ŽIVOTNÍ PROJEVY DETERIOROVANÉHO OSIVA JEČMENE

Living manifestations of deteriorated barley seed

Ing. Hana Honsová

Doc. Ing. Václav Hosnedl, CSc.

Katedra rostlinné výroby, ČZU v Praze

Abstract

The research followed the reaction of three spring barley varieties from 4 localities on their deterioration during three years. Deterioration of seed was regulated by the environmental temperature and moisture according to the accelerated ageing test. The spring barley seed reach very fast and sensitively on the conditions occuring its deterioration and convected vigor decrease. Laboratory and field seed manifestations were studied - such as: standard laboratory germination, laboratory germination at overwetting the germination bed by water or hydro-peroxide, germination in hydro-peroxide, laboratory emergency in different temperatures and field emergency. Deterioration influences living seed manifestation - such as the decrease of germination energy and germination rate and increase in the sensitivity od environmental conditions during germination and emergency. The highely vigorous seed better resist to stress conditions. Also the different varieties sensitivity on the deterioration was found out. The influence of year, variety and seed origin was ascertained. Spring barley belongs to the crops with a high sensitivity of grains on the oxygen insufficiency during the germination and emergency processes.

seed, barley, deterioration, germination, emergency, vigour

Základním životním projevem semen je schopnost klíčit. Klíčení a jeho rychlost závisí jak na vlastní kvalitě semen, tak na podmínkách prostředí (voda, teplota, vzduch) na straně druhé. I semena s vysokou výchozí klíčivostí však mohou při skladování v nevhodných podmínkách životaschopnost rychle ztrácet. Ztrátě klíčivosti semen v osivu předchází snížená rychlostí klíčení, růstové deformace a zejména lze očekávat zvýšenou citlivost semen na podmínky prostředí při klíčení.

V semenářské praxi se sice zpravidla jedná pouze o krátkodobé skladování osiv, význam ve speciálních případech má však i skladování dlouhodobé. I zde je zásadním požadavkem zachování vysoké úrovně klíčivosti. Ve všech případech jsou rozhodujícími faktory dlouhověkosti semen snížená teplota skladovacího prostředí a nízká vlhkost semen. Obecně platí, že snížení vlhkosti semen o 1% se na uchování jejich klíčivosti projeví stejně jako snížení teploty přibližně o 5 oC (Harrington, 1973).

Stárnutí osiv (deteriorace) souvisí s vitalitou osiva. Semena o vysoké vitalitě stárnou pomaleji. Na tomto principu jsou založeny některé testy vitality, např. test urychleného stárnutí (TUS). Podstatou testu je hodnocení rozdílů mezi klíčivostí semen před expozicí zvýšené teploty a vlhkosti a po expozici těchto limitních podmínek. Pokud se klíčivost příliš nezmění, lze usuzovat na vysokou vitalitu osiva, naproti tomu u osiva málo vitálního dojde k výraznému poklesu klíčivosti (TeKrony, 1995). Problémem TUS je dodržení přesně stanovených podmínek stárnutí pro všechny hodnocené partie osiva. Dalším faktorem, který může výrazně ovlivnit výsledky tohoto testu vitality, je následný proces dehydratace semen po expozici podmínkami testu. Semena za vysoké vlhkosti prostředí hydratují dle běžných fyzikálních zákonů a jejich vlhkost narůstá. Právě kontrola procenta vlhkosti semen na konci působení stanovených podmínek teplotních a vlhkostních je podle TeKrony (1995) velmi významným kritériem toho, zda test proběhl za standardních podmínek.

Cílem našeho výzkumu bylo stanovit změny v reakci osiva jarního ječmene o snížené vitalitě (deteriorovaného) na podmínky prostředí při klíčení. Testy urychleného stárnutí byly vhodnou metodou k urychlení procesu stárnutí a změně vitality osiva modelových odrůd.

Metodika

Základem hodnocení bylo vytříděné osivo jarního ječmene (na sítě 2,2 mm) ze sklizní roků 1995 - 1997, odrůd Akcent, Forum a Amulet, původem ze čtyř agroekologicky odlišných lokalit ČR (Jaroměřice, Staňkov, Krásné Údolí a Branišovice 1996-97 resp. Chrlice 1995). Byly porovnávány dvě varianty osiva:

1. N - osivo ze sklizně běžného roku

1. TUS - osivo vystavené podmínkám řízeného stárnutí (relativní vlhkost 100%, teplota 41 oC, expozice 48 hodin). Velmi významným požadavkem této přípravy osiva je shodný průběh deteriorace vzorků, k jehož kontrole dle principu TeKrony (1995) byla hodnocena vlhkost obilek po expozici teploty a vysoké relativní vlhkosti (ta musela dosahovat rozmezí hodnot 28 - 30 %). Osivo bylo následně ponecháno vyschnout přirozenou cestou v laboratorních podmínkách na standardní vlhkost.

Klíčení osiva bylo studováno jako vztah kvality obilek ke kvalitě prostředí (obsah vody, nedostatek kyslíku, teplota). Základní schéma představovalo porovnání klíčení ve standardních teplotních a vlhkostních podmínkách s klíčením v podmínkách zvýšené vlhkosti. Podmínky standardního testu laboratorní klíčivosti byly: písek zavlažený vodou na 60% vodní jímavosti + filtrační papír, na který se zakládaly obilky, teplota 20 oC.

Stresové podmínky dalších testů byly dány laboratorní klíčivostí při přemokření lůžka (zavlažení lůžka na 100% vodní jímavosti), laboratorní vzcházivostí při 15 oC a 20oC a polní vzcházivostí. Varianty laboratorní klíčivosti při 100% zavlažení lůžka 0,75% roztokem peroxidu vodíku a zkouška klíčivosti v 0,75% roztoku peroxidu vodíku umožnily vyjádřit význam kyslíku při klíčení osiva různé kvality. V biologických testech byla energie klíčivosti vyhodnocována odpočtem vyklíčených semen po 4 dnech a laboratorní klíčivost po 7 dnech, energie laboratorní vzcházivosti po 7 dnech a laboratorní vzcházivost po 14 dnech. U testů klíčivosti v roztoku peroxidu vodíku probíhala zkouška 4 dny a pak byl proveden odpočet vyklíčených obilek (během zkoušky byl roztok peroxidu vodíku po 2 dnech vyměněn za čerstvý). Polní vzcházivost osiva zahrnovala postupné výsevy přesného počtu obilek (4 x 100) v intervalu 14 dní.

Výsledky a diskuse

Tříleté výsledky prokázaly u čerstvého osiva, při vysokých hodnotách laboratorní klíčivosti za optimálních podmínek (97,8 až 99%) a při malé variabilitě klíčivosti mezi osivem různého původu, velmi vysokou citlivost obilek ječmene na přemokření lůžka. Při 100% zavlažení lůžka průměrná klíčivost neošetřeného osiva poklesla v průměru na 45,9 %. Velké rozdíly byly zjištěny v závislosti na ročníku sklizně ječmene (tab. 2). Energie klíčení neošetřeného osiva v optimálních podmínkách byla ve všech případech rovněž velmi vysoká (nad 91 %), v podmínkách mokrého lůžka klesla v roce 1997 až na 12,7 % (tab. 1).

U deteriorovaného osiva (varianty TUS) docházelo ke snížení klíčivosti, výrazněji však ke zhoršení energie klíčení a to jak při vysoké vlhkosti lůžka, tak i za optimálních podmínek prostředí (tab.1 a 2).

Tab. 1: Vliv deteriorace na energii klíčivosti osiva (%)

Vysvětlivky: N - čerstvé osivo ze sklizně daného roku, TUS - osivo po řízené deterioraci v testu urychleného stárnutí (TUS)

Tab. 2: Vliv deteriorace na laboratorní klíčivost osiva (%)

Rozdíly ve výsledcích testů klíčivosti se zavlažením lůžka na 100 % vodní jímavosti slabým roztokem peroxidu vodíku a vodou prokázaly vysokou citlivost obilek ječmene k nedostatku kyslíku při klíčení. Při 100% zavlažení lůžka 0,75% roztokem peroxidu vodíku byla klíčivost obecně výrazně vyšší oproti 100% zavlažení vodou, ale nedosahovala hodnot testů s optimem vody na lůžku.

Byl zjištěn vliv ročníku a značný význam provenience osiva. Odrůdové rozdíly v reakci klíčení osiva za stresových podmínek prostředí svědčí o významu této odrůdové vlastnosti právě u ječmene. V námi sledované kolekci odrůd se nejmenší variabilita v klíčivosti za různých podmínek vlhkosti (v citlivosti na vodu) vyskytovala u odrůdy Forum (tab. 5).

Při hodnocení laboratorní vzcházivosti byly hodnoceny další faktory, vrstva substrátu (písek) nad obilkami a teplota prostředí při vzcházení. Tento, tzv. Hiltnerův test poměrně dobře vyjadřuje vitalitu osiva, jak je známo z literatury i z našich dřívějších pokusů (má poměrně dobrou korelaci s polní vzcházivostí). Proto také pokles vzcházivosti oproti klíčivosti byl u deteriorovaného osiva výraznější než u osiva čerstvého (tab. 3). Hlavním projevem menší vitality byla snížení energie vzcházení, zvýrazněná vzcházením při teplotě 15 oC. Praktické ověření výsledků laboratorních testů v polních podmínkách přineslo podobné závěry o významu vitality osiva. Na výsledcích se zde daleko významněji podílejí další podmínky prostředí (např. nedostatek vody, nižší teploty aj.).

Tab. 3: Vliv deteriorace na laboratorní vzcházivost osiva (%)

Tab. 4 Polní vzcházivost (%)

Záver

Osivo jarního ječmene velmi rychle a citlivě reaguje na podmínky vedoucí k jeho deterioraci a tím k poklesu vitality.

Stárnutí ovlivňuje životní projevy osiva - dochází k poklesu energie klíčivosti i klíčivosti a zvyšuje se citlivost na podmínky prostředí při klíčení a vzcházení. Vysoce vitální osivo lépe odolává stresovým podmínkám. Byla zjištěna rozdílná odrůdová citlivost na stárnutí osiva. Vitalitu osiva dále ovlivňují podmínky ročníku a původ osiva. Jarní ječmen náleží k plodinám s vysokou citlivostí obilek na nedostatek kyslíku při klíčení a vzcházení.

Literatura

Beewley,J.D. - Black,M., 1994.: Seeds. Physiology of Development and Germination. Plenum Press, New York

Harrington,J. F., 1973: Problems in seed storage. In: Heydecker, W.: Seed Ecology. London, Butterworths 1973: 251 - 265

TeKrony, D. M., 1995: Accelerated ageing. In: Van de Venter,H.A. (ed): ISTA vigour test seminar. Copenhagen, ISTA, pp. 53-72.

Tomer,R.P.S.- Maguire,J.D. 1990: Seed vigour studies in wheat. Seed Sci.and Technol., 18, 383-392

Tato práce byla řešena za podpory grantu GA ČR 521/96/0616

Tab. 5: Laboratorní klíčivost ( %) - citlivost odrůd na vodu (kyslík)