Sucho a jeho vliv na plodiny

15. 12. 2025 Ing. Nicole Frantová, Ph.D.; Mendelova univerzita v Brně Ochrana obecně Zobrazeno 704x

Změny klimatu v posledních desetiletích se stále více promítají do každodenní reality zemědělců. Zatímco dříve byly klimatické výkyvy převážně důsledkem přirozených cyklů, dnes hraje zásadní roli lidská činnost, zejména emise skleníkových plynů. Ty zvyšují teplotu atmosféry, což vede ke zvýšenému výparu vody z půdy, rostlin i vodních ploch.

Tento proces zvyšuje riziko výskytu extrémních jevů (mapa 1), na jedné straně prudkých srážek a lokálních záplav, na druhé straně dlouhodobého sucha. Voda je však klíčová pro základní životní funkce rostlin, od transportu živin až po fotosyntézu. Bez ní nemohou rostliny tvořit výnosotvorné orgány, ať už jde o zrno, hlízy nebo bulvy. Zemědělci čelí stále častějším výkyvům v dostupnosti vody, rostliny si přitom nemohou pomoci samy, protože na rozdíl od živočichů se nedokáží stresu vyhnout únikem. O to důležitější je rozumět jejich reakcím a hledat způsoby, jak je efektivně chránit a podpořit v nových podmínkách.

Mapa. 1: Navýšení průměrné teploty v jednotlivých částech světa za měsíc duben 2025 oproti období 1951–80, červená - oteplení, modrá - ochlazení; zdroj: Nasa Giss, Gistemp Analysis, 2025

Reakce zrnin C3 a C4 na sucho

Rozdíly mezi C3 a C4 rostlinami nespočívají pouze ve způsobu fotosyntézy, ale i v jejich celkové fyziologii a genetické výbavě. C3 rostliny zahrnují např. pšenici, ječmen, žito a oves. Daří se jim v mírném klimatu s dostatkem vody. Při suchu a vyšších teplotách ale ztrácejí efektivitu, místo CO₂ začnou zachytávat i kyslík, čímž dochází ke zbytečné ztrátě energie a vody (tzv. fotorespirace). Navíc spotřebují více vody, obvykle kolem 400–500 g vody/g biomasy, přičemž v podmínkách sucha může být spotřeba vody ještě vyšší, pokud má rostlina nějakou vodu k dispozici. To je způsobeno sníženou účinností fixace CO₂ a vyšší mírou transpirace, což snižuje vodní efektivitu. Spotřeba vody však není neměnná, výrazně závisí na prostředí, konkrétní odrůdě, fázi růstu a míře stresu. Při silném suchu rostliny často uzavírají průduchy, čímž sice omezí výpar, ale zároveň i příjem CO₂ a fotosyntézu.

C4 rostliny, jako je kukuřice, čirok nebo proso, jsou lépe uzpůsobené horku a suchu. Jejich fotosyntéza je rozdělena mezi dvě části listu a dokáže efektivněji pracovat s CO₂ i při nižších koncentracích. Díky tomu ztrácejí méně vody, na 1 g biomasy jim obvykle stačí jen 250–300 g vody, a zároveň se vyhnou ztrátám způsobeným fotorespirací. C4 rostliny mají často mohutnější kořenový systém, aby unesly svou nadzemní biomasu a čerpaly vodu z hlubších vrstev. I když si zachovávají svazčitý kořenový systém jako C3 plodiny, často mají viditelně diferencované hlavní kořeny a jemnější postranní kořenové větvení. U kukuřice a čiroku se navíc vyvíjejí tzv. vzdušné (adventivní) kořeny, zejména z prvního kolénka nad povrchem půdy. Pokud tyto kořeny dorostou až do půdy, mohou sloužit nejen jako opora, ale i k příjmu vody a živin (obr. 1).

Obr. 1: Adventivní kořeny kukuřice

Podobnosti v reakci na sucho C3 a C4

Přestože rostliny typu C3 a C4 využívají odlišné mechanismy fotosyntézy, při suchu a horku vykazují podobné stresové reakce. V nejteplejších a nejsušších oblastech ČR, kde v letních měsících často panuje bezoblačné počasí a vysoké teploty, dochází ke kombinaci dvou stresů, a sice nedostatku vláhy a tepla. Tato kombinace je pro rostliny mnohem náročnější než působení každého faktoru zvlášť. V kritických fázích vývoje, jako je růst, kvetení, opylení nebo dozrávání, může mít takový stres zásadní dopad na výnos.

Například u ozimých obilnin může problém nastat už na jaře, pokud přichází brzy teplé a suché počasí. Situaci navíc zhoršují mírné zimy s malým množstvím sněhu, právě roztátý sníh bývá často prvním významným zdrojem vody pro začínající vegetaci. V posledních letech se jako velmi citlivý ukazuje jarní ječmen, u něhož sucho negativně ovlivňuje nejen vzcházení, ale i odnožování a celkový růst. Rostliny se s tímto stresem snaží vyrovnat tak, že omezují přísun vody nejprve do nejmladších odnoží, a pokud to nestačí, odebírají vodu i ze starších listů.

Sucho a vysoké teploty ovlivňují i samotné výnosotvorné znaky, zkracuje se délka klasu, snižuje se počet plodných klásků, omezuje se počet zrn na klas a klesá hmotnost zrn (Frantová et al., 2022). Zároveň však často dochází ke zvýšení obsahu bílkovin, protože rostlina má kvůli nedostatku vody méně možností syntetizovat sacharidy, a dusíkaté látky tak tvoří větší podíl hmoty zrna. U plodin jako je pšenice, bývá při suchu a vysokých teplotách během dozrávání běžné, že dochází ke snížení velikosti a hmotnosti zrna. Tento efekt má několik příčin: omezený přenos cukrů do zrna kvůli zavřeným průduchům a slabší fotosyntéze, zkrácená doba zrání a vyšší respirace, při které rostlina využívá cukry na přežití místo jejich ukládání.

Rostliny reagují i navenek, svinují listy (obr. 2), mění jejich natočení vůči slunci a zvyšují tvorbu ochranných vosků na povrchu listů. Čirok je znám svou vysokou tolerancí k suchu, dokáže dočasně zastavit růst a vyčkat na zlepšení podmínek, ale ani on bez vody nevytvoří výnosotvorné orgány, ani dostatečné množství biomasy. C4 plodiny, jako je kukuřice nebo čirok, sice pracují s vodou efektivněji než C3 obilniny, ale pokud je voda nedostupná v citlivých fázích kvetení, opylení nebo nalévání zrna, dochází u nich k podobnému snížení výnosu jako u C3 plodin. Jinými slovy, vyšší vodní efektivita není náhradou za dostupnou vodu, výnosy i tak závisí na tom, zda má rostlina přístup k vodě ve správný čas.

Obr. 2: Svinování a natáčení listů pšenice (vlevo) a kukuřice (vpravo)

Jak olejniny bojují se suchem

Tvorba oleje v semenech je energeticky náročný proces, při kterém rostlina syntetizuje a ukládá látky s vysokým obsahem uhlíku. Nedostatek vody tedy nejen snižuje celkový výnos, ale může ovlivnit i kvalitu a množství oleje, rostlina má méně energie na jeho tvorbu.

Slunečnice je přirozeně lépe přizpůsobená teplým a sušším oblastem. Jedním z jejích důležitých adaptačních mechanismů je heliotropismus, tedy pohyb listů a mladých úborů za sluncem. Tímto způsobem optimalizuje zachytávání světla při nižší teplotní zátěži, protože listy se při nadměrném záření také umí natočit bokem ke slunci. Díky svému hlubokému kořenovému systému je slunečnice schopna čerpat vodu z větší hloubky než např. řepka nebo mák. I přesto ale sucho negativně ovlivňuje tvorbu úborů a počet semen, a tím i výnos. Sucho ovlivňuje také složení oleje, především poměr nenasycených a nasycených mastných kyselin.

Podle studií má sucho tendenci zvyšovat podíl nasycených mastných kyselin (zejména kyseliny palmitové) a zároveň snižovat podíl prospěšných nenasycených mastných kyselin, jako je kyselina olejová. To může vést ke snížení nutriční kvality oleje z hlediska lidské výživy a stability při skladování a vaření (Ghaffari et al., 2023).

Řepka olejka je zvláště citlivá na sucho v období větvení a nasazování šešulí. Nedostatek vláhy v této fázi může zásadně snížit počet květů, oplodnění a výnos. Sucho může vést také k praskání šešulí před sklizní, zejména při následném rychlém nárůstu srážek. Co se týče složení semen, sucho může mírně zvýšit podíl látek, které by měly být v potravinářské řepce co nejvíce potlačeny, například glukosinolátů nebo nežádoucích mastných kyselin, jako je eruková kyselina (tab. 1). Z evolučního hlediska ale tyto sloučeniny slouží jako obranné mechanismy rostliny, pomáhají jí přežít stres a odradit patogeny či škůdce. Podle některých studií navíc dochází ke změnám v poměru dalších mastných kyselin, typicky ke snížení obsahu kyseliny olejové, která je z nutričního hlediska ceněná (Gharechaei et al., 2019).

Tab. 1: Porovnání průměrných hodnot vlivu závlahy na složení oleje ozimé řepky olejky (zdroj: Gharechaei et al., 2019)

Vliv sucha na okopaniny a jejich výnos

Brambory mají mělčí a poměrně jemný kořenový systém. Nejcitlivější jsou na sucho během nasazování a růstu hlíz. Nedostatek vody v této fázi vede ke snížení počtu hlíz a jejich velikosti a ovlivňuje i tvorbu škrobu. Podle nedávné studie (Gouerou et al., 2025) dochází při nedostatku srážek ke snížení syntézy škrobu, což je způsobeno omezením akumulace fotosyntetických produktů i sníženou aktivitou enzymů klíčových pro tvorbu škrobu. Výsledkem je nejen pokles celkového obsahu škrobu v hlízách, ale i změna kvality škrobu (např. snížení podílu amylopektinu). Zatímco výnos je ovlivněn především ročníkovou a stanovištní variabilitou (tedy podmínkami konkrétního prostředí), obsah škrobu vykazuje silně odrůdově/genotypově podmíněnou stabilitu.

Cukrovka je velmi citlivá na sucho, zejména v období intenzivního růstu bulvy (červen–srpen). Nedostatek vody v této fázi omezuje fotosyntézu, a tím i tvorbu cukru, což se přímo promítá do poklesu cukernatosti i celkového výnosu. Rostliny na vodní stres reagují také redukcí listové plochy, například předčasným stárnutím a zasycháním starších listů, čímž snižují transpiraci. Pokud však sucho přetrvává, bulvy zastavují růst a dochází ke ztrátě výnosového potenciálu. Zajímavým jevem je, že při suchu bývá často zaznamenáno zvýšení koncentrace cukru v bulvách, a to i přes celkově nižší výnos. Je to způsobeno nižším obsahem vody v zásobních orgánech, takže cukr je v buňkách relativně koncentrovanější. Výsledkem je zvýšená cukernatost při snížené biomase, jak potvrzuje i studie Ebmeyer et al. (2021), která dokumentuje významnou negativní korelaci mezi výnosem bulvy a obsahem cukru v podmínkách sucha.

Sucho se neptá, ale zemědělec ano, jak široko?

Na závěr je dobré připomenout, že bychom neměli zapomínat na vliv hustoty porostu a sponu. Tím se myslí vzdálenost mezi řádky i mezi jednotlivými rostlinami v řádku. Správně zvolený spon ovlivňuje nejen příjem vody, ale i celkové chování rostliny během stresu. V roce 2024 byl proveden menší experiment na Polní pokusné stanici v Žabčicích, ze kterého vyplynulo, že spon může ovlivnit nejen obsah vody v rostlině a odnožování, ale i vybrané výnosotvorné parametry kukuřice (Frantová et al., 2024). Z praxe víme, že někteří zemědělci již experimentují i s řidším výsevem pšenice. Není to žádný složitý nebo nákladný zásah, přitom může mít zásadní dopad na konkurenci mezi rostlinami o vodu. Naše plodiny totiž na poli nebojují o vodu jen s pleveli či půdními organismy, ale i mezi sebou navzájem. Teoreticky, čím více prostoru rostlina má, tím větší má šanci získat více vody a živin pro sebe. Samozřejmě, každá odrůda má své specifické nároky a strategie spolu se specificitou daného stanoviště, takže univerzální řešení zatím neznáme.

Výsledný efekt se vždy odvíjí od několika základních pilířů, které ovlivňují výkon rostliny (schéma 1 a 2). Tyto faktory, společně s působením stresu, určují velikost a kvalitu výnosotvorných parametrů. Samotný dopad stresu závisí na jeho intenzitě, délce trvání, růstové fázi, ve které rostlinu zasáhne a genetické výbavě konkrétní odrůdy. Tedy její toleranci či citlivosti.

Schéma 1: Faktory ovlivňující výkon rostliny

Schéma 2: Faktory ovlivňující působení stresu