SMĚRY SEMENÁŘSKÉHO VÝZKUMU VE SVĚTĚ

Dr.Ing.Pavel Horčička

Selgen - ŠS Stupice

Doc.Ing.Václav Hosnedl,CSc.

ČZU v Praze, Katedra rostlinné výroby

Semenářství, jako vědu o semeni lze rozdělit do dvou kategorií. V první skupině jsou semena využívána jako konvenční materiál pro výzkum obecných aspektů fyziologie rostlin, včetně molekulární biologie a biochemie. Druhá kategorie se snaží vysvětlit a pochopit funkce a chování semen. Zde se objevují práce, které se věnují nejrůznějším kuriozitám ze světa semen, ale zejména takové, které řeší praktické problémy v zemědělství, zahradnictví a lesnictví. Všechny uvedené kategorie profitují ze vzájemného kontaktu. Pravidelná mezinárodní sympozia s tematikou “semenářství” umožňují bezprostřední konfrontace nejnovějších výsledků, které lze ihned promítnout do dalšího základního výzkumu a do semenářské praxe.

Otázkami hodnocení a testování osiv se zabývají především sympozia organizovaná ISTA. V posledním období je hlavní pozornost soustředěna na otázky hodnocení zdravotního stavu, genetické čistoty a vztahu laboratorních testů k polní vzcházivosti osiva. Z publikovaných výsledků sympozia v Buenos Aires (McDonald, 1994) zaujalo svým obsahem shrnutí všech prezentovaných prací, věnovaných nejzákladnějšímu vztahu: životaschopnost - vitalita - polní vzcházivost. Opakovaně byla prokázána celková složitost interakce kvality semene a faktorů prostředí. Predikce polní vzcházivosti je vždy velmi obtížná a těžko lze dobře uspokojit očekávání jednotlivých uživatelů osiv. Přitom predikce vzcházivosti má v řadě případů přímo mimořádný význam. Může na ní záviset volba pěstební technologie plodiny (možnost výsevů na konečnou vzdálenost), u jiných plodin ji pěstitel nutně potřebuje ke stanovení termínu setí a výsevku (včasné výsevy na jaře) a v různém stupni může souviset s výnosem porostu (především u plodin s malou autoregulační schopností). Predikce vzcházivosti vždy ovlivní náklady na pěstování plodiny, a to nejen hodnotou výsevku (náklady na osivo), ale také potřebou následných opravných zásahů při regulaci chybně založeného porostu.

Složitost vztahů kvality semen a její odezvy na podmínky prostředí je tak velká, že ji nemůže komplexně vystihnout žádná jednotlivá ani komplexní testovací metoda. Složitost vztahů pramenící i rozmanitosti botanických druhů nedovoluje ani předním odborníkům a výzkumníkům poskytnout ucelené vysvětlení. Závažné je, že v důsledku uvedené složitosti vztahů semeno - prostředí, se nezískávají a ani nemohou získávat naprosto shodné výsledky při opakování testů anebo při jejich souběžném provádění různými analytiky. Navíc v semenářském výzkumu jsou často uplatňovány odlišné metodiky, které neumožňují srovnávat výsledky. Typickým příkladem jsou postupné kroky standardizace některých testů vitality (např. TUS). Vývoj nových metod testování kvality osiva, jejich standardizace a hodnocení vzájemných interakcí ve výsledcích jsou tak přirozenou potřebou. Rozhodující vliv na výsledky hodnocení kvality osiva mají skutečné vlastnosti semen (biochemický a fyziologický stav, mechanické nebo jiné poškození, mikroflóra), řídící faktory prostředí (voda, teplota, vzduch a světlo) a jejich vzájemné interakce. K hlavnímu řídícímu faktoru náleží voda, k níž je soustředěna největší pozornost a to i v souvislosti s předosevní úpravou semen využívající hydratace v širokém slova smyslu. Voda v těchto systémech může mít jak stimulační vliv na fyziologické pochody, tak i negativní účinky na klíčivost. Stálá pozornost na sympoziích ISTA je věnována hodnocení vitality osiva a to z pohledu jejího testování a vyjadřování i z hlediska faktorů, které ji ovlivňují.

11.- 15. září 1995 se uskutečnila za široké účasti odborníků z celého světa V. semenářská konference v Readingu (Anglie). Hlavními náměty referátů bylo pět klíčových problémů týkajících se semen a semenářství, které opět naznačily současné směry fyziologického výzkumu a to jak z pohledu základních poznatků, tak ve směru jejich uplatnění v praxi:

· vývoj semen a jejich tolerance k vysychání (přirozenému a sušením)

· dormance semen

· klíčení a vitalita

· ekofyziologie semen

· skladování a uchovatelnost

Vstupní blok referátů a posterů byl věnován nejzákladnějším otázkám, souvisejícím s vývinem semen a tolerancí k vysychání. Výsledky výzkumu vlivu sacharidů na toleranci semen k vysychání prezentoval Prof. Obendorf (Cornell University, USA). Stabilita membrán, skladovatelnost, tolerance k vysychání závisí nejen na množství jednotlivých cukrů, ale i na jejich vzájemném poměru, který se neustále mění spolu s vývojem semene. Toto téma rozvinul Prof. Come (University Pierre at Marie Currie, Francie) u pšenice (Triticum aestivum L.), u které studoval celkový metabolismus karbohydrátů ve vztahu k vyvíjejícímu se a zrajícímu semeni. Ukázal dynamiku akumulace jednotlivých látek a jejich význam pro určité části semene. Prof. Osborne (Oxford Open University, U.K.) navázala na problematiku tolerance k vysychání podrobnou studií týkající se stability DNA a její změny v embryu bobtnajícího a vysychajícího semena a objasnění významu LEA proteinů (Late embryogenesis abundant proteins). Dr. Thomsen (Research Centre Aarslev, DK) uvedl praktické využití teoretických poznatků při získávání a úpravě semen buku (Fagus sylvatica L.), kde je důležitý čas sklizně a rychlost vysychání pro životaschopnost a skladovatelnost.

Dormanci semen a její regulaci se věnovala celá řada referátů, zaměřených zejména k problematice lesního semenářství a k praktickým otázkám odstranění dormance při pěstování dřevin.. Dr. Hilhorst (Wageningen Agricultural University, Holandsko) ve své studii hormonálního a enzymatického řízení dormance rajčete (Lycopersicon esculentum l.) došel k závěru, že všechny části semene jsou při dormanci a klíčení rovnocenné. Dr. Cowan přednesl výsledky výzkumu s pozitivním vlivem molybdenu na dormanci semen, což je využitelné při regulaci porůstavosti. Molybden zvyšoval obsah proteinu v semenu a současně inhiboval syntézu a -amylasy. Dr. Corbineau (University Pierre at Marie Currie, Francie) shrnula vliv O2, CO2 a ethylenu na dormanci a klíčení semen. Je evidentní, že některé druhy jsou citlivější k nedostatku O2 (řepka, brambořík), který může dormaci podmiňovat. Největší problém pro přesné poznání vlivů složení atmosféry (vzduchu v půdě) na dormanci a klíčení spočívá v multifaktoriálním fenoménu pokusů, při kterém nemohu být opomenuty další faktory (teplota, světlo a osmotický tlak půdního roztoku).

V sekci zaměřené na klíčení a vitalitu vysvětlil v úvodním referátu Dr. Bradford (University of California, USA) model hydročasu při klíčení a dormanci semen, který přesně popisuje a normalizuje čas klíčení v různých podmínkách. Na základě modelu lze zjistit prahové hodnoty klíčení a dormance semen jednotlivých botanických druhů. Dormance je podle tohoto modelu založena kvantitativně. Praktickou aplikaci modelu ukázal Dr. Finch-Savage (Horticulture Resaerch International, U.K.) na příkladu cibule a zelí. Prof. TeKrony (University of Kentucky, USA) shrnul otázku zrání a utváření vitality. Fyziologická zralost (maximální akumulace sušiny semene), byla vztahována k maximální vitalitě semene, TeKrony ukázal, že semena některých botanických druhů dosahují největší vitality již před termínem fyziologické zralosti. Velmi bohatá diskuse přinesla mnohé argumenty podporující vztah fyziologické zralosti a maximální vitality (Dr. Ellis) a také náměty pro metodologii pokusů studia vitality (sušení vzorků po sklizni).

Prof. Gutterman (University of the Negev, Israel) v sekci ekofyziologie ukázal na příkladech pouštní vegetace komplikovanou strategii tvorby semen a jejich přežívání, kdy se kombinují faktory délky dne, teploty, množství srážek, délky klidového období semene a jeho vztah k mateřské rostlině. Prof. Mayer (The Hebrew University of Jerusalem, Israel) uvedl na příkladu zárazy (Orobanche aegyptiaca) složitý vztah hostitele a parazita v době jeho bobtnání a klíčení.

V sekci skladování a konzervace byl velký prostor věnován problémům genobank a uchování genetických zdrojů. Dr. Vertucci (National Seed Storage Laboratory, USA) uvedla teoretické a praktické aspekty optimalizace obsahu vody v semeni pro skladování. Existuje kritický obsah vody v semeni, jehož dalším snižováním se skladovatelnost nezlepšuje. Poukázala na fyziologický význam skelné fáze buněk semene (glassy state) na stabilitu při skladování. Dr. Berjak (University of Natal, JAR) shrnula problematiku recalcitrantních semen. Nelze zcela jednoznačně vymezit kategorii orthodoxních a recalcitrantních semen, neboť lze nalézt celou škálu druhů od jednoho extrému k druhému, a také nelze jednoznačně rozdělit a definovat citlivost k vysychání a posklizňové chování semene.

V této sekci zazněla alarmující zpráva (Dr. Pritchard, Royal Botanic Gardens, U.K.) o neustálém zmenšování biodiversity. Mnohé druhy zanikly, aniž by vůbec byly poznány, a některé zanikají dříve než lze zajistit “přežití” v genobance nebo v botanické kolekci.