Pšenica pre ekologický spôsob pestovania
Vďaka N hnojivám a krátkosteblovým odrodám pšenice s vysokým zberovým indexom sa zvýšili úrody a hoci sa znížila kvalita zrna zabezpečili sa potraviny pre narastajúcu populáciu a zabránilo sa tak sociálnym nepokojom a hladomoru, hoci napriek tomu i dnes minimálne 1 miliarda ľudí hladuje, t.j. každý šiesty obyvateľ zemegule.
Dusíkaté hnojenie, ktoré zabezpečilo zvýšenie úrod sa podieľa na zhoršovaní životného prostredia a to zhoršovaním kvality spodných vôd a oxidy dusíka sa podieľajú tiež na zvyšovaní skleníkového efektu. Na zabezpečenie trvalo udržateľného hospodárenia bez zhoršovania životného prostredia, rozvíja sa menej intenzívny systém hospodárenia, ekologický a low input systém. Úloha zabezpečiť dostatok potravín pre narastajúcu populáciu v podmienkach znižovania ornej pôdy a znižovania intenzity pestovania, dávok N bude zložitá aj preto, že nie sú k dispozícii odrody adaptované na nízke vstupy.
Odhaduje sa, že viac ako 95 % organickej rastlinnej produkcie je z odrôd, ktoré boli vyšľachtené pre konvenčné poľnohospodárstvo s vysokými vstupmi. Ostatné štúdie ukázali, že takéto odrody nemajú niektoré dôležité znaky, ktoré sa vyžadujú v ekologickom a low input systéme hospodárenia a to najmä toleranciu voči stresovým faktorom a limitujúcemu množstvu minerálnych živín. Preto najmä v zahraničí je na základe experimentálnych výsledkov zdôrazňovaná potreba šľachtenia odrôd vhodných pre ekologický systém pestovania, ktorý však predstavuje malé plochy a preto pre šľachtiteľské firmy je nízka motivácia aby investovali do takýchto odrôd.
Menej adaptované odrody pšenice sú čiastočne zodpovedné za nižšiu úrodu v ekologickom systéme v porovnaní s konvenčným pestovaním. Ekologické a low input poľnohospodárstvo vyžaduje geneticky diverzifikované odrody, aby sa zabezpečila stabilita úrody aj v menej priaznivých podmienkach. To je hlavný dôvod, prečo sa odporúča využívať krajové odrody. Organickí farmári v Európe sú aktívni vo výmene osív a pri in situ uchovávaní krajových a historických odrôd. V roku 2008 Európska komisia vydala špeciálne nariadenie 2008/62/EC pre uchovávanie takýchto odrôd, nakoľko odroda musí byť registrovaná v oficiálnom katalógu, pokiaľ je osivo predmetom výmeny alebo obchodu v EÚ.
Zvýšenie úrody v organickom systéme odrodami adaptovanými pre low input si bude vyžadovať priamu selekciu v rámci organických systémov, pretože ako ukazujú doterajšie výsledky nepriama selekcia v konvenčnom systéme je málo efektívna. Ani využitie nepriamych ukazovateľov alebo selekčných indexov pre simultánne šľachtenie na úrodu zrna a obsah bielkovín nie je efektívnejším ako priama selekcia na jednotlivé znaky v organickom systéme hospodárenia.
Dostupnosť N je hlavným limitujúcim faktorom v ekologickom poľnohospodárstve. Je to kritické pre produkciu pšenice, zvlášť ozimnej formy, kde obsah bielkovín je veľmi dôležitý pre jej pekárenskú a potravinársku kvalitu. Zlepšovať kvalitu bielkovín a pekárenskú kvalitu je možné len za predpokladu zvýšenia efektívnosti príjmu N v podmienkach jeho obmedzenej dostupnosti a následne efektívnejšou utilizáciou N pre tvorbu kvalitných bielkovín v zrne.
Na možnosti splnenia uvedeného cieľa ukazuje analýza doterajšieho pokroku v šľachtení obilnín. V ostatných rokoch bolo vykonaných veľa výskumov zameraných na analýzu zmien odrôd v priebehu šľachtenia a to najmä úrody a jej kvality, ale tiež aj z hľadiska účinnosti využitia živín. Pre tento účel sú využívané historické súbory odrôd.
Vo viacerých experimentoch sme porovnávali pokrok v utilizácii N. Uvádzame niektoré výsledky z historického súboru odrôd pšenice vyšľachtených a povolených od roku 1921 do 2003 na Slovensku (tab. 1).
Tab.1: Príjem a využitie N odrodami ozimnej pšenice
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Príjem N na rastlinu v nadzemnej biomase v klasení sa medzi odrodami pohyboval od 43,61 (Vanda) do 52,81 mg N.rastlinu-1 (Slovenská 777) (tab. 1) a s rokom povolenia odrody sa znižoval, v dôsledku čoho mali moderné odrody nižší príjem N na rastlinu ako staré odrody (r=-0,790++). Príjem N v slame sa pohyboval od 13,13 (Košútka) do 23,72 mg N. rastlinu-1 (Slovenská B) a s rokom povolenia odrody bol silný negatívny vzťah (r=-0,771++). Zníženie koncentrácie N v slame je významný šľachtiteľský pokrok v efektívnosti využitia N. Významné rozdiely medzi odrodami boli v príjme N v zrne. Najvyšší príjem N v zrne mala Košútka (50,52 mg.rastlinu-1) a najnižší Slovenská B (37,45 mg.rastlinu-1). Ako vidieť, zatiaľ čo príjem N v biomase v klasení a v zrelosti v slame s rokom povolenia odrody sa znižovali, naopak množstvo prijatého N v zrne sa s rokom povolenia odrody zvyšovalo (r=0,796++). Ani zvýšený príjem N moderných odrôd však nezabezpečil požadovanú kvalitu zrna vzhľadom na riedenie koncentrácie N vysokou úrodou zrna. V celkovom množstve prijatého N boli medzi odrodami nevýznamné rozdiely v biomase v zrelosti, v dôsledku čoho vzťah medzi rokom povolenia odrody a celkovým množstvom prijatého N bol veľmi slabý (r=0,345).
Zvýšenie genetického potenciálu úrody zrna bolo spojené s účinnosťou využitia N pre tvorbu úrody zrna, ktorá sa pohybovala od 22,8 (stará odroda Slovenská B) do 39,3 (moderná odroda Košútka) jednotiek zrna na jednotku príjmu N, zatiaľ čo pre celkovú biomasu sa pohybovala od 102,8 (Slovenská 777) do 93,7 (Vanda, tab.1).
Moderné odrody využili N pre úrodu zrna efektívnejšie ako staré odrody, čo sa odrazilo vo veľmi silnom vzťahu medzi účinnosťou využitia N pre úrodu zrna a rokom povolenia odrody (r=0,877++)(obr. 1a), ale opačne prijatý N bol lepšie využitý pre tvorbu biomasy starými odrodami ako modernými (obr. 1b). Korelačný koeficient s rokom povolenia odrody bol vysoký a negatívny (r=-0,678+).
| Obrázok 1: Vzťah medzi rokom povolenia odrody (R) historického súboru odrôd ozimnej pšenice a utilizáciou N pre zrno (a) a utilizáciou N pre biomasu (b) |
Ako je z prehľadu vidieť, problém ekologického hospodárenia sa dá koncentrovať do vzťahu úroda a kvalita verzus dusík. Doterajšie výsledky vo výskume a v praxi ukazujú, že medzi úrodou a koncentráciou N v zrne, od ktorého sa odvíja kvalita je záporný lineárny vzťah.
Naše výsledky ukazujú, že ekonomicky únosná úroda zrna sa môže získať aj pri obmedzenej aplikácii N, avšak bez intenzívneho N hnojenia nie je možné pri použití súčasných odrôd pšenice získať kvalitné zrno požadované pre potravinárske účely. Dobrá úroda zrna sa získa aj pri dávke 40 kg N, avšak požadovaný obsah N, bielkovín a mokrého lepku až pri dávkach N 120-150 kg.ha-1 (tab. 2).
Tab. 2: Priemerné hodnoty úrody zrna a ukazovateľov kvality ozimnej pšenice odrody Viginta za štyri roky podľa variantov hnojenia
|
Kvalita je závislá nielen od príjmu N ale aj od efektívnosti translokácie N, čo sa prejavuje v rôznej akumulácii N v slame v jednotlivých rokoch a odrodách. V roku 2006 pri málo efektívnej translokácii akumuloval sa N v slame na úkor obsahu N v zrne (tab. 3).
Tab.3: N koncentrácia (%) vo vegetatívnych a v generatívnych častiach rastlín ozimnej pšenice
|
Za takých podmienok aj odrody ako Zlatka, Renan a Tamaro vyznačujúce sa všeobecne vysokou koncentráciou N v zrne dosiahli požadovaný obsah bielkovín, len pri dávke N 100 kg.ha-1 avšak ostatné odrody ani pri dávke 200 kg (obr. 2).
| Obrázok 2: Koncentrácia N v zrne pri hnojení N1(0), N2 (100) a N3 (200 kg N.ha-1) v rokoch 2005 (vľavo) a 2006 (vpravo) pri odrodách ozimnej pšenice |
Problém je ako sme uviedli, v príjme a v utilizácii N, pričom exaktná selekcia na zvýšenie týchto parametrov je možná len v dvoch prostrediach (nízke a vysoké vstupy), čo si vyžaduje zvýšené náklady.
Záver
Moderné odrody pšenice nezodpovedajú všetkým požiadavkám a potrebám organického poľnohospodárstva. Preto viac pozornosti by malo byť venované šľachteniu špecifických odrôd adaptovaných na agronomické podmienky organických fariem a v súlade s filozofiou organického poľnohospodárstva. Odrody vhodné pre organický systém hospodárenia sa odlišujú v mnohých aspektoch od odrôd, ktoré sú využívané pri konvenčnom hospodárení.
Poďakovanie: Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-0197-10
Vystavené 27.11.2012
