Citlivost odrůd hrachu k abiotickému a biotickému stresu

14. 03. 2018 Ing. Radmila Dostálová, Mgr. Eliška Ondráčková; Agritec Plant Research, s.r.o. Šumperk Osivo a sadba Zobrazeno 3246x

Hrách setý je dlouhodobě nejpěstovanějším druhem z čeledi Fabacea jak v České republice, tak i v EU, jeho plochy tvoří více než 80 % všech ploch luskovin. Výnosy hrachu se dlouhodobě pohybují mezi 2,5–3,0 t/ha, což zdaleka neodpovídá jeho výnosovému potenciálu. Tato nestabilita spolu s agrotechnickými požadavky jsou hlavními limitujícími faktory ovlivňujícími jejich větší zastoupení v osevních sledech, v ČR jsou pěstovány pouze na 1,8 % orné půdy. Hrách je poměrně náročný na prostředí, zařazení do osevních sledů, má velmi pozitivní význam pro následné plodiny. Produkce je využívána hlavně v krmivářském a potravinářském průmyslu. Velká část je využívána jako osivo a v poslední době se stal hrách důležitou exportní komoditou.

Biotické stresy

U hrachu mohou být biotické stresy způsobeny patogenními organizmy, které vyvolávají významné choroby hrachu.

Na výši výnosů má velký vliv napadení půdními patogeny, kteří způsobují nekrotizaci kořenů a kořenových krčků. Kořenové choroby obecně způsobují pokles výnosového potenciálu o 20–80 %. Půdní fytopatogenní houby mohou napadat rostliny hrachu během celé vegetace a za různých klimatických podmínek (sucho, různá teplota nebo nadměrná vlhkost). Například při vysokém úhrnu srážek v jarních měsících s následným přísuškem se může silně a destruktivně projevit výskyt afanomycetové spály způsobený houbou Aphanomyces euteiches nebo naopak suché a horké počasí podporuje výskyt fuzarióz (Fusarium solani, Fusarium oxysporum f. sp. pisi) a černé kořenové hniloby (Thielaviopsis basicola). Typickými příznaky kořenových chorob jsou žloutnutí listů, hnědnutí až černání stonkových bází a stonků, vadnutí, padání rostlin, růstové deprese a s tím spojené předčasné dozrávání rostlin s následnou redukcí výnosu. Na kořenových chorobách se často podílí celý komplex půdních fytopatogenních hub, k nimž se řadí druhy Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Thielaviopsis basicola, Fusarium oxysporum f. sp. pisi, Aphanomyces euteiches, Pythium ultimum aj.

Kromě houbových patogenů způsobují stres i škodlivé druhy hmyzu, které oslabují porosty a podílí se i na přenosu virových onemocnění.

Abiotické stresy

Sucho je v současné době jedním z hlavních faktorů, který omezuje optimální produktivitu pěstovaných plodin. Očekávané globální oteplování by mohlo vést k dalšímu zesílení těchto vlivů. Nicméně rostliny mají obranné strategie, kterými se jim brání. Deficit vody, jež se dříve vyskytoval pouze v suchých semiaridních oblastech, se rozšířil i do regionů, kde je dostatek srážkových úhrnů, ale nejsou rovnoměrně rozložené během vegetačního období. V poslední době byly zaznamenány negativní dopady na výši výnosů v oblastech jižní Moravy, kde se tradičně hrách pěstuje na velkých plochách.

Stresy se mohou vyskytovat a působit současně, což nastává u sucha, vysoké teploty, výskytu a šíření chorob. Samozřejmě, že problematika sucha je komplexním problémem, který v našich podmínkách souvisí i se zhoršenou kvalitou půdy, její strukturou, nedostatkem organické hmoty v půdě i nevhodnými osevními postupy.

Hrách je náročný na dostatek vody v několika růstových etapách. Potřeba vody k nabobtnání dosahuje 90–120 % hmotnosti suchých semen. Další důležitou fází je období kvetení a nalévání semen v luscích.

Odrůdy hrachu

V České republice je registrováno několik desítek odrůd polního hrachu, které jsou zapsány ve Státní odrůdové knize. Obdobně jako v jiných zemích Evropské unie i v České republice jsou vytvářeny seznamy doporučených odrůd hlavních polních plodin, jejichž cílem je:

- usnadnit orientaci uživatelů v širokém sortimentu nabízených odrůd a

- poskytnout objektivní a nezávislé informace o odrůdách a jejich vhodnosti pro pěstební podmínky v České republice pěstitelům i zpracovatelskému průmyslu.

Seznam obsahuje popisy registrovaných odrůd hrachu polního, které vykázaly v půdně-klimatických podmínkách České republiky velmi dobré výsledky v rámci registračních zkoušek a následně v systému zkoušení pro Seznam doporučených odrůd.

Nicméně tyto informace, které je možné nalézt na stránkách www.ukzuz.cz, v současné době neposkytují záznamy o citlivosti odrůd ke komplexu biotických a abiotických stresů. Touto problematikou se částečně zabýval mezinárodní projekt 7. RP ABSTRESS, kde byla v polních pokusech sledována odolnost odrůd hrachu ke komplexu půdních fytopatogenních hub rodu Fusarium v interakci se suchem.

Sledování odolnosti odrůd hrachu

Na pokusných pozemcích firmy Agritec, s.r.o. byly v letech 2014–2016 v přirozených polních podmínkách založeny odrůdové pokusy s 25 odrůdami hrachu registrovanými v Evropské unii. V průběhu vegetace se prováděla běžná fenologická pozorování (vzcházení, počátek a konec kvetení, zralost) a hodnotily se hospodářské znaky (poléhavost, odolnost k chorobám, výnos, HTS). V průběhu vegetace se hodnotily houbové choroby a ve dvou termínech (počátek kvetení a před sklizní). K tomuto účelu byl proveden odběr 10 rostlin/parcelku k mikroskopickému hodnocení výskytu fytopatogenních hub na kořenech. Kořenové a krčkové choroby byly hodnoceny na počátku kvetení (některé odrůdy ve fázi plného kvetení) a na konci kvetení, plíseň šedá na konci kvetení, virózy v průběhu plného kvetení až do zelené zralosti a padlí a strupovitost ve fázi zelené zralosti.

V roce 2017 byl na základě výsledků z odrůdových pokusů založen pokus s vybranými 9 odrůdami a liniemi v podmínkách infekčního pole se zvýšeným výskytem půdních fytopatogenních hub po opakovaném dlouholetém pěstování hrachu. Stres sucha byl simulován zastřešením pokusu fóliovým krytem, kdy 30 dnů po výsevu byla aplikována zálivka a od tohoto termínu byla zcela pozastavena. V průběhu vegetace se hodnotily stejné parametry jako v odrůdovém polním pokusu. V období po odkvětu byly vyjmuty celé rostliny hrachu a pomocí mikroskopické detekce bylo určeno spektrum půdních druhů fuzárií, které se vyskytovaly na kořenech zkoušených odrůd a linií. Do pokusu bylo zařazeno 5 vybraných odrůd polního hrachu (Abarth, Toro, Eso, Cartouche a AGT 213.13) a 4 nově vytvořené mutantní linie z INRA Francie (3.LM, 3.LWT, 1.LM a 1.LWT).

Polní pokus s odrůdami hrachu

Náchylná odrůda Toro v polních podmínkách

Porovnání citlivosti odrůd hrachu ke stresům ve foliovníku

Výsledky polních odrůdových pokusů

V odrůdových pokusech 2014–2016 se kořenové a krčkové choroby začaly na rostlinách projevovat již před kvetením. Příznaky napadení (žloutnutí listů spodních pater) se nejvíce projevovaly u španělské odrůdy Toro.

Z tříletých výsledků je zřejmé, že mezi odrůdami jsou statisticky průkazné rozdíly ve výnosech u hodnocených odrůd hrachu. Nejvyšší průměrný výnos byl zaznamenán u firemní linie AGT 214. 1 a to 3,03 kg /5 m², nejnižší výnos byl opakovaně zaznamenán u odrůdy Toro, který dosáhl hodnoty pouze 0,9 kg/5 m². Výsledky jsou znázorněny v grafu 1, kde jsou uvedeny výsledky z tříletého zkoušení.

Hodnocení napadení kořenů v polních pokusech bylo provedeno na souboru 25 odrůd v průběhu tří let testování. V grafu 2 jsou uvedeny průměrné hodnoty hodnocení, kdy se využívá bodová stupnice 9–1, přičemž hodnota 9 je nejpříznivější a hodnota 1 nejméně příznivý projev.

Fuzariózy hrachu způsobují vadnutí a usychání hrachu, snižují výnos a kvalitu produkce. Ochrana proti fusariozám je řešitelná pouze geneticky, vyšlechtěním rezistentních odrůd. Z výsledků je zřejmé, že většina odrůd je vysoce odolná vůči F. oxysporum rasa 1, vůči F. oxysporum rasa 2 byla většina odrůd a linií středně odolná, vůči F. solani byly zjištěny rozdíly v odolnosti.

Většina registrovaných odrůd vykázala střední odolnost vůči komplexu kořenových chorob. Nejodolnější v polních podmínkách byly odrůdy Mantara, Salamanca a Gregor, nejméně odolné byly odrůdy Toro, Cartouche, a Alhambra.

Graf 1: Porovnání výnosu 25 odrůd hrachu 2014–2016 (lokalita Šumperk)

Graf 2: Porovnání napadení kořenů komplexem kořenových chorob 25 odrůd hrachu 2014–2016 (lokalita Šumperk)

Výsledky stresových testů

Výsledky sloužily pro výběr reprezentativních odrůd (Eso, Abarth, Cartouche, Toro a nšl. AGT 213.13), které byly spolu se 4 TILLING liniemi, vytvořenými pomocí chemomutageneze ve francouzském výzkumném institutu INRA, testovány v simulovaných podmínkách sucha za zvýšeného infekčního tlaku půdních fytopatogenních hub na infekčním poli v roce 2017.

Z prvních výsledků testování na odolnost k abiotickým a biotickým vlivům, je patrné, že nově vytvořené mutantní linie překonaly ve výnosu semen srovnávací kontrolní odrůdy (graf 3). Nejvyšší výnosy poskytly linie 3.LM a 3.LWT. Linie 1.LM měla srovnatelný výnos jako registrovaná odrůda Abarth.

Pomocí mikroskopické detekce bylo zjištěno spektrum půdních patogenů, z nichž nejčastěji se vyskytoval druh Fusaruium oxysporum, s nižší četností pak druhy Fusaruium equiseti a Fusarium solani. Odolnost k suchu v interakci s výskytem fuzárií nebyla zatím potvrzena a je nutné polní pokusy zopakovat.

Graf 3: Porovnání výnosu 9 odrůd a linií hrachu na provokačním poli ve fóliovníku, 2017

Závěr

Sledování citlivosti odrůd hrachu k biotickým a abiotickým stresům je velmi významné a bude potřeba této problematice věnovat zvýšenou pozornost. Řešení mezinárodního projektu přispělo k výběru vhodných odrůd do podmínek měnícího se klimatu a do budoucna umožní tvorbu nových genotypů s tolerancí ke komplexu stresů, a tím i podpoří zvýšení pěstitelských ploch a zastoupení luskovin v osevních sledech.

V rámci šlechtitelského výzkumu je potřebné získat znalosti a ověřit metody pro testování odolnosti ke komplexu půdních patogenů v interakci s abiotickými faktory (sucho), dále pak prohloubit a doplnit informacemi nezbytnými pro tvorbu kvalitativně nových genotypů hrachu pro pěstování hrachu v ČR a EU.

Příspěvek vznikl za finanční podpory projektu č. 289562 FP-KBBE-2011-5 ABSTRESS a projektem č. RO 1017.