměrné hodnoty energie klíčení a klíčivosti vzrůstaly a u semene máčeného 24 hodin dosahovaly nejvyšších hodnot po 24 hodinovém osychání. Po zmíněné době byl obsah vody v semenech modřínu 15–17 %, což byla optimální hodnota pro dosažení maximální energie klíčení, klíčivosti a podílu mitoticky aktivních embryí, charakterizujících procesy embryonálního růstu. Po výsevu semen, který je při výše uvedeném obsahu vlhkosti možné provést i mechanizovaně, se ukázalo, že po 24 hodinovém osychání byla vyšší i výtěžnost osiva. HRABÍ (1990) také zkoumala vliv máčení na energii klíčení,

klíčivost a

cytologický stav embryí 8 let skladovaného osiva smrku ztepilého. Autorka doporučuje jako optimální předosevní přípravu ve všech aspektech máčení dlouhodobě skladovaného osiva smrku 24 hodin ve vodě a jeho následné osychání 12 až 24 hodin. Energie klíčení takto připraveného osiva dosahovala zhruba 15 %, zatímco u neošetřeného osiva byla nulová. Klíčivost i vzcházivost byla v porovnání s kontrolními vzorky v obou případech o 10 % vyšší. Obsah vody v předosevně připraveném osivu se pohyboval od 16 do 30 %. Ošetřené osivo bylo sypké a vyznačovalo se již zahájenými embryonálními růstovými pochody, proto byl nutný jeho neodkladný mechanizovaný výsev. DUŠEK (1997) uvádí, že u dlouhodobě skladovaného osiva je aktuální máčení semen ve vodě za účelem zvýšit obsah vody na požadovanou hladinu nabobtnání. Máčení ve vodní lázni po dobu 6 až 8 hodin těsně před síjí je podle autora vhodné u semen všech jehličnanů, stejně jako u semen olší, dubů a bříz. Nabobtnáním se zvětšuje objem semen (u borovice až o 10 %, douglasky 15 %, jedle a olše 20 %, smrku 11

30 %, modřínu 25 %) a krátké povrchové osušení semen na stinném místě bezprostředně před síjí obnovuje jejich sypkost a usnadňuje výsev. Nejnovější

poznatky

problematiky

předosevní

přípravy

dlouhodobě

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

12

stratifikace používat pro stimulaci semen borovice, která mají nedostatečně vyvinutá embrya a tím zvýšit jejich energii klíčení. BORNER et al. (1974 ex BERGSTEN, 1987) uvádí 3 hlavní požadavky pro úspěšné provedení stratifikace, a to: 1) nízkou teplotu (blízko bodu mrazu, která podporuje některé biochemické procesy, zabraňuje

klíčení

a

poškození

teplem

vznikajícím

při

respiraci

semen),

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

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

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

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

16

3. MATERIÁL A POUŽITÁ METODA 3.1 MATERIÁL K výzkumu bylo použito osivo smrku ztepilého (Picea abies /L./KARST.) a borovice lesní (Pinus sylvestris L.), které bylo dlouhodobě skladováno v bance osiva v Semenářském závodu LČR v Týništi nad Orlicí. Základní údaje o jednotlivých oddílech osiva jsou uvedeny v tabulkách č. 1 a 4.

Tab. č. 1: Označení a původ oddílů osiva smrku Označení osiva

Číslo uznané jednotky

Přírodní lesní oblast

SM–A

A-SM-241-13-7-PT

Šumava

SM–B

CZ-2-2A-SM-00223-40-6-T

Moravskoslezské Beskydy

SM–C

CZ-2-2A-SM-00125-28-5-M

Předhoří Hrubého Jeseníku

Rok sběru použitých oddílů osiva a výsledky zkoušky jakosti, stanovené semenářským závodem, uvádí tabulky č. 2 a 5.

Tab. č. 2: Kvalita a rok sběru použitých oddílů osiva smrku Označení

Čistota [%]]

Klíčivost [%]]

Abs. hmot. [g]]

Rok sběru

SM–A

97,9 %

57 %

7,491

1989

SM–B

97,7 %

94 %

8,635

1989

SM–C

93,7 %

72 %

7,070

1988

Absolutní hmotnosti kontrolních vzorků, které byly zjištěny na začátku experimentu, uvádí tabulky č. 3 a 6.

Tab. č. 3: Absolutní hmotnosti oddílů osiva smrku zjištěné vlastním rozborem Abs. hmot. [g]

SM–A

SM–B

SM–C

7,451

8,535

7,547

17

Tab. č. 4: Označení a původ oddílů osiva borovice Označení osiva

Číslo uznané jednotky

Přírodní lesní oblast

BO–A

A-BO-2-17-1-MB

Polabí

BO–B

A-BO-51-10-3-BN

Středočeská pahorkatina

BO–C

A-BO-312-17-1-RK

Polabí

Tab. č. 5: Kvalita a rok sběru použitých oddílů osiva borovice Označení

Čistota [%]]

Klíčivost [%]]

Abs. hmot. [g]]

Rok sběru

BO–A

99,5 %

60 %

5,835

1984

BO–B

97,8 %

64 %

6,368

1986

BO–C

99,0 %

70 %

5,588

1986

Tab. č. 6: Absolutní hmotnosti oddílů osiva borovice zjištěné vlastním rozborem Abs. hmot. [g]

BO–A

BO–B

BO–C

5,728

6,721

6,007

18

3.2 POUŽITÉ METODY Příprava oddílů osiva a zkoušky klíčivosti probíhaly v laboratorních podmínkách Ústavu zakládání a pěstění lesů LDF MZLU v Brně dle ČSN 48 1211 „Lesní semenářství–Sběr,

kvalita

a

zkouška

kvality

semenného

materiálu

lesních

dřevin“ (2006). Půdní klíčivost semen byla sledována v podmínkách lesní školky ŠLP ML Křtiny v Brně-Řečkovicích.

3.2.1 Příprava oddílů osiva Jednotlivé oddíly osiva obou sledovaných dřevin byly rozváženy na 4 stejné díly. Jeden díl sloužil jako kontrola a na zbývajících dílech byly testovány následující metody stimulace osiva.

• Studená stratifikace Nejdříve byly oddíly namočeny ve vodě o teplotě 3 až 5 °C a ponechány v chladničce při stejné teplotě po dobu 24 hodin. Po uplynutí této doby byla semena scezena přes sítko a stratifikována bez média v PE sáčcích v chladničce při teplotě 3 až 5 °C. V průběhu stratifikace, která probíhala po dobu 3 týdnů, byla semena pravidelně kontrolována a promícháním bylo zajištěno provzdušnění semen.

• Máčení semen Při použití této metody byla semena máčena po dobu 24 hodin ve vodě o teplotě 3 až 5 °C, což bylo dosaženo uložením nádob s vodou se semeny v chladničce.

• Okysličování semen Další díly osiva byly namočeny v nádobách a provzdušňovány akvarijními kamínky po dobu 24 hodin. Vše probíhalo v laboratorních podmínkách, kdy teplota vody dosahovala 20 °C.

Po předcházející přípravě jednotlivých dílů, byla semena pečlivě opláchnuta vodou a rozložena na filtrační papíry. Byla ponechána po dobu 24 hodin v laboratorních podmínkách, kde došlo k povrchovému oschnutí semen.

19

Přehled použitých variant u obou dřevin společně s termíny ošetření jsou uvedeny v tabulce č. 7.

Tab. č. 7: Termíny přípravy oddílů osiva smrku a borovice Dřevina

Picea abies

Pinus sylvestris

Označení

Způsob ošetření

Datum ošetření

S

stratifikace 3 týdny

11.4.2006

M

máčení 24 hodin

3.5.2006

O

Máčení + okysličování 24 hodin

3.5.2006

S

stratifikace 3 týdny

29.3.2007

M

máčení 24 hodin

18.4.2007

O

Máčení + okysličování 24 hodin

18.4.2007

varianty

3.2.2 Zkouška klíčivosti (stanovení energie klíčení a klíčivosti)

Po povrchovém oschnutí semen byly v zakličovně ústavu zakládání a pěstění lesů LDF MZLU v Brně dne 5.5.2006 (smrk ztepilý) a 20.4.2007 (borovice lesní) zahájeny zkoušky klíčivosti na Jacobsenových klíčidlech. Stanovení energie klíčení a klíčivosti proběhlo vždy dle ČSN 48 1211. Konečným cílem zkoušek bylo zjistit počet čistých semen, která za příznivých podmínek a za dobu stanovenou normou vyklíčí a pravděpodobně se vyvinou v normální a zdravé semenáčky. Průběh zkoušky klíčivosti byl totožný pro oba testované druhy dřevin. Z čistých semen všech oddílů a jednotlivých variant bylo náhodným výběrem odpočítáno 4×100 semen a tato semena byla zakličována na povrchu filtračního papíru. Papírový substrát byl uložen na textilní savé podložce a zakryt plastovým průhledným zvonkem. Délka zkoušky klíčivosti byla 21 dnů při střídavé teplotě (16 hodin ve tmě při teplotě 20±2 °C a 8 hodin na světle při teplotě 30±2 °C). Klíčidla byla průběžně kontrolována a každý 5., 7., 10. a 21. den byla zaznamenávána a odstraňována vyklíčená semena. Při každém počítání se zapisoval také počet abnormálně vyklíčených semen, jejichž klíčky nemají normální stavbu potřebnou pro růst a nejsou schopny pokračovat v dalším vývoji. I přes snahu udržení co nejvíce sterilního prostředí se po určité době objevily plísně, a proto

20

bylo třeba opatřit klíčidla novou vyvařenou textilní podložkou a filtračním papírem, na který se opět umisťovala ošetřená semena. Termín pro stanovení energie klíčení je u obou druhů dřevin 7. den a klíčivosti 21. den po zahájení zkoušky klíčivosti semen. Při ukončení této zkoušky se nevyklíčená semena vyhodnotila zkouškou řezem a byla zařazena dle kritérií stanovených normou ČSN 48 1211 do jednotlivých kategorií, jako semena svěží, u kterých je pravděpodobné, že vyklíčí v normální semenáček, semena mrtvá, neschopná vyklíčit v normální zdravý semenáček a semena prázdná. Po stanovení počtu prázdných semen byla zjištěna energie klíčení plných semen a klíčivost plných semen postupem opět stanoveným normou ČSN 48 1211. Tyto hodnoty byly vypočítány jako aritmetický průměr normálně vyklíčených čistých semen ze čtyř opakování za danou dobu od zahájení zkoušky klíčivosti, uvedené v procentech počtu všech zaklíčených plných semen.

3.2.3 Půdní klíčivost (vzcházivost)

Ve stejný den, kdy byla založena zkouška klíčivosti, proběhl i výsev v lesní školce v Řečkovicích. U smrku se tedy tento výsev uskutečnil 5.5.2006 a u borovice 20.4.2007. Z jednotlivých variant bylo odpočítáno 4×100 semen a dle dále uvedeného uspořádání řádků znázorněného v tabulce č. 8 ručně vyseto. Síje proběhla do předem připraveného rašelinového substrátu ve výsevních stolech. Povrch substrátu byl zarovnán, stlačen a byly vytvořeny rýhy. Řádky byly přehledně označeny, osety vždy 100 semen určité varianty a zasypány křemitým pískem v 0,5 cm vrstvě.

Tab. č. 8: Uspořádání řádků jednotlivých variant stimulace osiva

A K/1

A S/1

A M/1

A O/1

B K/1

…….

C K/1

……..

Poznámka: K……….kontrola

M……….máčení

S ……….stratifikace

O ……….okysličování

21

C O/4

Stoly byly po dokončení výsevu překryty rámy s drátěným pletivem, které měly zajistit ochranu proti ptactvu a textilií chránící semena před nadměrnou světelnou radiací. Závlahu v průběhu vzcházení zajišťovala pracovnice lesní školky podle potřeby.

V začátcích pozorování vzcházivosti byly klíční rostliny počítány a zapisovány každý druhý den a ke konci sledování se intenzita kontrol snižovala. Přesné termíny hodnocení půdní klíčivosti u jednotlivých druhů dřevin jsou uvedeny ve výsledcích práce.

3.3.4 Statistické hodnocení

U studovaných dřevin bylo ke zhodnocení výsledků energie klíčení, klíčivosti i vzcházivosti semen využito programu STATISTICA. V tomto programu bylo možné použít analýzu rozptylu (ANOVA), která patří v současné době mezi nejpoužívanější statistické techniky.

• Hodnocení energie klíčení a klíčivosti plných semen V tomto případě byla hodnocena data získaná při zkoušce klíčivosti na Jacobsenových klíčidlech pomocí jednofaktorové ANOVY. Výsledky jednotlivých stimulačních metod zde byly porovnávány s kontrolními vzorky při 95 % hladině významnosti.

• Hodnocení vzcházivosti semen Pro hodnocení půdní klíčivosti byla vybrána ANOVA s opakovanými měřeními, která zkoumala vliv určitého faktoru, což byla v našem případě použitá stimulační metoda a vliv času na tento faktor. Opět byla statistická průkaznost těchto výsledků hodnocena při 95 % hladině významnosti.

22

4. VÝSLEDKY 4.1 OSIVO SMRKU ZTEPILÉHO (Picea abies /L./KARST.) 4.1.1 Zkouška klíčivosti Za účelem ověření účinku stimulačních metod použitých při pokusech s dlouhodobě skladovaným osivem smrku ztepilého bylo důležité zjištění kontrolních výsledků zkoušky klíčivosti. Posledním počítáním normálně vyklíčených semen po 21 dnech od zaklíčení byla stanovena klíčivost u oddílu A 56 %, u oddílu B 93 % a u oddílu C 78 %. Porovnání výsledků použití metod na jednotlivé oddíly osiva smrku jsou uvedeny v grafech č. 1 a 2. Procentické zastoupení kategorií nevyklíčených semen se uvádí v tabulce č. 9. Výsledky statistického zhodnocení energie klíčení a klíčivosti u smrku ztepilého jsou uvedeny níže v tabulce č. 10.

Tab. č. 9: Výsledky zkoušky klíčivosti osiva smrku

Oddíl osiva

Energie Klíčivost klíčení [%]] [%]]

Nevyklíčená semena [%]] Svěží

Mrtvá

Prázdná

Energie klíčení plných semen [%]]

Klíčivost plných semen [%]]

AK

9

56

8

23

13

10

65

AS

33

55

11

26

8

36

60

AM

15

76

10

11

3

16

79

AO

20

85

8

7

0

20

85

BK

10

93

1

4

2

10

95

BS

67

96

1

2

1

68

97

BM

22

94

1

4

1

22

95

BO

27

95

1

3

1

27

96

CK

12

78

0

14

8

12

84

CS

66

84

1

10

5

69

89

CM

34

90

1

5

4

35

94

CO

25

89

1

7

3

26

92

23

• Energie klíčení plných semen v % K nejvyššímu nárůstu energie klíčení došlo u variant, které byly vystaveny studené stratifikaci semen po dobu 3 týdnů. Konkrétně u oddílu osiva A došlo ke zvýšení o 26 %, u oddílu B se jednalo již o 58 % vyklíčených semen více než u kontrolního vzorku a u oddílu C se zvýšila energie klíčení o 57 %. U osiva máčeného 24 hodin ve vodě o teplotě 3 až 5 °C nebyly zaznamenané změny tak výrazné. U oddílu A hodnota vzrostla o 6 % proti kontrolnímu vzorku, u oddílu B o 12 %. U oddílu C došlo k nejvýznamnějšímu navýšení o 23 %. Energie klíčení vzorků máčených ve vodě 20 °C teplé a okysličované, byla u oddílu osiva A vyšší o 10 %. U oddílu osiva B zareagovala semena na tuto stimulaci nejlépe a to navýšením o 17 %. U oddílu C se zjišťovaná hodnota zvýšila o 14 %.

• Klíčivost plných semen v % Při hodnocení vlivu použitých metod na zvýšení klíčivosti již neměla studená stratifikace po dobu 3 týdnů tak výrazný pozitivní účinek. Při porovnání kontrolních vzorků s výsledky této stimulace je patrné, že u oddílu A došlo dokonce ke snížení klíčivosti o 5 %. U oddílu B byla reakce již pozitivní, ale klíčivost se zvýšila pouze o 2 %. U oddílu C přinesla studená stratifikace nejlepší výsledky a to navýšení o 5 % oproti kontrolnímu vzorku. Metoda máčení vyvolala podstatné navýšení klíčivosti u studovaných vzorků. Konkrétně u oddílu A se jednalo o největší zvýšení klíčivosti o 14 %, u oddílu B byl výsledek 0 %, oddíl C zareagoval na stimulaci máčením zvýšením klíčivosti o 10 %. Klíčivost oddílů osiva máčeného v 20 °C teplé vodě, která byla okysličována, z celkového pohledu přinesla nejlepší výsledky ze všech použitých metod. Nejvyšší rozdíl byl dosažen u oddílu A, kdy došlo ke zvýšení klíčivosti o 20 % proti hodnotě zjištěné u kontrolního vzorku. U dalších dvou oddílů již nebylo zvýšení tak podstatné. U oddílu B se jednalo o 1 % a u oddílu C o 8 %.

24

Zkouška klíčivosti oddíl SM - A

Vyklíčená semena (%)

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AK

0

9

48

56

AS

11

33

52

55

AM

2

15

68

76

AO

3

20

76

85

Kontrolní dny

Zkouška klíčivosti oddíl SM - B

Vyklíčená semena (%)

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

BK

1

10

85

93

BS

35

67

95

96

BM

4

22

87

94

BO

7

27

91

95

Kontrolní dny

Zkuška klíčivosti oddíl SM - C

Vyklíčená semena (%)

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

CK

1

12

70

78

CS

38

66

84

84

CM

7

34

83

90

CO

7

25

85

89

Kontrolní dny

Graf č. 1: Průběh zkoušky klíčivosti u osiva smrku ztepilého v %

25

80 60 40 20 0

Máčení SM

100

5.

7.

10.

21.

AK

0

9

48

56

BK

1

10

85

CK

1

12

70

Vyklíčená semena (%)

Vyklíčená semena (%)

Kontrola SM

100

80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AM

2

15

68

76

93

BM

4

22

87

94

78

CM

7

34

83

90

Kontrolní dny

Studená stratifikace SM

100

100

80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AS

11

33

52

55

BS

35

67

95

CS

38

66

84

Vyklíčená semena (%)

Vyklíčená semena (%)

Kontrolní dny

Máčení + okysličování SM

80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AO

3

20

76

85

96

BO

7

27

91

95

84

CO

7

25

85

89

Kontrolní dny

Kontrolní dny

Graf č. 3. Srovnání účinků použitých variant na jednotlivé oddíly osiva smrku.

26

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

Zaznamenané počty vzešlých semen pro různé varianty u jednotlivých oddílů uvádí graf č. 3. V tabulce č. 10 jsou potom uvedeny výsledky statistického zhodnocení vzcházivosti osiva smrku.

27

Vzešlá semena oddíl SM - A

100

Vzcházivost (%)

80 60 40 20 0

13.den

17.den

19.den

20.den

24.den

27.den

33.den

Pr ůměr AK

2

20

25

27

36

38

39

Pr ůměr AS

5

12

16

17

17

17

18

Pr ůměr AM

4

18

26

28

32

35

35

Pr ůměr AO

1

21

27

30

36

38

38

Termíny hodnocení vzcházivosti semen

Vzešlá semena oddíl SM - B

Vzcházivost (%)

100 80 60 40 20 0

13.den

17.den

19.den

20.den

24.den

27.den

33.den

Pr ůměr BK

10

47

66

70

82

84

87

Pr ůměr BS

22

71

80

84

87

88

88

Pr ůměr BM

3

53

70

74

83

85

85

Pr ůměr BO

17

68

80

82

85

87

90

Termíny hodnocení vzcházivosti semen

Vzešlá semena oddíl SM - C

100

Vzcházivost (%)

80 60 40 20 0

13.den

17.den

19.den

20.den

24.den

27.den

33.den

Pr ůměr CK

3

41

52

59

70

71

74

Pr ůměr CS

16

47

58

61

69

70

72

Pr ůměr CM

11

57

70

74

82

85

87

Pr ůměr CO

9

58

70

75

77

78

79

Termíny hodnocení vzcházivosti semen

Graf č. 4. Nástup a průběh vzcházení semen osiva smrku 28

Tab. č. 10: Statistické zhodnocení energie klíčení, klíčivosti a vzcházivosti semen smrku ztepilého

Energie klíčení

Klíčivost plných

plných semen

semen

[%]

[%]

AK

10

65

39

AS

36 +

60 -

18 +

AM

16 -

79 +

35 -

AO

20 -

85 +

38 -

BK

10

95

87

BS

68 +

97 -

88 -

BM

22 +

95 -

85 -

BO

27 +

96 -

90 -

CK

12

84

74

CS

69 +

89 -

72 -

CM

35 +

94 +

87 +

CO

26 +

92 +

79 -

Metoda

Poznámka: - statisticky neprůkazný rozdíl + statisticky průkazný rozdíl (hladina významnosti 95 %)

29

Vzcházivost [%]

4.2 OSIVO BOROVICE LESNÍ (Pinus sylvestris L.) 4.2.1 Zkouška klíčivosti U osiva borovice lesní byla také zjištěna klíčivost kontrolních vzorků, aby bylo možné provést srovnání s účinky stimulace semen použitých metod. Za 21 dní od založení zkoušky klíčivosti normálně vyklíčilo u oddílu A 66 % semen, u oddílu B 79 % semen a u oddílu C se jednalo o 82 % vyklíčených semen. Grafy č. 4 a 5 uvedené níže zobrazují vliv stimulačních metod na oddíly osiva borovice. Energie klíčení plných semen a klíčivost plných semen jsou spolu s procenty nevyklíčených semen uvedeny v tabulce č. 11. Tabulka č. 12 dále uvádí výsledky statistického zhodnocení energie klíčení a klíčivosti u osiva borovice lesní.

Tab. č. 11: Výsledky zkoušky klíčivosti u osiva borovice lesní.

Oddíl osiva

Energie Klíčivost klíčení [%]] [%]]

Nevyklíčená semena [%]] Svěží

Mrtvá

Prázdná

Energie klíčení plných semen [%]]

Klíčivost plných semen [%]]

AK

4

66

15

18

1

4

66

AS

27

66

11

22

1

27

67

AM

6

65

14

20

1

6

66

AO

10

60

18

21

1

10

61

BK

7

79

14

7

0

7

79

BS

45

86

7

7

0

45

86

BM

18

76

15

9

0

18

76

BO

21

72

16

12

0

21

72

CK

10

82

10

7

1

10

82

CS

45

86

4

10

0

45

86

CM

19

84

6

9

1

19

85

CO

19

71

15

13

1

19

71

30

• Energie klíčení plných semen v % U osiva borovice lesní byl zaznamenán nejvyšší nárůst energie klíčení u semen stimulovaných metodou studené stratifikace po dobu 3 týdnů. U oddílu A byl tento nárůst 23 %, u oddílu B bylo zvýšení největší a to konkrétně o 38 %, u oddílu C došlo rovněž ke zvýšení, a to o 35 % proti kontrolnímu vzorku. Další dvě použité metody stimulace již nevyvolaly podstatné zvýšení energie klíčení. Při použití metody máčení, kdy bylo osivo ponořeno v chladné vodě po dobu 24 hodin, se projevilo zvýšení energie klíčení u osiva oddílu A o 2 %. Oddíl B reagoval na tuto stimulaci nejlépe a to zvýšením o 11 %. U oddílu C použitá metoda také prokázala pozitivní účinky a došlo ke zvýšení energie klíčení o 9 %. Stimulace máčením v teplé a okysličované vodě po dobu 24 hodin, měla rovněž kladný vliv na sledovanou hodnotu. U oddílu A byla energie klíčení vyšší o 6 % než u kontrolního vzorku. U oddílu B byl výsledek stimulace opět nejuspokojivější, protože u tohoto oddílu bylo dosaženo největšího navýšení a to o 14 % v porovnání s kontrolním vzorkem. Oddíl osiva C zareagoval navýšením opět o 9 % jako u stimulace máčením.

• Klíčivost plných semen v % Stejně, jako při hodnocení předešlého znaku, měla i na zvýšení klíčivosti plných semen největší vliv stimulace osiva studenou stratifikací po dobu 3 týdnů. Účinek metody můžeme posoudit při porovnání s kontrolním vzorkem, z čehož je patrné zvýšení klíčivosti u oddílu A pouze o 1 %. U oddílu B došlo k nejvýraznějšímu zvýšení této hodnoty a to dokonce o 7 %. U oddílu C byl zaznamenán nárůst klíčivosti o 4 %. Pokud porovnáme vliv metody máčení a okysličování s kontrolními vzorky, dojdeme k závěru, že konečnou klíčivost semen ovlivňují spíše negativně. U oddílu A byl výsledek metody máčením 0 %. U oddílu B měla stimulace za následek snížení klíčivosti o 3 %. Oddíl C jako jediný, zareagoval zvýšením o 3 % proti kontrolnímu vzorku. Stimulace semen máčením v okysličované vodě vedla u všech oddílů osiva borovice lesní k podstatnému snížení klíčivosti semen. U oddílu A klíčivost klesla o 5 % oproti kontrolnímu vzorku. Oddíl B reagoval snížením klíčivosti o 7 % a u oddílu C se jednalo dokonce o pokles klíčivosti o 11 %.

31

Vyklíčená semena (%)

Zkouška klíčivosti oddíl BO - A

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AK

2

4

27

66

AS

4

27

47

66

AM

2

6

27

65

AO

2

10

36

60

Vyklíčená semena (%)

Kontrolní dny

Zkouška klíčivosti oddíl BO - B

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

BK

1

7

39

79

BS

9

45

71

86

BM

1

18

53

76

BO

1

21

50

72

Vyklíčená semena (%)

Kontrolní dny

Zkouška klíčivosti oddíl BO - C

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

CK

0

10

56

82

CS

8

45

71

86

CM

1

19

50

84

CO

2

19

47

71

Kontrolní dny

Graf č. 4: Průběh zkoušky klíčivosti u osiva borovice a její výsledky v %.

32

80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AK

2

4

27

66

BK

1

7

39

CK

0

10

56

Vyklíčená semena (%)

Vyklíčená semena (%)

Kontrola BO

100

Máčení BO

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AM

2

6

27

65

79

BM

1

18

53

76

82

CM

1

19

50

84

Kontrolní dny

Studená stratifikace BO

100 80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AS

4

27

47

66

BS

9

45

71

86

CS

8

45

71

86

Vyklíčená semena (%)

Vyklíčená semena (%)

Kontrolní dny

100

Máčení + okysličování BO

80 60 40 20 0

5.

7.

10.

21.

AO

2

10

36

60

BO

1

21

50

72

CO

2

19

47

71

Kontrolní dny

Kontrolní dny

Graf č. 5: Srovnání účinků použitých variant na jednotlivé oddíly osiva borovice.

33

4.2.2 Půdní klíčivost (vzcházivost) Půdní klíčivost přináší výsledky o počtech vyklíčených semen jednotlivých oddílů ovlivněných působením venkovního prostředí. Tyto hodnoty jsou aritmetickým průměrem čtyř opakování a spolu s nástupem klíčivosti jsou zaznamenány v grafu č. 8. Počty vzešlých semen byly poprvé zaznamenány 19. den po zasetí v lesní školce v Řečkovicích. U metody studené stratifikace nemůžeme říci, že byl prokázán jednoznačně pozitivní účinek na vzcházivost osiva, protože byl zaznamenán pouze u dvou oddílů, které pocházejí z lesní oblasti Polabí. U oddílu A došlo ke zvýšení vzcházivosti o 2 % a u oddílu C o 4 %. Negativní účinek měla tato metoda na oddíl B, kdy došlo k podstatnému snížení vzcházivosti o 10 % v porovnání s kontrolním vzorkem. Metoda máčení měla u oddílů A a C zcela stejné výsledky jako u stimulace studenou stratifikací. V obou případech došlo ke zvýšení vzcházivosti. U oddílu B se v porovnání s kontrolním vzorkem snížila půdní klíčivost o něco méně než u metody stratifikace. Pokles vzcházivosti byl v tomto případě 7 %. Máčení semen v okysličované vodě přineslo při hodnocení půdní klíčivosti nejméně uspokojivé výsledky. U všech oddílů osiva došlo k poklesu oproti kontrolnímu vzorku. U oddílu A se jednalo o 6 %. Oddíl B měl nejhorší odezvu na tuto stimulaci a došlo ke snížení vzcházivosti o 14 %. U oddílu C byl pokles vzcházivosti také příliš velký, konkrétně o 12 %.

Zaznamenané počty vzešlých semen pro různé varianty u jednotlivých oddílů semen uvádí graf č. 6. Výsledky statistického zhodnocení vzcházivosti semen jsou uvedeny v tabulce č. 12.

34

Vzešlá semena oddíl BO - A

Vzcházivost (%)

100 80 60 40 20 0

19.den

21.den

24.den

26.den

28.den

31.den

34.den

Průměr AK

1

4

21

30

34

47

49

Průměr AS

10

15

37

42

46

51

51

Průměr AM

3

7

28

36

40

47

51

Průměr AO

4

7

21

29

32

40

43

Termíny hodnocení vzcházivosti semen

Vzešlá semena oddíl BO - B

Vzcházivost (%)

100 80 60 40 20 0

19.den

21.den

24.den

26.den

28.den

31.den

34.den

Průměr BK

3

10

36

46

50

63

68

Průměr BS

10

17

43

51

55

57

58

Průměr BM

2

5

26

36

42

59

61

Průměr BO

6

14

34

41

44

51

54

Termíny hodnocení vzcházivosti semen

Vzešlá semena oddíl BO - C

Vzcházivost (%)

100 80 60 40 20 0

19.den

21.den

24.den

26.den

28.den

31.den

34.den

Pr ůměr CK

3

6

29

38

43

53

58

Pr ůměr CS

6

13

40

50

52

61

62

Pr ůměr CM

5

10

41

49

52

58

62

Pr ůměr CO

4

8

28

33

36

42

46

Termíny hodnocení vzcházivosti semen

Graf č. 6: Nástup a průběh vzcházení semen osiva borovice

35

Tab. č. 12: Statistické zhodnocení energie klíčení, klíčivosti a vzcházivosti semen borovice lesní

Energie klíčení

Klíčivost plných

plných semen

semen

[%]

[%]

AK

4

66

49

AS

27 +

67 -

51 -

AM

6-

66 -

51 -

AO

10 +

61 -

43 -

BK

7

79

68

BS

45 +

86 +

58 -

BM

18 +

76 -

61 -

BO

21 +

72 -

54 -

CK

10

82

58

CS

45 +

86 -

62 -

CM

19 +

85 -

62 -

CO

19 +

71 -

46 -

Metoda

Poznámka: - statisticky neprůkazný rozdíl + statisticky průkazný rozdíl (hladina významnosti 95 %)

36

Vzcházivost [%]

5. DISKUZE Přirozenou délku života semen ovlivňuje mnoho vnějších i vnitřních činitelů. Důležitými vnitřními činiteli jsou např. dědičné vlastnosti, propustnost semenných obalů a v neposlední řadě stupeň zralosti. Z vnějších činitelů ovlivňujících délku života můžeme jmenovat např. prostředí, kde je semeno uloženo, klimatické činitele nebo průběh počasí během dozrávání. Po opadu pak dále působení vlhkosti prostředí, teploty, světla, přítomnost plynů, mikroflóry a mikrofauny (KOLEKTIV AUTORŮ, 1989). Pokud bychom chtěli ovlivnit přirozenou délku života semen, musíme navodit v semenu stav anabiózy, čímž zpomalíme životní pochody, které v něm probíhají a tím také zpomalíme proces stárnutí. CROCKER a BARTON (1955; 1964 ex KOLEKTIV AUTORŮ, 1989) považují dosažení popsaného stavu za příčinu dlouhověkosti některých semen v půdních podmínkách. Této skutečnosti se využívá při dlouhodobém skladování osiva v klimatizovaných skladech, ale i v bankách osiva. I při zpomalení životních

pochodů

v semenu

však

můžeme

při

skladování

zaznamenat řadu

morfologických, fyziologických a biochemických změn, které jsou nevratné a vedou přes snižování energie klíčení, poklesu klíčivosti a další zhoršování kvality semen až ke ztrátě životnosti. V průběhu skladování dochází ke snížení vitality, které se projevuje snížením rychlosti klíčení, tzn. poklesem hodnoty energie klíčení. Semena se sníženou vitalitou také citlivěji reagují na podmínky klíčení. Při zkoušce klíčivosti jsou potom takováto semena za optimálních podmínek schopna vyklíčit, ale ve stresových podmínkách při výsevu do substrátu nebo na záhon obvykle nevzejdou a následkem je nízká výtěžnost osiva. Má-li být skladované osivo z banky osiva racionálně využito, je třeba zvýšit jeho vitalitu. Požadovaného efektu se dá dosáhnout některými způsoby předosevní přípravy. Proto je pro hospodárné využití lesního osiva zapotřebí věnovat náležitou pozornost jeho přípravě před vlastním výsevem, tj. vytvořit vhodné a potřebné podmínky pro vyklíčení semen. Semena, která prošla předosevní přípravou klíčí ve vhodných podmínkách dříve, v hojnějším počtu a stejnoměrněji. Je několik způsobů předosevní přípravy a jejich použití se řídí dle toho, o jaká semena se jedná. U nedormantních semen vhodnou předosevní přípravou (máčením, předkličováním, stimulací apod.) zkrátíme jejich dobu klíčení v půdě tj. urychlíme jejich vyklíčení, případně i zvýšíme půdní klíčivost (vzcházivost).

37

Při některých pokusech se semeny, za účelem zvýšení klíčivosti pomocí chemických látek, hnojiv, stimulátorů, antibiotik apod., se zmíněné látky do semene dostávají většinou ve vodném roztoku. I při zkouškách účinnosti světla a záření na klíčivost semen je třeba zvýšit v semenech před aplikací obsah vody, aby byla semena citlivější. Jedním z nejdůležitějších předpokladů pro začátek klíčení je tedy dostatečný obsah vody v semenu. V našich experimentech jsme ověřovali metodu máčení, máčení s okysličováním a studenou stratifikaci. Všechny uvedené metody patří mezi fyziologické ošetření, při kterém dochází různým způsobem k hydrataci semen s cílem zvýšit jejich vitalitu. Máčení je nejdostupnější a finančně nenáročný způsob stimulace semen, proto se touto metodou zabývalo mnoho autorů. Kladný vliv máčení na dlouhodobě skladované osivo smrku potvrdila např. HRABÍ (1990), která doporučila jako optimální předosevní přípravu máčení po dobu 24 hodin ve vodě a následné 12 až 24 hodinové osychání. Autorka uvedla, že u ošetřeného osiva dosáhla v porovnání s kontrolou zvýšení energii klíčení o 15 % a klíčivosti o 10 %. DEBNÁROVÁ (2006) rovněž doporučila u dlouhodobě skladovaného osiva smrku ztepilého dobu máčení 24 hodin s následným volným 24 hodinovým vysoušením semen při teplotě 20 °C, kdy dosáhla v průměru zvýšení energie klíčení o 19 % a klíčivosti osiva o 13 %. Odlišné výsledky u máčení však zjistil PANKOVIČ (1995), který neprokázal zcela přesvědčivý stimulační vliv na zvýšení laboratorní energie klíčení a klíčivosti osiva. Zároveň se zmínil, že jednotlivé provenience osiva smrku reagovaly odlišně. V experimentu

provedeném

v rámci

bakalářské

práce

bylo

dosaženo

u sledovaných oddílů smrku ztepilého odlišných výsledků. U oddílů A a C bylo docíleno zvýšení klíčivosti v porovnání s hodnotami kontrolních vzorků především u metod máčení a okysličování. Máčení zvýšilo u oddílu A klíčivost o 14 % a oddíl C reagoval na tuto stimulaci zvýšením klíčivosti o 10 %. Z praktického hlediska je ale důležitější vzcházivost semen v přírodních podmínkách prostředí. HRABÍ (1990) při svém studiu stimulace máčením dosáhla kromě zvýšení klíčivosti i podstatného zvýšení vzcházivosti u osiva smrku, a to o 10 %. Máčení tedy doporučila jako optimální způsob předosevní přípravy, kterým se dá dosáhnout nejen zvýšení klíčivosti, ale i podstatného zvýšení produkce. ŠMELKOVÁ (2004) zkoumala také vliv máčení po dobu 24 a 48 hodin na dlouhodobě skladované osivo smrku. Nejdříve u vzorků stanovila energii klíčení, která byla u semen skladovaných 3 roky 50 % a u semen skladovaných 14 let již pouhých 6 % s čímž 38

pravděpodobně souvisela i velmi nízká vzcházivost kontrolních vzorků, která byla o 2/3 nižší než u osiva skladovaného pouze 3 roky. Autorka nepotvrdila při své studii kladný vliv máčení. Metoda stimulace měla opačný efekt a působila negativně nejen na dlouhodobě skladované osivo, ale i na semena skladovaná pouze 3 roky. V tomto případě však autorka jako příčinu nízké vzcházivosti uvádí možnost, že ztráta životnosti semen byla pravděpodobně zapříčiněna nevhodnými podmínkami při jejich skladování a nebo skutečnost, že semeno nemělo potřebnou kvalitu pro dlouhodobé skladování. V rámci experimentu se potvrdil kladný vliv na vzcházení semen pouze u oddílu C, kdy došlo k významnému nárůstu o 13 % proti kontrolnímu vzorku a u kterého byla metoda máčení také nejúspěšnější. Přestože se zvýšení vzcházivosti u jmenovaného oddílu prokázalo jako statisticky významné, nelze ze získaných výsledků stimulaci máčením pro lesnickou praxi doporučit. Máčení v okysličované vodě mělo na klíčivost podobný vliv jako předcházející metoda. U oddílu A došlo ke zvýšení klíčivosti o 20 % a u oddílu C se klíčivost zvýšila o 8 %. Metoda máčení i máčení v okysličované vodě, tedy statisticky významně zvýšila klíčivost u zmíněných oddílů smrku ztepilého. Na počet vzešlých semen se výše uvedená metoda neprojevila natolik příznivě, jako u klíčivosti semen. U oddílu A se hodnota vzešlých semen snížila o 1 % v porovnání s kontrolním vzorkem. U oddílu B toto zvýšení dosáhlo 3 % a u oddílu C 5 %, což jsou výsledky z praktického hlediska zcela zanedbatelné. U všech sledovaných oddílů měla v našem experimentu zásadní vliv na zvýšení energii klíčení plných semen smrku ztepilého studená stratifikace po dobu 3 týdnů. U sledované dřeviny došlo konkrétně u oddílu A ke zvýšení o 26 %, u oddílu B se jednalo již o 58 % vyklíčených semen více než u kontrolního vzorku a u oddílu C se zvýšila energie klíčení o 57 %. Na zvýšení klíčivosti neměla studená stratifikace významný vliv. Stratifikaci bez média u semen jehličnanů doporučuje GORDON (1976 ex GORDON, 1992), který navrhuje ošetřené osivo ukládat raději v klimatizovaných skladech nebo v chladících zařízeních než ve stratifikačních jamách ve školkách. Výhodou používání stratifikace bez média je, že můžeme v těchto zařízeních přesně kontrolovat teplotu a povrchové oschnutí semen. Dalším pozitivním efektem metody je podle autora rychlé a stejnoměrné vzcházení síjí. U studené stratifikace byl v našem případě pozorován vliv na rychlost vzcházení, což se projevilo na počtu semen zaznamenaných na začátku vzcházení síjí. Prokázanou výhodou u stratifikace bez média je stejnoměrná klíčivost, což potvrzuje 39

i náš experiment. Rozdíl ovšem není natolik velký, aby byl ze statistického hlediska významný. V tomto okamžiku lze pouze konstatovat, že studená stratifikace měla u osiva smrku ztepilého kladný vliv jen na zvýšení rychlosti v počáteční fázi vzcházení semen, ale v konečném efektu se projevila negativně na počty vzešlých semen, což je nejvíce patrné u oddílu A, kdy bylo snížení počtu rostlin dokonce statisticky významné.

U další zkoumané dřeviny–borovice lesní–někteří autoři popsali také negativní působení máčení na klíčivost semen. SIMANČÍK a BERTA (1964) se zaměřili na studium vlivu máčení semen borovice lesní ve vodě, aby zjistili možnou dobu máčení semen bez zhoršení klíčivosti ve vztahu k teplotě, intenzitě dýchání a k dynamice přeměny uhlohydrátů. Autoři ve svém výzkumu prokázali, že nemáčená semena měla o 10 % vyšší klíčivost než máčená, což by znamenalo velkou finanční ztrátu, a proto nedoporučili semena borovice máčet. U osiva borovice nebyly v našem experimentu dosaženy přesvědčivé výsledky. Oddíl A na máčení nereagoval, u oddílu B mělo máčení za následek snížení klíčivosti o 3 % a u oddílu C bylo zaznamenáno nepatrné zvýšení klíčivosti plných semen o 3 % proti kontrolnímu vzorku. Vliv máčení semen borovice před výsevem sledoval KANTOR (1955 ex SIMANČÍK a BERTA, 1964), který tím urychlil klíčení semen ve školce a zvýšil půdní klíčivost. ŠTOCHLOVÁ (1998) naopak ve své práci nedoporučuje metodu máčení k předosevní přípravě dlouhodobě skladovaného osiva borovice lesní. Metoda máčení měla u oddílů A a C zanedbatelný vliv na zlepšení vzcházivosti. U metody A došlo ke zvýšení o 2 % a u oddílu C o 4 %. Opačných výsledků bylo dosaženo u oddílu B, kde se v porovnání s kontrolním vzorkem snížila vzcházivost o 7 %. Experiment tedy nepotvrdil kladný vliv máčení na vzcházivost osiva borovice. Jedním z možných vysvětlení zmíněného neúspěchu může být fakt, že bylo ke stimulaci použito dlouhodobě skladované osivo, se kterým KANTOR při svých studiích nepracoval. PFLÜGER (1875 ex SIMANČÍK a BERTA, 1964) zjistil, že anaerobní dýchání je prvním normálním stupněm aerobního dýchání. Namočením semen do vody za určité teploty se vytváří podmínky pro zesílení jejich dýchání, což se projevuje zvýšenou tvorbou CO2 a spotřebou O2. Ponořením semen do vody se však snižuje i přístup atmosferického kyslíku, tzn. současné ztížení přechodu z anaerobního dýchání na

40

aerobní. Pokračování anaerobního dýchání zvyšuje spotřebu zásobních látek, což se v jeho pokusu projevilo silným poklesem hladiny cukrů v semenech. Semena smrku ztepilého a borovice lesní jsou poměrně bohatá na tuky. U smrku ztepilého se obsah tuků pohybuje okolo 35 % a u semen borovice lesní okolo 31 % (NĚMEC, 1948 ex SIMANČÍK a BERTA, 1964). Současně s čerpáním zásob cukrů dochází v semenech k aktivaci enzymů, které přeměňují tuky na cukry. K přeměně mastných kyselin na cukry je potřebný kyslík (mastné kyseliny obsahují méně kyslíku jak cukry), proto i dýchací kvocient (CO2 : O2) u klíčících olejnatých semen je nižší než 1 (KRETOVIČ, 1952 ex SIMANČÍK a BERTA, 1964). Autoři

SIMANČÍK,

BERTA

(1964)

si

vysvětlují

pokles

klíčivosti

u namočených semen ve vodě, jako následek rychlého spotřebování nahromaděných rezervních cukrů a zhoršení předpokladu pro jejich další získání z olejnatých zásobních látek při ztíženém přístupu kyslíku, což se projevilo při delším máčení zvýšenou hodnotou dýchacího kvocientu. Proto jsme v další metodě použili akvarijní kamínky, kterými jsme po celou dobu máčení zvyšovali obsah kyslíku ve vodě. Je pozoruhodné, jak na máčení s okysličováním zareagovalo osivo borovice lesní. Na rozdíl od smrku ztepilého přineslo máčení v okysličované vodě nejhorší výsledky. U oddílu A klesla klíčivost o 5 %, u oddílu B o 7 % a u oddílu C se jednalo dokonce o snížení klíčivosti o 11 %. Metoda máčení v okysličované vodě měla stejně jako u máčení negativní vliv, protože došlo u všech oddílů v porovnání s kontrolními vzorky k poklesu množství vzešlých semen. U oddílu A se vzcházivost snížila o 6 %. Oddíl B prokázal nejhorší výsledek, kdy došlo ke zhoršení vzcházivosti o 14 %. U oddílu C byl pokles podobně velký a vzcházivost se u oddílu C snížila o 12 %. Při našem experimentu se tedy nepotvrdila hypotéza, že dodávání kyslíku při máčení semen borovice může zlepšit reakci na máčení. Na stimulaci studenou stratifikací reagovalo osivo borovice vysokým nárůstem energie klíčení. U oddílu A se zjišťovaná hodnota zvýšila o 23 %, u oddílu B o 38 % a u oddílu C došlo ke zvýšení o 35 % v porovnání s kontrolním vzorkem. Na klíčivost měla studená stratifikace po dobu 3 týdnů také pozitivní účinek. U oddílu A došlo k nepatrnému zvýšení této sledované hodnoty o 1 %, u oddílu B o 7 % a u oddílu C o 4 %.

41

Klíčení je složitý biochemický proces, při kterém za spolupůsobení vody, tepla, vzduchu a dalších činitelů dochází k přeměnám organických látek do stavu, kdy mohou být v roztocích přijímány buňkami embrya a vést tak k nepřímému buněčnému dělení. Teplota je tedy dalším důležitým faktorem, který mohl ovlivnit výsledky výzkumu, jak při laboratorní zkoušce klíčivosti, tak i půdní vzcházivosti v lesní školce ŠLP ML Křtiny v Brně-Řečkovicích. Klíčení i ostatní životní pochody mohou probíhat v poměrně úzkém teplotním rozpětí, a to mezi 0–40 °C. Při zkoušce klíčivosti je stanoveno normou ČSN 48 1211 střídání teplot 16 hodin ve tmě při teplotě 20±2 °C a 8 hodin na světle při teplotě 30±2 °C. Z důvodu poruchy zařízení nebylo předepsané střídání teplot dodrženo a proto mohlo dojít k ovlivnění výsledku této zkoušky. Na vzcházivost semen v přírodních podmínkách školky působilo mnoho faktorů, které jsou při zkoušce klíčivosti v laboratoři vyloučeny. Důležitou podmínkou nutnou k vyklíčení semen je teplota. Nedormantní semena, kam patří i smrk a borovice, začínají klíčit při teplotách +10 až 12 °C. Protože studie obou použitých dřevin neprobíhaly ve stejné době, mohly být ovlivněny průběhem počasí v daném roce. Z uvedeného důvodu bylo nutné zjistit, zda nemělo počasí vliv na vzcházení semen. Podklady získané z meteorologické stanice v Brně-Tuřanech (V.–VI. 2006) a meteorologické stanice Arboretum MZLU v Brně (IV.–V. 2007) sloužily pro vyhodnocení dat, na jejichž základě lze konstatovat, že: V květnu i červnu 2006 byl průběh počasí teplotně i srážkově zcela normální a proto byl optimální pro vývoj semenáčků. V měsíci dubnu 2007 byly průměrné denní teploty silně nadnormální a experiment s půdní klíčivostí mohl začít o celých 15 dnů dříve než v roce 2006. Rok 2007 se projevil extrémně také z hlediska spadlých srážek. V dubnu roku 2007 byly naměřené srážky mimořádně podnormální a byla nutná od začátku pokusu umělá závlaha vodou. Následující měsíc probíhal velmi podobným způsobem. Nadprůměrné teploty a srážkový úhrn silně pod normálem měly za následek, že bylo nutné neustálé zavlažování. Z důvodu špatného odvodnění výsevních stolů, však pravděpodobně došlo k přemokření a následnému úbytku klíčních rostlin. Dostatek kyslíku je dalším důležitým faktorem působícím na klíčení. Proto se můžeme setkat s případy, kdy hluboko vysetá semena, i pokud mají v půdě optimální vlhkost a teplotu, nemusí vyklíčit. Na nedostatek kyslíku jsou semena různých druhů dřevin různě citlivá. Takže hloubka výsevu semen může ovlivnit vzcházení vysetých

42

semen. Např. semeno modřínu vzchází velmi špatně, když je vyseto hlouběji než 0,5 cm na rozdíl od borovice, která ještě dobře vzchází i z hloubky 1 cm. Významným činitelem, který může značně ovlivnit průběh klíčení a bezpochybně se podepsal na počtu vyklíčených semen jsou mikroorganismy. Tyto mikroorganismy jsou totiž většinou příčinou hnilobných procesů. V našem případě se v průběhu zkoušek objevily plísně, což bývá i při dodržení co největší sterility běžné a s velkou pravděpodobností ovlivnily i konečný výsledek zkoušky klíčivosti. GORIAN et al. (2007) uvádí velikost semene v rámci jednotlivých druhů, jako důležitý faktor působící na řadu kvalitativních vlastností semene. Při porovnání výsledků klíčivosti u kontrolních vzorků s jejich absolutní hmotností semen, lze pozorovat lineární závislost, kdy se zvyšující se absolutní hmotností semen vzrůstá i podíl vyklíčených semen. Tento jev je možné sledovat i ve vztahu absolutní hmotnosti a vzcházivosti semen. Předosevní

příprava semen

různých

druhů

lesních

dřevin

je

důležitým

a

nepostradatelným činitelem při pěstování semenáčků v lesních školkách. Má značný vliv jak na kvantitu pěstovaných semenáčků, tak i na jejich kvalitu. Urychluje vzcházení semenáčků, prodlužuje jejich vegetační období, což v podstatě znamená zkrácení doby nezbytné k jejich vypěstování. Všechny tyto aspekty jsou významné při použití geneticky cenného osiva z genové banky. Z dosažených výsledků při studiu metod stratifikace, máčení a máčení v okysličované vodě, jako způsobu stimulace osiva smrku ztepilého a borovice lesní dlouhodobě skladovaného v bance osiva, nelze žádnou z těchto jmenovaných metod doporučit ke zvýšení výtěžnosti těchto semen. Nicméně je nutno podotknout, že výsledky experimentu mohly být ovlivněny původem a délkou skladování použitého osiva. Oddíly smrku i borovice pocházely z banky lesního osiva, která byla 12.10.2005 zrušena a nelze s určitostí prokázat, zda osivo nepocházelo z běžných provozních oddílů a nebo jestli mělo dostatečnou kvalitu pro dlouhodobé skladování. V doporučené literatuře nebylo také nikde uvedeno, že by některý z autorů použil ke svému experimentu osivo stejného stáří jako v našem případě, kdy bylo zejména osivo borovice lesní u oddílu A skladováno 23 let a u oddílu B a C 21 let a proto není možné porovnat účinky stimulačních metod u zmíněného osiva.

43

6. ZÁVĚR Cílem předložené práce bylo studium možnosti zvýšení klíčivosti a vzcházivosti osiva dlouhodobě skladovaného v genové bance za pomoci studené stratifikace, dále metodou máčení a máčení s okysličováním. Osivo smrku ztepilého (Picea abies /L./KARST.) bylo u oddílů A a B skladováno 17 let a u oddílu C po dobu 18 let. Osivo borovice lesní (Pinus sylvestris L.) bylo v případě oddílů B a C uloženo v genové bance 21 let a u oddílu A 23 let. U sledovaných dřevin byla kromě energie klíčení a klíčivosti v laboratorních podmínkách současně sledována i půdní klíčivost osiva vysetého v přírodních podmínkách. Z reakce jednotlivých druhů dřevin na různé metody stimulace lze vyvodit tyto závěry:

Smrk ztepilý 1) Studená stratifikace statisticky významně zvýšila energii klíčení osiva. 2) Klíčivost osiva se prokazatelně zvýšila použitím metod máčení a máčení v okysličované vodě u oddílů A a C. 3) Studená stratifikace negativně ovlivnila vzcházivost semen. 4) Semena smrku začala vzcházet o 5 dnů dříve než semena borovice.

Borovice lesní 5) Studená stratifikace statisticky významně zvýšila energii klíčení také u osiva borovice. 6) U oddílu B studená stratifikace významně zvýšila klíčivost osiva. 7) Metoda máčení v okysličované vodě negativně ovlivnila klíčení i vzcházení osiva.

I když bylo při aplikaci metod stimulace dosaženo u některých oddílů statisticky významného zvýšení klíčivosti a vzcházivosti, z hlediska praktického se nejedná o zvýšení podstatné, a proto nelze uvedené metody pro osivo z genové banky doporučit.

44

7. SUMMARY In storage seeds in seeds bank, which is serves to gene pool preservation trees species with presume, that storage seeds will be again used for cultivated of planting stock and reforestation at desirable time. The result of grow old seeds is decrease their vigour and quality, which are prove on decrease of seedling production at seeds, which were storage for a long time. In order to trials were conducted to determine the effect of soaking in water, soaking in water saturate of oxygen and moist prechilling the seeds of Norway spruce (Picea abies/L./Karst.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.) storage in gene bank for a long time on germination energy, germination and emergence rate. The seeds were soaking in water for 24 hours at the temperature of 3–5 °C. In this work were used also technique, where the seeds were soaking in water saturate of oxygen for 24 hours at the temperature of 20 °C. Moist prechilling was as last studied technique, when the seeds were soaking in water for 24 hours at the temperature of 3–5 °C and then the seeds were leaved in the refrigeration for 3 weeks in polyethylene bags. The seeds were after previous treatment of seeds for 24 hours under laboratory conditions. In this work the effects of the treatments were tested by standard germination tests on Jacobsen apparatus. At the same time, emergence rate was determined in forest nursery in Brno-Řečkovice. Moist prechilling was showed as optimum technique of increase germinate energy after what results were evaluated. At monitoring value was got to significant increase for these studied tree species. Germination seeds of Norway spruce was significantly stimulated by the technique of soaking in water and soaking in water saturate of oxygen. Conversely the Scots pine is not responded on mentioned treatments. Emergence rate was not been succeed increase neither of studied techniques of presowing treatments at these monitoring samples of seeds.

45

8. PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY BERGSTEN, U., 1987. Incubation of Pinus sylvestris L.and Picea abies L.(Karst.) seeds at controlled moisture content as an invigoration step in the IDS metod. Dissertation, Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Silviculture, 98 s. DEBNÁROVÁ, G., 2006. Ako zvýšit energiu klíčivosti dlhodobo skladovaného osiva ihličnatých drevín? In: Aktuálne problémy lesného škôlkárstva, semenárstva a umelej obnovy lesa 2006. Zborník referátov z medzinárodného seminára, ktorý se konal 22.–23.3.2006 v Liptovském Mikuláši, s. 99–104. DOWNIE, B., 1999. Upgrading seed duality of conifer seed lots: The how and Glimpses of the why. In: 19th annual meeting forest nursery association of British Columbia „The Seedling Triangle“, Vancouver, BC, s. 6–19. DUŠEK, V., 1997. Lesní školkařtví–základní údaje. vydání 1. Písek, Matice lesnická, 139 s. FOREJTEK, J., HLAVOVÁ, Z., 2001. Třicet let Semenářského závodu v Týništi nad Orlicí. Lesnická práce, 80, č. 7, s. 314–315 GORDON, A. G., 1992. Seed Manual of Forest Trees. Bulletin 83, Forestry Commission, 132 s. GORIAN, F., PASQUINI, S., DAWS, M.I., 2007. Seed size and chilling affect germination of Larix decidua Mill. seeds. Seed Science and Technology, 35, s. 508–513. HRABÍ, L., 1989. Předosevní příprava semene modřínu evropského (Larix europaea LAM. DC.) máčením. Lesnictví, 35, č. 2, s. 131–142. HRABÍ, L., 1990. K předosevní přípravě dlouhodobě skladovaného osiva smrku. Zprávy lesnického výzkumu, 35, č. 3, s. 5–8. JURA, V., 1968. Stimulace semene modřínu evropského (Larix decidua Mill.) a olše šedé (Alnus incana L. Moench). Sborník Vysoké školy zemědělské v Brně (řada C), 37, č. 4, s. 305–320. Kolektiv autorů, 1989. Zakládání lesů (přednášky I.). [Skripta]. Vysoká škola zemědělská v Brně, 130 s. Kolektiv autorů, 2007. Atlas podnebí Česka. ČHMÚ Praha, Univerzita Palackého Olomouc, 255 s. KLABZUBA, J., KOŽNAROVÁ, V., VOBORNÍKOVÁ, J., 1999. Hodnocení počasí v

46

zemědělství. ČZU Praha, 125 s. MACHANÍČEK, J., 1983. Poznatky z dlouhodobého skladování lesního osiva. In: Celostátní semenářsko–šlechtitelská konference, Sborník referátů, 26.–27.5.1983 v Deštné v Orlických Horách, s. 81–85. PANKOVIČ, R., 1995. Ověření možnosti stimulace klíčení dlouhodobě skladovaného osiva smrku. Diplomová práce. MZLU. LF VŠZ Brno, 52 s. PALÁTOVÁ, E., 1999. Banky genů lesních dřevin. In: kolektiv autorů. Lesní semenářství a šlechtění lesních dřevin, vydala Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 92 s. SIMANČÍK, F., 1962. Spôsob zvýšenia čistoty semien niektorých konifér. Lesnícky časopis (Zvolen), 8, č. 5, s. 337–341. SIMANČÍK, F., 1965. Klíčivosť semien niektorých konifer v závislosti od rýchlosti klesania semien vo vode. Lesnícky časopis (Zvolen), 11, č. 1, s. 61–70. SIMANČÍK, F., 1968. Laboratórne dočisťovanie semien smrekovca máčením vo vode. Lesnícky časopis (Zvolen), 14, č. 5, s. 465–474. SIMANČÍK, F., 1985. Možnosti netradičného čistenia semien lesních drevín. Zprávy lesnického výzkumu, 30, č. 4, s. 15–17. SIMANČÍK, F., BERTA, F., 1964. Účinky vody pri máčaní semien borovice sosny (Pinus sylvestris L.). Lesnický časopis, 10, č. 8, s. 733–741. ŠMELKOVÁ, Ľ., 2004. Stimulácia klíčivosti dlhodobo skladovaných semien ihličnatých drevín. In: Aktuálne problémy lesného škôlkarstva a semenárstva 2004. Zborník referátov z medzinárodného seminára 17.–18.3.2004 v Liptovském Hrádku. LVÚ, Zvolen, s. 99–104. ŠTOCHLOVÁ, L., 1998. Ověření možnosti stimulace klíčení dlouhodobě skladovaného osiva borovice lesní. Diplomová práce. LDF MZLU v Brně, 50 s. ZAŁĘSKI, A., 1995. Nasiennictwo leśnych drzew i krzewów iglastych. Warsazawa, Wydawnictwo Świat, 177 s. ČSN 48 2121: Získávání plodů a semen lesních dřevin, 1956. ČSN 48 1211: Lesní semenářství–Sběr, kvalita a zkouška kvality semenného materiálu lesních dřevin, 2006. Denní přehled počasí ČHMÚ, č. 181 (58), s. 121–181. ČHMÚ: Dlouhodobé normály klimatických hodnot za období 1961–1990 [online] citováno 15. dubna 2008. Dostupné na World Wide Web: 47