Ako porozumieť javom fialového zafarbenia a nerovnomerného rastu mladej kukurice

24. 02. 2018 Ing. Marek Jakubec; Pioneer Hi-Bred Slovensko Technologie pěstování Zobrazeno 4646x

Pri vzchádzaní kukurice nie je nijako nezvyčajné, keď majú mladé rastliny fialkastý odtieň alebo nerovnomerný skorý rast. Niektorým pestovateľom kukurice takéto javy spôsobujú starosti. No vždy keď sa fialová farba stratí - zvyčajne po fáze šiesteho listu - zmiznú aj obavy pestovateľov. Hlavnými cieľmi pestovania kukurice sú dobrá zberateľnosť a výška úrody, pričom aktuálne poznatky dokazujú, že fialová farba mladých rastlín nemá vplyv ani na jedno z uvedeného.

Obavy vyvolané fialovým zafarbením rastliniek kukurice sú pochopiteľné. Ak niečo nefunguje správne, pestovatelia chcú vedieť príčinu problému. Čo je príčinou sfialovenia kukurice? Je to nepriaznivý jav? Bude mať vplyv na vývin alebo úrodu kukurice? Čo sa s týmto javom môže alebo musí urobiť?

Tento článok sa zaoberá faktormi, ktoré môžu ovplyvniť fialové zafarbenie vzídenej kukurice a skúma ďalší jav u mladých rastlín, ktorým je nerovnomerný skorý rast. Je dôležité uvedomiť si, že aj keď sa obidva tieto javy vyskytujú počas fázy skorého rastu kukurice, navzájom nesúvisia.

Obr. 1:Takéto fialové zafarbenie nemá vplyv na kvalitu porastu, rast ani na úrodu

Čo spôsobuje fialové zafarbenie kukurice?

Fialové zafarbenie kukurice nie je nový jav. Na základe pozorovaní sa vyskytuje už dlhoročne v mnohých líniách a hybridoch po celom svete. Divorastúca kukurica, akú je možné nájsť v chladných horských oblastiach Peru a Mexika, je často fialová.

Fialová farba mladej rastliny kukurice je často výsledkom toho, že sa prejavujú gény zodpovedné za tvorbu pigmentu antokyanínu. Niektoré rastliny majú podobné gény. Napríklad javory červené majú na jar červeno sfarbené listy, pričom iné odrody javora majú zelené listy. Podobne je aj väčšina kapúst zelená, no existuje aj červená kapusta. Rozdiely medzi odrodami - kukurice, javora alebo kapusty - sú spôsobené génmi zodpovednými za tvorbu pigmentu. Tento genetický znak spolu s inými vlastnosťami, ktoré nie sú badateľné, sa dedí v rámci hybridu alebo odrody.

Väčšina pestovanej kukurice obsahuje päť až osem génov potrebných na produkciu fialovej farby. U niektorých hybridov sú prítomné ďalšie tri gény, pričom niektoré z týchto génov sú citlivé na chlad. Keď sú vystavené nízkym teplotám, u mladých rastlín je vyvolané sfialovenie. Na spustenie procesu sfialovenia rastlín sú adekvátnymi nočné teploty vzduchu 4,5 až 10 °C v období, keď sú denné teploty na úrovni 15–21 °C.

Tieto gény citlivé na teplotu sa prejavujú len v mladých rastlinách pred fázou šiesteho listu. Vzhľadom na to, že je pravdepodobné, že skoro na jar budú každý rok niekde chladné teploty, hybridy s uvedenými ôsmimi génmi na tvorbu pigmentu budú pravdepodobne každú jar produkovať určitú časť fialových rastlín.

Fialové pigmenty sa môžu hromadiť aj v dospelých rastlinách, no pigmentácia v takýchto prípadoch vyplýva z pôsobenia iných génov. Šľachtitelia kukurice často používajú takéto hybridy s génmi zodpovednými za fialové listy a listene na označenie pokusých parciel pri testovaní úrodnosti.

Obr. 2: Tento prierez tkaniva listu kukurice ukazuje nahromadené antokyanínové pigmenty. Všimnite si, že fialová pigmentácia sa vytvorila v hornej vrstve buniek a nemá vplyv na obsah chlorofylu v rastline.

Výskum nepreukázal žiaden rozdiel

Testovanie rastlín kukurice, ktoré vykazujú geneticky spôsobené fialovenie vo fáze skorého rastu, nepreukázalo nepriaznivé účinky na metabolizmus, rast, tvorbu chlorofylu ani úrodu. Stres spôsobený chladnými teplotami, ktorý vyvoláva fialovenie, však už vplyv na skorý rast rastlín má. Chladné teploty spomaľujú rast bez ohľadu na to, či je kukurica fialová alebo zelená. Výskumníci, ktorí študujú fialovú kukuricu, nespozorovali žiadny rozdiel medzi účinkami stresu z chladu spojenými s fialovými rastlinami v porovnaní so zelenými. U hybridov s tvorbou fialového pigmentu sa zistilo, že keď boli vystavené nízkym teplotám, obsahovali také isté množstvo chlorofylu (zelený pigment) ako hybridy, ktoré zostali zelené pri pestovaní za rovnakých chladných podmienok.

Pri šľachtení kukurice výskumníci vyberajú rodičovské línie a hybridy s významnými ekonomickými charakteristikami. Gény zodpovedné za fialové zafarbenie nie sú do nových línií zámerne začlenené, ani z nich nie sú vyčlenené. Niektoré z dnešných najpopulárnejších hybridov nesú gény spôsobujúce fialovenie a bežne sa sfarbia do fialova, keď sú vystavené chladným teplotám vo fáze skorého rastu rastlín. Mnohé z týchto hybridov majú konzistentne vysoký úrodový potenciál.

Mladé rastliny kukurice, ktoré sa sfarbujú do fialova, vyrastú zo sfarbenia po fáze šiestich listov. Táto situácia môže nastať rýchlo v prípade, že sa počasie oteplí a kukurica rýchlo rastie, alebo môže ísť o pomalý proces, ak poveternostné podmienky zostanú chladnými, čo spomaľuje rast koreňov aj hlavnej stonky u mladých rastlín. Pomalší rast zapríčiňujú chladné teploty - nie fialový pigment.

Väčšina výskytov fialových mladých rastlín je výsledkom kombinácie chladného počasia a génov prítomných v rastline. Renomovaní dodávatelia osív by vám mali vedieť povedať, či má konkrétny hybrid tendenciu sfarbiť sa do fialova v chladných podmienkach.

Obr. 3: Stupeň prejavu génov zodpovedných za fialovenie je u každého hybridu iný

Nedostatok fosforu

Príznaky nedostatku fosforu boli charakterizované ako akumulácia fialových pigmentov v listoch. Pravdepodobný nedostatok fosforu je možné určiť stanovením hladiny fosforu pomocou pôdnych testov a preskúmaním použitých programov hnojenia. Ak je prítomný dostatok fosforu, pridaním ďalšieho fosforu fialové rastlinky nezozelenejú.

Ako dokážu pestovatelia rozpoznať rozdiel medzi geneticky daným sfialovením a príznakmi nedostatku fosforu:

Ako prvé je nutné preskúmať farbu rastlín na celom poli. V prípade, že sa fialová farba na celom poli vyskytuje rovnomerne, príčina je pravdepodobne genetická.
Ak je výskyt fialového zafarbenia pomerne nepravidelný, môže to znamenať, že rastliny v týchto oblastiach majú obmedzený prísun fosforu.
Ak sú rastliny už po rannej fáze (majú viac ako šesť až osem listov) a majú fialové zafarbenie, pravdepodobne ide o nedostatok fosforu.

Stres má vplyv na skorý rast

Niektoré stresové faktory, ktoré obmedziujú dostupnosť fosforu, môžu tiež spôsobovať aj nerovnomerný skorý rast. Zelené aj fialové rastliny kukurice môžu vykazovať nerovnomerný vývin mladých rastliniek. Je len málo nevyvrátiteľných dôkazov, ktoré vysvetľujú, prečo na jar dochádza k nerovnomernému rastu vzchádzajúcich rastlín, pretože môže byť prítomných množstvo faktorov prostredia. Stres spôsobený nízkymi teplotami je faktorom, ktorý môže interagovať s variabilnými pôdnymi podmienkami, hĺbkou uloženia osiva, zhutnením pôdy, umiestnením hnojiva a množstvom rastlinných zvyškov.

Doslova každá rastlina kukurice má pre svoj rast unikátne prostredie a vzhľadom na to dochádza k určitej nerovnomernosti vo vývine rastlín. Pestovatelia by sa mali znepokojovať, len keď bude nerovnomerný rast mimoriadne veľký. Je možné, že bude potrebná agrotechnická stratégia zameraná na minimalizáciu niektorých stresových faktorov, ktorým sú mladé rastliny vystavené.

Najzásadnejším posúdením stresu, ktorému boli mladé rastliny vystavené, je kvalita založenia porastu (početnosť rastlín). Ak došlo k redukcii porastu, môže byť obmedzený výnosový potenciál. Ak sú dosiahnuté adekvátne počty rastlín v poraste, väčšina údajov z výskumu ukazuje, že rast mladých rastliniek má malý vplyv na konečné úrody. Moderné pôdohospodárstvo však tlačí mladé rastliny do čoraz viac stresových prostredí. Medzi faktory zvyšujúce stresovú záťaž na vzídené rastliny patria:

Chladné pôdy: Skorá sejba zvyšuje pravdepodobnosť nízkych teplôt v priebehu vzchádzania a skorého rastu rastlín. Minimálne spracovanie pôdy zanecháva viac zvyškov na povrchu pôdy a tým je pôda izolovaná a neskôr sa zohreje.
Obrábanie pôdy: Zmeny v systémoch obrábania pôdy majú za následok menej rovnomerné osivové lôžko. Dochádza k väčšej premenlivosti z hľadiska prevzdušňovania, umiestnenia osiva a taktiež aj hĺbky sejby.
Zhutnenie: Zhutnené zóny môžu mať vplyv na vlhkosť pôdy pre proces klíčenia a obmedzovať rast korienkov a príjem živín.
Miesto aplikácie hnojiva: Aktuálne trendy v obrábaní pôdy majú za následok menej rovnomerné rozmiestnenie hnojiva v zóne koreňov. Veľká časť hnojiva je často lokalizovaná na povrchu alebo v blízko povrchu pôdy.
Aplikácia pesticídov: Nesprávna aplikácia chemických látok, vrátane nadmernej aplikácie, nerovnomernej aplikácie a nesprávneho zapravenia, je nákladnou chybou, ktorá môže mať vplyv na rast a výkon plodín. Vyhraďte si čas na kalibráciu aplikácií chemických látok tak, aby ste dodržali súlad s odporúčaniami na etiketách.

Najkritickejšími sú stresy, ktoré nedokážeme ovplyvniť, ako napríklad poveternostné podmienky. Či už je príliš horúco alebo chladno, príliš mokro alebo sucho, počasie bude len zriedka ideálne pre rast rastlín.

Obr. 4: Nerovnomerný skorý rast môže byť zapríčinený rôznymi environmentálnymi stresmi. Geneticky fialová kukurica a zelená kukurica sú rovnakou mierou citlivé na stres, ktorý spôsobuje nerovnomerný vývin. V tomto prípade bol nerovnomerný rast spôsobený nesprávnou aplikáciou amoniaku, pri ktorej sa nechal amoniak prísť do styku s mladými rastlinami.

Zo vzhľadu vzídených rastlín nie je možné predpovedať úrodu

Pestovatelia musia sledovať svoje plodiny vo rannej fáze vzídených rastlín, aby bolo možné pozorovať vývin a napraviť problémy ešte skôr, než sa stanú vážnymi.

Fialové vzídené rastliny signalizujú stres z chladu, no je nutné sa uistiť, že budú posúdené účinky stresu spôsobeného chladom na všetkých poliach, a to nielen tých s fialovými rastlinami. Nesmie sa zabudnúť ani na to, že založenie (početnosť) porastu je u vzchádzajúcich rastlín najkritickejším znakom, pretože rozdiely v poraste môžu mať vplyv na konečný úrodový potenciál.

Rastliny kukurice sú veľmi flexibilné. Dokážu vydržať veľkú časť stresov na začiatku sezóny a znova začať rásť a dosahovať dobré úrody. Vzhľad mladých rastlín spravidla nemá vplyv na konečnú úrodu plodiny, pokiaľ je vytvorený dostatočný porast.

Ak sú rastlinky fialové, je možné, že ide len o genetický znak, ktorý nebude mať vplyv na úrodu. Ak príčina nie je v genetickej výbave, potom môže byť príčinou skutočný alebo indukovaný nedostatok fosforu spôsobený stresom. „Indukovaný” (vyvolaný) nedostatok fosforu je často zapríčinený inhibíciou koreňového systému mladej kukurice. Vzhľadom na to, že inhibovaný koreňový systém nemôže prijímať dostatok fosforu pre normálny rast, v rastline sa hromadí prebytok cukrov a vznikajú fialové pigmenty.

Jedným z kľúčov k rozlišovaniu geneticky daného fialového zafarbenia od inhibície koreňov je rozmiestnenie fialových rastlín. Ak je rozmiestnenie takýchto rastlín po celom poli rovnomerné, pravdepodobne ide o genetický znak. Ak sa fialové rastliny objavujú iba v niektorých oblastiach poľa, môže to znamenať, že sa prejavila miera úrodnosti pôdy alebo potlačený vývoj koreňov. Inhibíciu skorého vývinu koreňov môžu spôsobiť niektoré z nasledujúcich faktorov:

chladná pôda a nízke nočné teploty,
suché chladné pôdy alebo vlhké, zle odvodnené pôdy,
plytká sejba,
zhutnená pôda,
zhutnenie osivovej ryhy,
poškodenie škodcom,
hubové ochorenie osiva,
prekrývajúce sa alebo nadmerné aplikácie herbicídov,
poškodenie hnojivom.

Ak majú mladé rastliny nerovnomerný vývin, je potrebné si uvedomiť, že niektoré z tých istých stresových faktorov, ktoré u rastlín inhibujú príjem fosforu, môžu spôsobiť aj nerovnomerný skorý rast. Medzi tieto faktory patrí teplota, typ pôdy, postupy obrábania pôdy, zhutnenie, vlhkosť, hnojenie, škodcovia, pesticídy a hybrid.

Vzhľad môže byť zavádzajúci. Zistite si fakty. Poznajte charakteristiky hybridu a prihliadajte na stresové faktory prostredia, ktoré by mohli mať vplyv na rast rastlín. Rozpoznajte všetky stresové faktory a porozumejte ich účinkom. Následne upravte regulovateľné faktory tak, aby ste dosiahli čo najlepšiu produkciu. Tieto opatrenia pomôžu zaistiť to, že vaše plodiny dosiahnu v čase zberu plný potenciál.