Co ukázaly ročníky 2016/17 a 2017/18 z hlediska růstu a vývoje pšenice

13. 06. 2019 RNDr. Ilja Tom Prášil, CSc. a kol. Osivo a sadba Zobrazeno 2102x

Po třech letech rekordních výnosů pšenice v ČR, 2014 až 2016, se její výnosy v následujících dvou letech 2017 a 2018 celorepublikově snížily. V zimě se objevila mrazivá období, na jaře se vyskytovaly vlny horka, většina období vegetace pšenice byla v obou letech doprovázena suchem. Růst a vývoj porostů pšenice byl významně ovlivněn uvedenými abiotickými faktory.

Na příkladu podrobného sledování počasí a vývoje porostů pšenice v lokalitě VÚRV v Ruzyni dokumentujeme, jak probíhal růst pšenice v polních podmínkách a posléze jaký byl jejich výnos v obou vegetačních ročnících 2016/17 a 2017/18.

Odrůdové pokusy

Jednalo se o maloparcelové pokusy (4,5 m²) s 6 odrůdami ozimé pšenice evropského původu (Bohemia, Bernstein, Dromos, Futurum, RGT Reform, Rivero). Odrůdy se lišily různou mrazuvzdorností a raností. Výsevy a agrotechnická opatření probíhala podle standardní metodiky (předplodina hrách setý, výsevek 350 zrn/m² koncem září, hnojení PK na základě AZP, na jaře regenerační přihnojení N, na podzim herbicidní (dvouděložné plevele) a insekticidní postřik proti plevelům a přenašečům viróz, na jaře aplikace herbicidu proti jednoděložním plevelům (oves hluchý), bez aplikace fungicidů a morforegulátorů, sklizeň - červenec).

V průběhu celé vegetace byly zaznamenávány fenologické fáze pšenice podle stupnice BBCH, na začátku a konci zimy byla u nich stanovena aktuální úroveň mrazuvzdornosti (LT₅₀) pomocí polně laboratorní metody (viz Prášil et al. 2018). Během sklizně byly u nich analyzovány jednotlivé výnosové složky (HTS, počet klasů na 1 m², výnos). Od výsevu do sklizně pšenice byly aktuální meteorologické hodnoty měřeny přímo v porostu - teplota vzduchu, srážky, teplota a vlhkost půdy v různé hloubce, globální sluneční záření - pomocí přenosné meteorologické stanice. Pro srovnání vlivu jednotlivých faktorů počasí na vývoj rostlin pšenice uvádíme průměry sledovaných znaků vypočítané ze všech šesti odrůd.

Počasí v obou vegetačních ročních 2016/17 a 2017/18

Základní srovnání obou ročníků zachycuje graf 1, kde jsou uvedeny teplotní a srážkové odchylky průměrných měsíčních teplot vzduchu a úhrnů srážek a tabulka 1 s přehledem extrémních faktorů počasí měřených ve VÚRV v Ruzyni. Pro oba ročníky je charakteristický větší výskyt teplotně nadnormálních měsíců a častý výskyt srážkově podnormálních měsíců.

Ve vegetačním ročníku 2016/17 byl teplotně nadnormální únor a březen 2017 a v době jarní a letní vegetace květen až červenec 2017. Teplotně podnormální byl pouze leden 2017, kdy se vyskytovalo delší mrazivé období s minimálními přízemními teplotami pod -10 °C a kdy došlo k promrznutí půdy do hloubky 20 cm (tab. 1). Srážkově nadnormální byl říjen 2016, dále duben a červen 2017, naproti tomu srážkové podnormální byl listopad 2016, v zimě leden a únor 2017 a v době jarní vegetace květen, kdy napršelo jen 54 % normálu.

Ve vegetačním ročníku 2017/18 byl větší počet teplotně nadnormálních měsíců (říjen a prosinec 2017, leden 2018 a pak celé období od dubna do července 2018) a měsíční teplotní odchylky od normálu byly vyšší než v předchozím ročníku 2016/2017. Teplotně podnormální byly pouze měsíce únor a březen 2018, a to především následkem mrazivého období v druhé polovině února a na počátku března. Srážkově nadnormální byl jen říjen 2017, dále pak převládaly srážkově podnormální měsíce, listopad 2017 a pak velmi suché byly únor, duben, květen a červenec 2018.

Souhrnně lze konstatovat, že ročník 2016/17 měl v zimě vyšší počet ledových dnů (29), delší dobu zamrzlou půdu, na jaře se vyskytovalo 11 dní, kdy maximální teplota vzduchu přesáhla 30 °C (= tropický den) a maximální teplota ve vrchní vrstvě ornice dosáhla 37,6 °C. V ročníku 2017/18 došlo v zimě k hlubšímu poklesu teploty půdy na úrovni odnožovacího uzlu (minimum -8,4 °C) během kratšího období holomrazů koncem února, na jaře se vyskytoval větší počet tropických dnů (17) a maximální teplota pod povrchem půdy překročila 40 °C. Celkově byl vegetační ročník 2017/18 teplejší (vyšší suma teplot vzduchu), s větším výskytem vysokých teplot nad 33 °C, s větší sumou globálního slunečního záření, ale suma srážek byla nižší než předchozí ročník 2016/17 (tab. 1).

Půdní teplota a vlhkost měřená v porostu

I když podle měsíčních odchylek od dlouhodobého normálu si můžeme udělat hrubý přehled o průběhu počasí v obou letech, přece jen zde nejsou zachyceny krátkodobé změny a výkyvy, které mohly ovlivnit růst a vývoj porostů pšenice na poli, zejména krátkodobé rozdíly ve srážkách. Pro podrobnější sledování průběhu jednotlivých meteorologických prvků uvádíme měření denních průměrů teplot a vlhkosti půdy přímo v porostu (graf 2). V půdě jsou založeny odnožovací uzly a kořeny pšenice, které rozhodují o přežití rostlin v zimě, na jaře pak o regeneraci rostlin a intenzitě přijmu živin a vody z půdy. Zároveň tento průběh teplot a vlhkostí půdy dáváme do vztahu s časovým sledováním vývoje a odolnosti pšenic v jednotlivých ročnících (tab. 2).

Graf 1: Teplotní a srážkové odchylky průměrné měsíční teploty vzduchu a měsíčního úhrnu srážek ve srovnání s normálem 1981–2010 ve VÚRV v Ruzyni

Graf 2: Půdní teplota v hloubce 2,5 cm a vlhkost půdy v hloubce 10 cm měřené ve dvou ročních 2016/17 a 2017/2018 v porostu pšenice ve VÚRV v Ruzyni

Graf 3: Suma efektivních teplot nad 1 °C a kumulativní suma srážek ve dvou ročnících 2016/17 a 2017/18 počítaná vždy od října do července

Tab. 1: Přehled měřených meteorologických prvků a jevů ve vegetační sezoně 2016/17 a 2017/18 ve VÚRV v Ruzyni

Tab. 2: Přehled průměrné doby dosažení fenofází, mrazuvzdornosti (LT50) a výnosu šesti odrůd pšenice pěstovaných ve VÚRV v Ruzyni

Vývoj, odolnost a výnos pšenice ve vegetačním ročníku 2016/17

Díky srážkám na začátku října 2016 porosty pšenice seté do konce září vzešly dobře. Vzhledem k chladnějšímu podzimu však narostly méně a v prosinci 2016, kdy zastavily růst i vývoj při výskytu nízkých teplot půdy, se nacházely na počátku odnožování. Uvedené poklesy teplot půdy v listopadu a prosinci 2016, často i pod bod mrazu, však vedly u rostlin k indukci poměrně vysoké odolnosti k mrazu. Ty nejodolnější odrůdy dosáhly LT₅₀ až k -19 °C, ostatní kolem -17 °C a tuto odolnost si zachovaly i v mrazivém období v lednu a na počátku února 2017. I přes delší trvání sněhové pokrývky došlo v tomto období k hlubokému promrznutí půdy pod 20 cm, s minimem teploty půdy v hloubce odnožovacího uzlu do -4 °C, což rostliny neohrozilo. Naopak oteplení koncem února a pak teplotně i vlhkostně příznivé počasí v březnu a dubnu 2017 zajistilo dobrou regeneraci porostů, a to i přes výskyt jarních mrazíků koncem dubna a na začátku května. Během zvýšení teploty v květnu a červnu 2017, s občasným výskytem vysokých teplot nad 30 °C a nepravidelným výskytem srážek dosáhly sledované odrůdy pšenice výnos v průměru 8,8 tun na ha při 42 g HTS a 488 počtu klasu na m2 (tab. 2).

Vývoj, odolnost a výnos pšenice ve vegetačním ročníku 2017/18

Podmínky pro růst a vývin porostů ozimů na podzim byly teplotně i srážkově příznivé, pšenice seté v agrotechnickém termínu dosáhly do konce roku 2017 většího nárůstu biomasy na rozdíl od předchozího roku 2016. V prosinci se rostliny pšenice vyskytovaly ve fázi plného odnožování, měly však nižší úroveň mrazuvzdornosti (LT₅₀ kolem -15 °C). V teplotně nadnormálním lednu 2018 pšenice pokračovaly v růstu až do počátku února, kdy došlo k postupnému ochlazování. Koncem února a na počátku března 2018 se vyskytovaly celodenní mrazy beze sněhu. Pokles teplot v půdě byl sice výrazný, ale postupný, takže se pšenice, které byly ve vegetativní fázi, ještě dobře otužily, došlo však k poškození kořenů. V důsledku chladného počasí v březnu se opozdila jarní regenerace rostlin oproti normálu. Kombinace ranních holomrazů a silného slunečního záření v březnu pak vedla koncem března k zežloutnutí částí nebo jen špiček listů (obr. 1 a 2). Jednalo se o fotooxidační poškození zelených částí, které je spojené s rozpadem chlorofylů. Zvyšování teplot na jaře 2018 sice začalo později než v předchozím roce, ale pokračovalo plynule i v dubnu a květnu 2018 a s vyššími teplotami, takže došlo k urychlení vývoje (metání a kvetení) rostlin pšenice. To trvalo až do fáze plného zrání a sklizně. Tento vývoj však nebyl doprovázen adekvátním nárůstem biomasy a to především v důsledku sucha (nižší vlhkost půdy) a vysokých teplot. Porosty pšenice byly proto nižší (někde až o čtvrtinu než je obvyklé). Růst odnoží byl nerovnoměrný a některé nejmenší odnože zasychaly. Vývoj rostlin pšenice byl urychlen, ale výnos byl nižší než v roce 2017 (tab. 2).

Obr. 1a: Zežloutnutí listů pšenice v březnu 2018 po ranních mrazech a silném slunečním záření

Obr. 1b: Zežloutnutí listů pšenice v březnu 2018 po ranních mrazech a silném slunečním záření

Vývoj pšenice a suma efektivních teplot a kumulativních srážek

V posledním grafu 3 uvádíme průběh sumy teplot a srážek vypočítaných z denních průměrných teplot vzduchu nad 1 °C a denních úhrnů srážek od počátku října až do konce července. Oba ročníky tak společně porovnáváme s údaji dosažených jednotlivých fenologických fází rostlin pšenice z tabulky 2. Využíváme poznatek, že dosažení určité fenologické fáze pšenice je spojeno s konkrétní sumou teplot. Vidíme, že tato suma efektivních teplot byla vyšší na podzim 2017 než v roce 2016 a tomu i odpovídal větší nárůst odnoží před zimou 2017/18. Koncem března a na počátku dubna se sumy efektivních teplot v obou letech přiblížily a v tu dobu dosáhly pšenice shodně generativní fáze, kdy se začaly diferencovat základy budoucích klásků (dvojité hrbolky) na vzrostném vrcholu. Rychlejší nárůst sumy efektivních teplot po celé jaro 2018 zajistil i dřívější splnění sumy nutné pro dosažení fáze metání, pak kvetení i plné zralosti. V důsledku nedostatku srážek byla nižší kumulativní suma srážek v dubnu a květnu 2018, celkově vyšší byla suma globálního slunečního záření. To pak vedlo ke zrychlení vývoje a zrání pšenic až o 10 dní v roce 2018 ve srovnání s rokem 2017 a zároveň i negativně ovlivnilo jednotlivé výnosové prvky.

Závěry z obou vegetačních ročníků 2016/17 a 2017/18

• V obou zimních obdobích se vyskytla mrazivá období, kdy došlo k delšímu zmrznutí půdy. V zimě 2016/17 to bylo především v lednu a na počátku února, v zimě 2017/18 koncem února a na počátku března. V obou zimách porosty pšenice období mrazu překonaly, neboť pokles teplot půdy nebyl náhlý, ani tak intenzivní, aby došlo k úplnému vymrznutí rostlin; lokální poškození kořenů však nelze vyloučit. Obě zimy nám tak připomněly, že mrazivá období se mohou na území ČR stále vyskytovat.
• Ve vegetačním ročníku 2017/18 umožnil teplejší podzim 2017 větší nárůst biomasy rostlin, ale nižší otužení pšenic před zimou. Rychlý nástup vyšších teplot od dubna 2018 a jejich delší trvání oproti předchozímu jaru 2017 způsobily rychlejší vývoj rostlin a dřívější dosažení jednotlivých fenologických fází i sklizně v roce 2018. Zároveň však větší nedostatek vody v půdě a dosahování vyšších teplot půdy nad 35 °C v jarním období 2018, vedly k menšímu vzrůstu rostlin, nižšímu počtu produktivních odnoží, HTS a nižšímu výnosu v roce 2018 oproti roku 2017.
• Výnos pšenice je komplexní znak, kdy jednotlivé výnosové složky jsou ovlivňovány řadou abiotických a biotických faktorů, agrotechnických opatření a výraznou kompenzační schopností rostlin pšenice. Meteorologické faktory měřené přímo v porostu umožňují blíže charakterizovat vliv počasí na růst a vývoj pšenic na poli.

Literatura:

Prášil et al. 2018: www.vurv.cz/sites/File/2018 Zimovzdornost a mrazuvzdornost obilnin.pdf

Výzkum byl finančně podpořen z projektu MZe ČR RO0419 a QK1910269.

RNDr. Ilja Tom Prášil, CSc., Ing. Jana Musilová, Ing. Pavla Prášilová, Ing. Jiří Hermuth, RNDr. Klára Kosová, Ph.D., Mgr. Pavel Vítámvás, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. v Praze-Ruzyni
foto: I. T. Prášil