Sledování vlivu sadby chmele na jeho morfologické, kvalitativní a kvantitativní ukazatele

24. 01. 2020 Ing. Václav Bazika; Česká zemědělská univerzita v Praze Osivo a sadba Zobrazeno 2199x

V současnosti se výběr dodavatele chmelové sadby jeví jako rozhodující faktor pro úspěšné pěstování chmele a uspokojení poptávky obchodních firem po chmelu - odrůdě ŽPČ. Z tohoto důvodu bylo v rámci disertační práce provedeno sledování výsadeb chmele z let 2012 až 2016 odrůdy ŽPČ od dodavatele sadby Chmelařský Institut v lokalitě Chrášťany u Rakovníka.

Pozorování a pokusy ve chmelnicích

V rámci sledování výsadeb chmele byly hodnoceny morfologické znaky chmele a porovnávány s úředním popisem odrůdy Žatecký poloraný červeňák (ŽPČ), dále byl sledován výnos chmelových hlávek a jejich kvalita. Sledování probíhalo na osmi pokusných pozemcích mezi lety 2017 až 2019 na celkové výměře 18 ha.

Dodavatel sadby - Chmelařský Institut (CHI) při prodeji sadby deklaroval dodacím listem a fakturou odrůdu Žatecký poloraný červeňák, klon 72. Výsadba prostokořenných kořenáčů byla provedena ve variantách - rychloobnova porostu a výsadba s odstupem 5 let po likvidaci původního porostu. Výsadba proběhla vždy v podzimním období do vyvrtaných jamek. U varianty „rychloobnova“ byly staré chmelové rostliny před samotnou výsadbou odstraněny pomocí orby a ve sloupových řadech pomocí pásového rypadla. Lze tedy konstatovat, že na pokusných pozemcích nezůstaly zbytky starých rostlin. Následně bylo aplikováno dusíkaté vápno.

V pokusných letech 2017, 2018 a 2019 byla prováděna u pokusných variant standardní agrotechnická opatření, jako je mechanizovaný řez chmele v termínu vždy od 15. 4. do 24. 4., řez a další agrotechnická opatření byla prováděna dle metodiky: Integrovaný systém pěstování chmele vydané Chmelařským institutem Žatec. Na pokusné plochy byla shodně ve všech letech dodána doplňková závlaha formou mikropostřiku v dávce 120 mm vody v období od první dekády července až do konce první dekády srpna.

Sledování morfologických znaků

Morfologické znaky sledovaných stanovišť (výsadby z materiálu CHI z let 2012–2016, výměra 18 ha) byly hodnoceny pomocí klasifikátorů (výchozí literatura pro hodnocení - Klasifikátor descriptor list genus Humulus L., Rígr, Faberová, 2000) a porovnány s úředním popisem odrůdy ŽPČ. Na pokusných plochách bylo zjištěno, že zkoumané výsadby vykazují každoroční významné odchylky od úředního popisu odrůdy ŽPČ. V pokusných letech 2017 a 2018 byly nejvýznamnější odchylky od popisu odrůdy shledány zejména ve výrazně opožděné době kvetení, velmi malé velikosti hlávek (obr. 2-5) a v mohutném objemu vrcholu rostliny - tzv. kyjovitý habitus s velmi vysoce nasazenými hlávkami a řídkém vynutí rostlin. V pokusném roce 2019 byly nejvýznamnější rozdíly shledány opět v opožděné době kvetení, velmi malé velikosti hlávek a v kyjovitém habitu rostlin. Lze konstatovat, že v pokusném roce 2019 rostliny vykazovaly celkově slabší vzrůst oproti roku 2017 i 2018 a to i přes to, že v roce 2018 byly pokusy částečně zasaženy krupobitím.

Obr. 1: Standardně narostlá chmelová hlávka odrůdy ŽPČ

Obr. 2: Projev somaklonální variability vzniklé při množení chmele in vitro

Obr. 3: Porovnání standardní hlávky s hlávkami zakrnělými

Obr. 4: Hlávky nedostatečně vyvinuté až zakrnělé

Obr. 5: Hlávky nedostatečně vyvinuté až zakrnělé

Obr. 6: Mohutný habitus chmelových rostlin

Výnos hlávek

Výnos hlávek byl hodnocen na variantě rychlobnova, výsadba z roku 2015 a 5letý odstup výsadeb, výsadba z roku 2014. Výnos hlávek se na pokusných variantách pohyboval v rozmezí od 0,4 t/ha do 0,9 t/ha. Výnos byl zjištěn očesáním 100 rév a zvážen v čerstvém stavu. Pro přepočet na suchý chmel byla uvažována plná obsazenost jednoho hektaru chmelnice a koeficient sušení byl zvolen pro všechny pokusné roky shodně 4. Z grafu 1 vyplývá, že nebyly shledány významné rozdíly ve výnosu mezi variantou rychloobnovy a pětiletého odstupu výsadeb.

Graf 1: Výnos suchých hlávek z 1 ha

Kvalita hlávek

Kvalita hlávek je vyjádřena obsahem alfa a beta kyselin, jejich vzájemným poměrem a obsahem silic. Vzorky z pokusného stanoviště (varianta 5 let po likvidaci původního porostu) byly rozborovány metodou EBC. 7.7 tedy kapalinové chromatografie v soukromé laboratoři a tyto výsledky byly posléze ověřovány v laboratoři VÚPS, Praha. Z tabulky 1 vyplývá, že pokusná plocha vykazovala meziroční kolísání v hodnotách alfa kyselin. Celkově nejvyššího obsahu alfa kyselin bylo dosaženo v roce 2017 a to 3,75 %, obsah beta kyselin byl v tomto roce 3,57 %. Poměr alfa a beta kyselin byl v roce 2017 vyšší než 1, což je v rozporu s typickými hodnotami pro odrůdu ŽPČ. V letech 2018 a 2019 bylo dosaženo nízkého obsahu alfa kyselin, a to konkrétně 1,15 % v roce 2018 a 2,60 % v roce 2019. Celkové hodnoty alfa a beta kyselin shrnuje tabulka 1.

Objem silic byl ve vzorcích stanoven v rozmezí 0,16–0,28 ml/100 g vzorku. Naměřené hodnoty jsou v porovnání s typickým obsahem silic pro odrůdu ŽPČ nízké. Při analýze jednotlivých složek silic byly zjištěny nízké obsahy zejména myrcenu (16,6 % rel.) a linalolu (0,15 % rel.). Zastoupení linalolu v testovaných vzorcích bylo každoročně na nízké hodnotě v porovnání s typickými hodnotami uváděnými pro odrůdu ŽPČ. Výsledky analýzy silic shrnuje tabulka 2.

Tab. 1: Obsah alfa a beta kyselin

Tab. 2: Zastoupení silic

Porovnání výsledků s popisem odrůdy ŽPČ

Z výše uvedených výsledků vyplývá významná odchylnost sledovaných rostlin deklarovaného ŽPČ od úředního popisu odrůdy. Podobné výsledky hodnocení morfologických znaků odrůdy ŽPČ od dodavatele Chmelařský Institut uvádějí ve svých závěrech i ostatní autoři a odborníci. Beneš et al. (2017) konstatuje, že při vizuálním posuzování porostů byly zjištěny anomálie v růstu, kdy většina hlávek nedosahuje typické odrůdové velikosti nebo se vůbec nevyvinuly. U všech kontrolovaných porostů se celoplošně vyskytují rostliny standardně narostlé, s abnormálními projevy nadpolovičním množstvím násad nedostatečně vyvinutých a zakrnělých hlávek, jež nedosahují typické odrůdové velikosti a vyrovnanosti. Barborka et al. (2018) uvádí, že 93 % rostlin v hodnoceném porostu vykazuje znaky, které se neshodují s úředním popisem odrůdy ŽPČ.

Krofta, Brynda, Nesvadba (2010) konstatují, že klony-rostliny odrůdy ŽPČ mají středně mohutný vzrůst, tvar chmelového keře je pravidelný válcovitý. Vegetační doba je 122–128 dní. Tvrzení výše uvedených autorů je v rozporu s výsledky hodnocení morfologických znaků z let 2017–2019. Tyto dokládají odlišnost výsadeb chmele z materiálu Chmelařského Institutu z let 2012– 2016 od standardu ŽPČ.

Urban (2018 b) v souhrnné zprávě monitoringu chmele v roce 2018 uvádí hodnoty obsahu alfa kyselin deklarované odrůdy ŽPČ na několika sledovaných lokalitách, přičemž na pěti stanovištích z celkových deseti hodnocených byly zjištěny hodnoty do 1,8 %. Nesvadba et al. (2012) uvádějí typické hodnoty alfa kyselin pro odrůdu ŽPČ v rozmezí od 2,5–4,5 %. Tento výsledek nekoresponduje s naměřenými hodnotami alfa kyselin v pokusných letech 2018 ani 2019. Nesvadba et al. (2012) dále uvádí typický poměr alfa a beta kyselin pro odrůdu ŽPČ menší než 1. Krofta, Patzak (2011) zjistili, že i při 20% příměsi odrůdy Sládek v Žateckém poloraném červeňáku byl poměr alfa a beta kyselin v tomto vzorku 0,65. Poměr alfa a beta kyselin v roce 2017 na pokusném stanovišti byl dle měření laboratoře i kontrolního měření ve VÚPS vyšší než 1, konkrétně 1,05, respektive 1,13. Zjištěné výsledky z pokusných let 2017, 2018, 2019 naznačují značnou proměnlivost kvalitativních znaků sledovaných rostlin odrůdy ŽPČ a lze konstatovat, že se neshodují s hodnotami typicky uváděnými pro odrůdu ŽPČ. Urban (2017) konstatuje, že ÚKZÚZ nemůže potvrdit ani vyvrátit, zda-li se jedná o odrůdu ŽPČ. Toto tvrzení dokládá i Krofta, Patzak (2011), kteří uvádějí typické hodnoty obsahu alfa kyselin pro ŽPČ 2,5–5 %.

Krofta, Patzak (2011) uvádějí hodnoty kohumulonu v rozmezí 22–25 % rel. a kolupulonu 39–43 % rel. V roce 2019 byly zjištěny u jednoho vzorku hodnoty obsahu kohumulonu 25,4 % rel. a kolupulonu 44,3 %. V roce 2017 byly zjištěny na pokusné lokalitě hodnoty kohumulonu 23,0 % a kolupulonu 44,6 %. Lze konstatovat, že na pokusných rostlinách byly zjištěny vyšší obsahy zejména kolupulonu, než je uváděno pro odrůdu ŽPČ.

Procházka (2017) ve výsledcích svých pokusů s biologicky aktivními látkami uvádí výnos odrůdy ŽPČ v roce 2017 v rozmezí 1,18–1,58 t/ha. Altová (2017, 2018) uvádí průměrný výnos odrůdy ŽPČ pro rok 2017 v Žatecké oblasti 1,26 t/ha a pro rok 2018 0,96 t/ha. V letech 2017–2019 nebyl u sledovaných rostlin dosažen výnos převyšující 1 t/ha. Přepočtený hektarový výnos se pohyboval v rozmezí od 0,4–0,9 tun/ha. U variant rychloobnova a odstup výsadeb nebyly v daném roce shledány významné rozdíly v dosaženém výnosu hlávek. Tento výsledek potvrzuje i Urban (2018 a) a konstatuje, že v čísle konstrukce 236 v k. ú. Chrášťany vykazovalo 100 % rostlin odlišnost od odrůdy ŽPČ a dodává, že existuje důvodná pochybnost, že míra výskytu odchylných rostlin neposkytuje záruku výnosu, který je deklarován pro odrůdu ŽPČ.

Nesvadba et al. (2012) uvádí typické hodnoty obsahu silic pro ŽPČ v rozmezí 0,4–0,8 g/100 g vzorku. Tento výsledek nekoresponduje s výsledky z pokusných let 2017–2019 na sledovaných stanovištích, kdy byly naměřeny celkové hodnoty obsahu silic v rozmezí od 0,16 g/100 g vzorku do 0,28 g/100 g vzorku. Ve sledovaných letech byly naměřeny hodnoty linalolu v rozmezí 0,15–0,24 % rel. Tyto hodnoty nekorespondují s tvrzením Nesvadby (2012), který uvádí hodnoty linalolu pro ŽPČ v rozmezí 0,4–0,6 % rel.

Při kontrole ÚKZÚZ v roce 2017 byly v kontrolovaných výsadbách ŽPČ zakládaných mezi lety 2012–2016 nalezeny odlišné fenotypové vlastnosti od odrůdy ŽPČ, proto v roce 2017 proběhl komisionální odběr vzorků chmele z kontrolovaných porostů na rozbory DNA. Vzorky byly odebrány v plodných výsadbách v k. ú. Chrášťany těsně před sklizní chmele a byly odvezeny pracovníky ÚKZÚZ do Chmelařského institutu v Žatci. Celkem bylo odebráno 5 vzorků a anonymně označeno, následně byli 2 z nich na žádost laboratoře odebrány duplicitně ale označeny byly již názvem dotčeného zemědělského podniku. Dle Patzaka (2017) jeden z testovaných vzorků neodpovídal žádné testované odrůdě z databáze 256 odrůd světového sortimentu, šlechtitelského materiálu a planých chmelů. Proto byla provedena statistická analýza příbuznosti, která potvrdila, že vzorek č. 3 patří do skupiny původních evropských chmelů a jedná se tak zřejmě o planý či zplanělý chmel. Patzak, Henychová (2018) uvádějí, že molekulárně genetické metody založené na analýze DNA jsou v současné době spolehlivé, neboť je již dostatečně popsán systém markerů pro přesné určení pěstovaných genotypů.

I vlastní analýza Chmelařského Institutu tedy potvrdila, že v genetickém materiálu - sadbě dodané Chmelařským Institutem, která je množena v in vitro kultuře, dochází k jakémusi štěpení, či degradaci. Macková, Griga (2018) uvádějí, že klíčovým problémem a příčinou genetických/epigenetických změn sadby chmele odrůdy ŽPČ od dodavatele Chmelařský Institut je jednoznačně extrémní délka trvání kultury in vitro. Kultury byly zakládány v letech 1988, 1996, 1998. V rámci dlouhodobé mikropropagace probíhají opakované cykly ozdravování (termoterapie), které dále zvyšují pravděpodobnost genetických epigenetických změn. Jednotlivé mikropropagované meriklony jsou před předáním uživatelům (pěstitelům chmele) smíchány a evidence historie jednotlivých meriklonů není zaznamenávána. Takto množený materiál představuje riziko nejen pro pěstitele, ale v první řadě pro zachování klonově uniformní a geneticky stabilní kultury chmele dané odrůdy.

Peredo et al. (2009) popisují epigenetické změny již ve dva roky staré kultuře chmele. V případě ŽPČ lze očekávat jak epigenetické, tak i genetické změny (dědičné) změny. Macková, Griga (2018) dále uvádějí, že epigenetické změny spočívají v hypermetylaci, hypometylaci DNA, způsobující změnu genové exprese (včetně změny fenotypu). Genetické změny spočívají ve vzniklé mutaci v primární struktuře DNA (delece, inserce).

Závěr

Patzak (2019) uvádí, že testovaná rostlina ŽPČ, u které bylo zjištěno, že její DNA neodpovídá odrůdě ŽPČ, prokazatelně vznikla zkřížením ŽPČ s planým samčím genotypem a jako semenáč se vyskytuje v kultuře. Toto tvrzení uvádí i Hejda (2019). Vzhledem k četnosti výskytu odlišných rostlin v porostech ŽPČ napříč ČR založených sadbou z Chmelařského Institutu - mezi 80 až 100 % lze předpokládat, že opravdu mohlo dojít ke zkřížení mateční rostliny s planým samčím genotypem u dodavatele a pak se jako příměs (avšak příměs až do výše 100 %) v sadbě dostala mezi pěstitele do produkčních výsadeb.

Z výsledků našeho sledování morfologických změn v pokusných letech 2017, 2018, 2019 i výsledků kontrol a monitoringů ÚKZÚZ v letech 2017, 2018, 2019 napříč ČR vyplývá, že s největší pravděpodobností v minulosti došlo ke genetickým změnám s následnou změnou fenotypu u sadby odrůdy ŽPČ z produkce Chmelařského Institutu. Příčiny změn fenotypu a genetické změny popisuje i Macková, Griga (2018). Patzak (2019) nevylučuje ani epigenetické změny při množení in vitro, jakož ani jejich dopad na fenotypové projevy. Urban et al. (2019) konstatují, aby mohla být zahájena seriózní diskuze o nápravě, je nutné, aby CHI, jako dodavatel vadné sadby, neprodleně ukončil nepravdivé informování pěstitelů o příčinách degradace odrůdy ŽPČ (počasí, agrotechnika, ošetření, plasticita odrůdy, atd.) a přijal taková opatření, která povedou k odrůdově pravé a čisté sadby ŽPČ.

Urban, Grůza (2019) konstatují, že dle protokolu CPVO TP/227/1 z roku 2006 je hlavní metodou při registraci odrůd, a tím i při určování odrůdové pravosti zkoumání morfologických znaků sloužících k identifikaci odrůdy a sestavení úředního popisu. Řešení situace s vadnou sadbou chmele bude nutné věnovat pozornost a ve spolupráci s ÚKZÚZ vyřešit problém certifikace sklizených hlávek z těchto „vadných - odlišných“ porostů vedených v registru chmelnic jako ŽPČ. Pěstitelé chmele se dostávají do situace, kdy vědomě vydávají prohlášení producenta chmele, kde deklarují odrůdu ŽPČ i přes to, že výsledky státního monitoringu chmele dokazují, že dotčené výsadby vykazují znaky, které se neshodují s popisem odrůdy ŽPČ. Tímto jednáním dochází k poškozování jména odrůdy ŽPČ a obchodní firmy i pivovary jsou uváděny v omyl.

Použitá literatura je k dispozici u autora.

Seznam použité literatury

Altová, M. 2019. Situační a výhledová zpráva chmel, pivo - prosinec 2018, Ministerstvo zemědělství, Praha, 59 s., ISBN 9788074344862

Altová, M. 2017. Situační a výhledová zpráva chmel, pivo - prosinec 2017, Ministerstvo zemědělství, Praha, 56 s., ISBN 9788074344091

Barborka, V., Grůza, J., Jirková, A., Urban, J. 2018. Záznam o monitoringu chmele II, ÚKZÚZ, Žatec

Beneš, D., Barborka, V., Nesvadba, Z. 2017. Protokol o kontrole, ÚKZÚZ, Brno, č.j. ÚKZÚZ 085180/2017

Hejda, L. 2019. Reakce na zpochybňování ŽPČ, Svaz pěstitelů chmele, Žatec

Krofta, K., Brynda, M., Nesvadba, V. 2010. Rajonizace českých odrůd chmele, Chmelařský institut, Žatec, 76 s., ISBN 9788087357040

Krofta, K., Patzak, J. 2011. Zjišťování autenticity českých odrůd chmele pomocí chemických a molekulárně-genetických analýz, Kvasny prum 57: 296–304

Macková, H., Griga, M. 2018. Znalecký posudek na posouzení příčin změn morfologických vlastností chmele odrůdy Žatecký poloraný červeňák, klon 72, Agritec, výzkum, šlechtění a služby, Šumperk

Nesvadba, V., Polončíková, Z., Henychová, A., Krofta, k., Patzak, J. 2012. Atlas českých odrůd chmele, Chmelařský institut s.r.o., Žatec, 28 s., ISBN 9788087357118

Patzak, J., Henychová, A. 2018. Evaluation of genetic variability within actual hop (Humulus lupulus L.) cultivars by an enlarged set of molecular markers, Czech J. Genet. Plant Breed. 10.17221/175/2016 - CJGPB

Patzak, J. 2017. Protokol o molekulární DNA analýze, Chmelařský institut, Žatec

Patzak, J. 2019. Oponentský posudek, Chmelařský institut, Žatec

Peredo, EL. 2009. in Macková, H., Griga, M. 2018. Znalecký posudek na posouzení příčin změn morfologických vlastností chmele odrůdy Žatecký poloraný červeňák, klon 72, Agritec, výzkum, šlechtění a služby, Šumperk

Procházka, P., 2017. Prospěšnost použití biologicky aktivních látek v produkci chmele online. Agromanual, cit. 2019-9-4. dostupné z https://www.agromanual.cz/cz/clanky/vyziva-a-stimulace/stimulace/prospesnost-pouziti-biologicky-aktivnich-latek-v-produkci-chmele

Urban, J., Grůza, J. 2019. Odpověď na žádost ze dne 15.2. 2019, ÚKZÚZ, Brno, č.j. ÚKZÚZ 033725/2019

Urban, J., Dobiášová, B., Faktor, M., Boleloucký, P., Šafaříková, R., Povolná, A., Beneš, D., Grůza, J. 2019. Rozbor příčin neúplného přenosu genetické informace v procesu výroby sadby chmele v kultuře in vitro, ÚKZÚZ, Brno

Urban, J. 2017. Závěrečné stanovisko k žádosti ze dne 1.8. 2017 a 18.8.2017, ÚKZÚZ, Brno, č. j. ÚKZÚZ 099392/2017

Urban, J. 2018 a. Odborný posudek monitoringu chmelnic, ÚKZÚZ, Brno

Urban, J. 2018 b. Souhrnná zpráva z monitoringu chmelnic v roce 2018, ÚKZÚZ, Brno