Regulace a prognóza zaplevelení v jarním ječmeni

03. 04. 2023 Ing. Jan Winkler, Ph.D., Ing. Igor Děkanovský Plevele Zobrazeno 1287x

V současné době je regulace plevelů postavena především na aplikaci herbicidů. Vysoká účinnost herbicidů ovšem vyvíjí extrémní selekční tlak na společenstva plevelů. Důsledkem je přežití pouze odolných druhů plevelů, případně vznik rezistentních populací plevelů. Změny v druhovém složení plevelů se projevují také rozšířením druhů invazních, které jsou vysoce adaptabilní na podmínky prostředí.

Význam herbicidů stoupá v podmínkách omezeného střídání plodin a redukovaného zpracování půdy. Vliv jednotlivých agrotechnických zásahů na výnos plodin se uvádí následovně. Aplikace herbicidů ovlivňuje výnos o 50 až 70 %, zpracování půdy přibližně o 10 % a volba předplodiny o 2 %. Aplikace herbicidů v současné době jasně zvyšuje výnosový potenciál většiny pěstovaných plodin.

Agrotechnické zásahy ovlivňují kromě výnosu plodin také vegetaci plevelů na orné půdě. Aplikace herbicidů sice zvyšuje výnos plodin, ale vede k vyššímu výskytu odolných druhů plevelů. Z dlouhodobého hlediska komplikuje vysoký výskyt odolných druhů regulaci plevelů. Tím se do popředí dostávají jiné typy regulací plevelů, jako je způsob zpracování půdy, preventivní opatření (čistota osiva, čistota organických hnojiv aj.) a vytvoření prognózy zaplevelení.

Vliv zpracování půdy na plevele

Zpracování půdy bylo a stále je jedním z prostředků, jak plevele regulovat. Zpracování půdy ovšem vegetaci plevelů ovlivňuje jen z 10 až 15 %. V současné době dochází k silné preferenci redukovaných technologií zpracování půdy, u kterých je plevelohubný efekt orby většinou nahrazen aplikací herbicidů.

Zmenšení zpracovávané hloubky půdy vede k výraznému nárůstu zaplevelení v prvních letech. V následných letech dochází k poklesu intenzity zaplevelení u jednoletých druhů a druhová pestrost klesá. Problematické jsou vytrvalé plevele. V podmínkách redukovaného zpracování půdy nastává jejich prudký rozvoj a intenzita jejich výskytu je dána účinností chemické regulace.

Minimalizace a bezorebné systémy zpracování půdy ovlivňují půdní semennou banku, distribuci semen plevelů v různých hloubkách, klíčení a vzcházení plevelů a dynamiku růstu plevelů. Hromadící se organické látky a posklizňové zbytky plodin na povrchu půdy zachycují aplikovaný herbicid a snižují jeho účinnost.

Z našich dlouhodobých pozorování vyplývá, že odlišné zpracování půdy ovlivňuje intenzitu zaplevelení jarního ječmene jen omezeně, ovšem počet druhů plevelů klesá se zmenšující se hloubkou zpracování půdy. Naopak velké rozdíly byly zaznamenány v počtu plevelů mezi jednotlivými lety u redukovaného zpracování půdy. U varianty s klasickým zpracováním se více vyskytovaly druhy, jejichž semena jsou schopna dlouhodobě přežívat v půdní semenné bance (merlík bílý, hořčice rolní, opletka obecná, rozrazily).

Merlík bílý (Chenopodium album) - pozdně jarní skupina plevelů

Hořčice polní (Sinapis arvensis) - časně jarní skupina plevelů

Opletka obecná (Fallopia convolvulus) - časně jarní skupina plevelů

Rozrazil perský (Veronica persica) - přezimující skupina plevelů

U variant s minimalizačním zpracováním se snadněji prosazují druhy vytrvalé (pcháč oset, svlačec rolní) a druhy, které tvoří velmi rychle velké množství ihned klíčivých semen (laskavce, svízel přítula). U varianty s přímým setím se vyskytovaly především druhy z čeledí hvězdicovitých (mleč zelinný, locika kompasová, heřmánkovec nevonný) a lipnicovitých (chundelka metlice, lipnice roční, mrvka myší ocásek).

Pcháč oset (Cirsium arvense) - skupina vytrvalých plevelů

Svízel přítula (Galium aparine) - přezimující skupina plevelů

Vliv střídání plodin na plevele

Střídání plodin můžeme považovat za jeden z nástrojů agrotechniky, který je šetrný k životnímu prostředí a omezuje zaplevelení. Dodržování zásad střídání plodin a volba vhodné předplodiny umožňuje udržet nízkou úroveň zaplevelení, která neohrožuje výnos plodiny, a dovoluje snížit množství používaných herbicidů.

Nižší intenzitu zaplevelení lze dosáhnout i střídáním plodin s odlišnou dobou vegetace. Na plevele působí velmi nepříznivě především odlišné termíny setí a sklizně plodin a různorodé termíny aplikace herbicidů. Vyšší druhová rozmanitost plevelů byla prokázána při použití pestrých osevních postupů na rozdíl od pěstování plodin po sobě v monokulturách. Střídání plodin vytváří nepříznivé podmínky pro některé druhy plevelů a omezuje jejich reprodukční schopnost. Diverzifikace pěstovaných plodin umožňuje snížit intenzitu zastoupení dominantních plevelů a zvýšit druhovou bohatost plevelů. Vyšší druhová pestrost plevelů brání dominantnímu zastoupení obtížně regulovatelných druhů plevelů, vede k vzájemné konkurenci plevelů, a tím omezuje vysoké zaplevelení.

Pěstování obilnin po obilninách zvyšuje velikost populace plevelů a množství biomasy plevelů, přičemž se snižuje jejich druhová pestrost a vzniká dominance jednoho nebo několika málo druhů s velkou konkurenční silou. Důsledkem snižování rozmanitosti ekosystémů pěstováním pouze tržních plodin je přežívání jen těch druhů plevelů, kterým tyto podmínky umožní se rozmnožit. Při zařazení pšenice ozimé po obilnině bylo zaplevelení přibližně o 40 % vyšší než u pšenice pěstované po širokolistých plodinách. Při pěstování pšenice ozimé jako třetí obilniny v řadě na stejném pozemku se zaplevelení zdvojnásobilo.

Časté pěstování obilnin po sobě může být přerušeno zařazením meziplodiny. Význam meziplodin je mnohostranný. V první řadě obohacují půdu o organickou hmotu, zadržují živiny v orniční vrstvě, omezují větrné a vodní eroze, a také omezují zaplevelení. Uvádí se, že čím je pokryvnost meziplodin vyšší, tím je nižší výskyt plevelů. Ovšem růst biomasy meziplodin je výrazně ovlivňován průběhem počasí. Meziplodiny mohou potlačovat plevele a výdrol především konkurencí o světlo, vodu a živiny nebo uvolňováním alelopatických látek. Ovšem pro úspěšné potlačení plevelů je velmi důležitý rychlý vzestup a zapojení porostů meziplodin.

Úhorník mnohodílný (Descurainia sophia) - přezimující skupina plevelů

Penízek rolní (Thlaspi arvense) - přezimující skupina plevelů

Vliv počasí na plevele

Podmínky rozvratu klimatu vyvolávají potřebu adaptace pěstování plodin, především uplatnění nových technologií šetřících vodu, šlechtění plodin na odolnost vůči stresu a vývoj nových pesticidů. Těmto novým podmínkám je vystavena i vegetace plevelů na orné půdě.

Rozvrat klimatu a nové životní podmínky prostředí působí na konkurenceschopnost plevelů a plodin a mění vztahy mezi nimi. V průběhu času tedy může dojít ke změnám v šíření a zastoupení plevelů, v druhovém složení plevelů a především v jejich škodlivosti. Globální rozvrat klimatu ovlivní šíření druhů plevelů, a to především druhů invazních.

Pro vzcházení plevelů je zásadní termín předseťové přípravy a setí plodin, kdy časné výsevy plodiny podporují rané klíčení a vzcházení plevelů. Kromě toho významnou roli hrají srážky a teplota. Právě meteorologické charakteristiky jsou často využívány v prognóze a signalizaci výskytu řady škodlivých organizmů.

Vysoce propracované jsou metody prognózy výskytu patogenů a škůdců plodin. Tyto metody využívají podrobné znalosti biologie škodlivých organizmů a vhodnosti meteorologických podmínek pro jejich vývoj. Předpověď rizika napadení plodin houbovými patogeny vychází zejména z údajů o srážkách a teplotách. Jako příklad lze uvést metody pro prognózu napadení révy vinné plísní révovou (Plasmopara viticola) a brambor plísní bramboru (Phytophtora infestans). Existují modely pro prognózu výskytu některých druhů rzí (Puccinia) a padlí (Erysiphe) v porostech pšenice. Podobně propracované jsou i metody prognózy výskytu škůdců. Zde je využívána zejména znalost spodního prahu vývoje daného druhu a sumy efektivních teplot, kterou je třeba dosáhnout, aby organizmus dospěl do určitého vývojového stadia.

Na základě zpracování výsledků vývoje zaplevelení v dlouhodobé monokultuře jarního ječmene je zřejmé, že některé meteorologické charakteristiky souvisejí se změnami v intenzitě zaplevelení. Změny v zaplevelení jsou uvedeny v grafech 1 až 4. Průběh teplot a úhrny srážek v určitých měsících patrně ovlivňují dormanci semen v půdní semenné bance, klíčení plevelů a následně i intenzitu zaplevelení.

Výsledky zaplevelení prokázaly pozitivní korelaci mezi počtem mrazových dnů a intenzitou zaplevelení. Lze tedy konstatovat, že vyšší počet mrazových dnů v období od října do dubna zvyšuje v porostech jarního ječmene klíčivost plevelů. Negativní korelace byla nalezena mezi počtem plevelů na jedné straně a maximální denní teplotou v dubnu na straně druhé. Zvýšení teplot v jarním období může navodit dormanci nebo vést k rychlejšímu odpaření vody z půdy. Dostupnost vody je tak omezena, semena nemohou bobtnat a následně klíčit. Vyšší teploty v dubnu vedou k poklesu klíčivosti a nižšímu zaplevelení na jaře. Pozitivní korelace byla zaznamenána mezi počtem plevelů a úhrnem srážek v listopadu, prosinci a v dubnu. Dostatek půdní vlhkosti v hloubce do 0,10 m v období od října do prosince narušuje dormanci semen plevelů a zvyšuje klíčení plevelů v jarním období.

Analýzou ekologických faktorů (průběhu počasí) a výskytu plevelů se zlepší porozumění vzájemných vztahů mezi nimi. Reakce jednotlivých druhů plevelů na tyto faktory jsou velmi různorodé, což znesnadňuje formulaci obecných závěrů. Nicméně některé druhy plevelů velmi významně reagují na průběh výkyvů teplot a srážek během roku, jak uvádí řada literárních zdrojů.

Graf 1: Vývoj zaplevelení časně jarních druhů plevelů

Graf 2: Vývoj zaplevelení pozdně jarních druhů plevelů

Graf 3: Vývoj zaplevelení přezimujících druhů plevelů

Graf 4: Vývoj zaplevelení vytrvalých druhů plevelů

Prognózy zaplevelení

Velká variabilita vlastností plevelů, odlišné reakce jednotlivých druhů na podmínky prostředí a přežívání jejich plodů a semen v půdní semenné bance jsou významnými překážkami pro vytvoření metody prognózy zaplevelení na základě průběhu počasí.

Rostlinolékařská péče v integrovaném zemědělství využívá řadu prognostických modelů a sledování výskytu škodlivých organizmů přímo v porostech. Ovšem v současnosti není k dispozici žádný model umožňující vytvořit prognózu zaplevelení na základě průběhu počasí. Problematika výzkumu vztahů mezi plevely a průběhem počasí naráží na řadu úskalí a těžkostí. Mezi překážky můžeme zařadit chybějící dlouhodobá pozorování plevelů a průběhu počasí v rámci dlouhodobých pokusů. Právě dlouhodobé polní pokusy jsou řadou institucí omezovány nebo rušeny, i když patří z vědeckého hlediska k nejcennějším. Velkou komplikací je dále vysoká variabilita populace plevelů. K vyhodnocení těchto vztahů je nutné využít principů umělé inteligence. Dále je zde výrazná neochota některých vědeckých autorit k hledání nových cest a výrazná ekonomická síla trhu prostředků na ochranu rostlin.

Průběh počasí působí na semena plevelů v půdní semenné bance a ovlivňuje jejich fyziologické procesy. Možnost předpovědět klíčení plevelů podle průběhu počasí by dovolila přizpůsobit mechanickou i chemickou regulaci plevelů, a tím zvýšit její efektivitu. Ovšem pro vytvoření předpovědi zaplevelení chybí prognostický model.

Předkládané výsledky osvětlují některé vztahy mezi průběhem počasí a plevely a jsou prvním krokem k vytvoření algoritmů jako základu pro prognostický model.

Ing. Jan Winkler, Ph.D.¹, Ing. Igor Děkanovský ²; ¹ Mendelova univerzita v Brně, ² Fakultní nemocnice Brno