Alternativní metody ošetření osiva aneb vliv fyzikálního a biologického ošetření osiva na vývoj rostlin a výnos řepky ozimé

V rámci osmi obecných zásad IOR jsou pak uvedeny i biologické, fyzikální a další nechemické metody ochrany rostlin, které musí byt upřednostňovány před chemickými metodami v případě, že poskytují dostatečnou úroveň ochrany před škodlivými činiteli.

Tato problematika se pak týká i semenářství a produkce osiva, kdy osivo je mořeno fungicidy a insekticidy a moření osiva je považováno za jeden z velmi významných faktorů ovlivňující zdravotní stav porostu a výnos. Na druhou stranu moření osiva samo o sobě biologickou kvalitu osiva nezvýší, a i když je v současné době neopominutelným úkonem při výrobě osiva, je nutné je brát pouze jako pojistku při ošetření relativně zdravého osiva, které prošlo polním kontrolním procesem. Velmi diskutovanou otázkou v současné době je omezení používání některých druhů mořidel, zachování zdravotního stavu osiva a ochrana vzcházejících rostlin. Neméně významný je i fakt, že za stávajících podmínek pěstování, omezování osevních postupů, tlaků na snižování parametrů čistoty, je mnohdy obtížné produkovat kvalitní osivo.

Nové techniky a postupy použitelné pro ošetřování osiva

Moderní nanotechnologie a biotechnologie mohou pak nabídnout nové techniky a postupy použitelné pro ošetřování osiva a zvýšení kvality a biologické hodnoty osiva. Mezi tyto postupy patří využití nízkoteplotní plazmy jako způsobu fyzikálního ošetření a stimulace osiva (nanotechnologie) a kombinaci tohoto ošetření s klasickým chemickým mořením či ošetřením biologickým (biotechnologie).

Na pracovišti Zemědělské fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích je dlouhodobě pozornost věnována problematice biopreparátů, získávání autochtonních kmenů entomopatogenních a mykoparazitických hub a testování jejich biologické aktivy a vlivu na zvyšování biologické aktivity půdy a stejně tak je pozornost věnována technologiích nízkoteplotního plazmatu a možnosti ošetřování osiva. Jsou vyvinuty laboratorní aparatury umožňující ošetřování malých vzorků semen a celý technologický postup je pak ověřován v maloparcelkových pokusech u pilotních plodin (olejniny, jeteloviny, obiloviny, zeleniny) v rámci pokusných stanovišť v ČR a i ve spolupráci s UP Wroclaw, PL a University of York, UK. U řepky ozimé je pak technologie plazmového či duálního ošetřování osiva ověřována i poloprovozních a provozních pokusech ve spolupráci se šlechtitelskými a semenářskými firmami a zemědělskými podniky v Horažďovicích, Opavě a Sedlci. V tomto směru se jedná i o významnou aplikaci plazmových technologií v zemědělství v mezinárodním kontextu, kdy naše pracoviště ověřuje tento způsob ošetření osiva již i v provozních podmínkách.

Nízkoteplotní plazma (LTP) je technologie používaná po mnoho let a to zejména v chemickém průmyslu pro modifikaci fyzikálních a fyzikálně-chemických vlastností ošetřených látek, povrchů, mikročástic. LTP je také často používaná ve zdravotnictví pro sterilizaci zdravotnických nástrojů nebo pro zneškodňování nebezpečných biologických materiálů. V poslední době nachází tato technologie uplatnění také v rostlinné biologii a zemědělství. Jedna z prvních aplikací u rostlin se týkala vlivu LTP na přerušení dormance semen plevelů. Plazmové ošetření semen jako technika pozitivně ovlivňující klíčení semen byla publikována u řady zemědělských plodin, např. u pšenice, kukuřice a luskovin, olejnin. Obecně je uváděn pozitivní vliv na klíčení semen po plazmovém ošetření osiva, v některých případech byly zaznamenány pozitivní účinky i na růst rostlin v polních podmínkách, kdy byly pozitivně ovlivněny znaky jako rychlost růstu, výška rostlin, délka kořene nebo čerstvá hmotnost. Ošetření LTP ovlivnilo také odolnost semenáčků a rostlin stresu suchem u řepky olejky. Některé studie poukázaly i ovlivnění povrchu semen a eliminaci patogenů přenosných osivem. Nicméně většina dostupných a publikovaných dat se týká laboratorních pokusů či orientačních a maloparcelkových polních pokusů. Fyzikální – plazmové ošetření osiva je možné kombinovat se standardním chemickým moření, či biopreparáty nebo biostimulátory. V systémech integrované ochrany rostlin pak má významné postavení využití biopreparátů na bázi vláknitých hub. Ošetření osiva biopreparáty má pozitivní vliv na růst a vývoj rostlin, kdy je prokázáno potlačení původců onemocnění rostlin. Použití biopreparátů a cílená introdukce těchto pozitivně působících mikroorganismů do půdy má nejen přímý ochranný účinek, ale hraje důležitou roli také v stimulaci růstu rostlin v důsledku zvýšení dostupnosti živin a omezení ekologické niky pro rozvoj patogenních mikroorganismů či aktivace obranných mechanismů rostlin.

Tab.: Výnos semene řepky ve sklizňových letech 2015–2017

Příklady efektu plazmy při ošetření konkrétních rostlin

Na následujících příkladech jsou uvedeny efekty ošetření osiva ozimé řepky nízkoteplotní plazmou (případně v kombinaci s ošetřením biopreparáty). Cílem není plazmové ošetření postavit do role zázračné technologie, ale poukázat na možné pozitivní efekty a možnosti praktického využití tohoto způsobu ošetření osiva.

Jaký je vlastní efekt plazmy při ošetření osiva? LTP představuje proud iontů a radikálů s výrazným oxidačním efektem. Při kontaktu tohoto proudu iontů a reaktivních radikálů s povrchem semene dochází k oxidačním procesům, povrchové „sterilizaci”, ke změnám povrchové struktury a mikropoškozením osemení. To se projevuje v eliminaci spor hub na povrchu semene, ve změnách smáčivosti povrchu ošetřeného semene a rychlejším pronikání vody do semene. V ideálním případě pak tyto procesy vedou k urychlení klíčivosti či zvýšení procenta klíčivosti a rychlejšímu počátečnímu růstu (obr. 1 a obr. 2). Při ošetření osiva je třeba mít na zřeteli z teplotní efekt plazmového ošetření a vybalancovat podmínky pro ošetření osiva tak, aby naopak nedošlo ke snížení klíčivosti v důsledku neúměrného zahřátí semen.

Pozitivní vliv na klíčení a vývoj klíčních rostlin nebyl zaznamenán jen v laboratorních podmínkách při testech klíčivosti, ale i v polních podmínkách.

Technologie plazmového či duálního ošetřování osiva ověřována i poloprovozních a provozních pokusech s českými liniovými odrůdami řepky ozimé Cortes a Orex. Poloprovozní pokusy byly prováděny v letech 2014-2017 v ZOD Sedlec, plocha jedné varianty byla cca 3 000 m². Ošetření LTP, biopreparáty (Trichoderma virens a Metarhizium anisopliae) a kombinované ošetření osiva LTP + biopreparáty mělo pozitivní vliv na energii klíčení a rychlost počátečního vývoje rostlin, přezimování, počet větví na rostlině, počet a délku šešulí a ranost (nástup do kvetení a zralosti byl u ošetřených variant časnější). Pozitivní efekt se projevil v dobrém vývoji porostu a ve finále i ve vyšším výnosu.

V provozních pokusech, které byly v roce 2016/2017 prováděny rovněž v ZOD Sedlec na ploše cca 2 × 10 ha, bylo u varianty LTP dosaženo výnosu 3,19 t.ha^-1 a u kontrolní varianty 2,82 t.ha^-1, tj. oproti kontrole bylo dosaženo o 13 % vyššího výnosu semen.

Závěr

Fyzikální, resp. fyzikální a biologické ošetření osiva má vysoký potenciál při pěstování řepky. Zejména ve stresových podmínkách dochází nejen ke stimulaci klíčení a vzcházení rostlin, ale projevuje se i pozitivní efekt na navýšení výnosu semen. Ošetření osiv fyzikálními a biologickými postupy se jeví jako účinná alternativní metoda, která může být využita v rámci integrované ochrany rostlin.

Podrobná data a literatura použitá k vypracování tohoto příspěvku je dostupná u autorů.