VLIV SUCHA NA OBSAH ŽIVIN JEDNOTLIVÝCH DRUHŮ PÍCNIN Dr. Ing. Jiří Třináctý, Ing. Michal Richter  AgroDigest s.r.o., Pohořelice Produkce a kvalita pícnin v období sucha Česká technologická platforma rostlinných biotechnologií – Rostliny pro budoucnost Výzkumný ústav pícninářský, spol s r.o.; AgroDigest s.r.o.; Mendelova univerzita v Brně Brno, Národní výstava, 12. 5. 2017

Nástroj sledování dopadů na zemědělství: aplikace: INTERSUCHO - vybrané parametry (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD ) LICENCE A ODPOVĚDNOST Veškerá data a informace obsažené na těchto stránkách/mapách mohou být kdykoliv kýmkoliv stahována, rozmnožována a v nezměněné podobě s uvedením zdroje rozšiřována.

(CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Intenzita sucha (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Aktuální stav půdní vlhkosti vyjádřený v 7 bodové škále v kontextu vláhových poměrů v daném období mezi léty 1961-2010 v rozlišení 500 m.

Nasycení půdního profilu (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Relativní nasycení půdy vyjádřené ve stupnici 0 = profil neobsahuje žádnou pro rostliny dostupnou vláhu a 1 = obsah vody v půdě dosáhl nejméně hodnoty polní kapacity, v rozlišení 500 m.

(CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Zásoba vody v půdě (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Aktuální obsah vláhy dostupné pro rostliny v půdním profilu vyjádřené v mm vodního sloupce v rozlišení 500 m.

Dopady sucha na vegetaci (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Odhad relativní kondice vegetace vzhledem k normálnímu stavu odvozeného z údajů sezón 2000-2015 s využitím instrumentu MODIS a to agregovaném rozlišení 5 km s ohledem na nutnou redukci šumu.

(CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Dopady na zemědělství (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Odhadované dopady sucha na výnosy hlavních plodin. Mapa vzniká díky spolupráci s agronomy, ovocnáři a lesníky z desítek okresů ČR.

Deficit zásoby vody v půdě (CzechGlobe, Mendelova Univerzita v Brně, STÁTNÍ POZEMKOVÝ ÚŘAD) Mapa zobrazuje odchylku půdní vláhy (mm) od obvyklé zásoby vody v půdě v daném období.

Vliv sucha na rostliny - dopad na obsah živin volně - Brázdil, Trnka et al., 2015 1 - Redukce růstu - prodlužování buńěk reaguje zvláště citlivě již velmi malé ztrátě vody - pokles turgoru v listech - k zastavení růstu dojde dříve než se objeví vadnutí listů 2 - Změna morfologie rostliny - nadzemní orgány - deaktivace růstového metabolizmu - pokles aktivity v listech - snžení spotřeby vody a živin - kořeny - stimulace růstu - zvýšení příjmu vody a minerálních látek - tyto změny vedou ke zvýšení poměru kořenů k nadzemní části rostliny 3 - Změny na rostlinách - redukce odnožování u trav - tvorba latentních pupenů - opad listů, plodů - redukce počtu průduchů - zvýšení počtu epidermálních trichomů (zvýšení odrazivosti) - reprodukce - urychlení

Vliv sucha na rostliny - dopad na obsah živin 4 - Reprodukční orgány - urychlení kvetení u jednoletých rostlin - zpoždění kvetení u vytrvalých rostlin 5 - Buněčný metabolizmus - zvýšení obsahu stavebních prvků - snížení syntézy bílkovin a pletiv - zvýšení koncentrace polyaminů a aminokyselin (zvláště prolin) - zvýšení koncentrace cukrů - zvýšení obsahu nitrátů (snížení aktivity nitrátreduktázy) - hydrolýza škrobu (zvýšení aktivity alfa-amylázy) 6 - Výsledek: - snížení rychlosti růstu nadzemní biomasy - pokles indexu listové plochy (plocha listů na jednotku plochy půdy) - snížení produkce sušiny a výnosu semen

Vliv sucha na výnos a kvalitu kukuřice na siláž http://fyi.uwex.edu/discoveryfarms/2012/08/corn-silage-soil-and-forage-nutrients-and-cover-crops/ Ferreira et al, 2016

Potřeba vody v průběhu vegetace u kukuřice (Kranz, 2008) Legenda: křivka A – průměr, křivka B – v jednotlivých letech, Tassel – tvorba lat, Blister – tvorba blizen

Vliv nedostatku vláhy v různých fázích vývoje na snížení výnosu zrna kukuřice (Černík, 2013)

Vliv nedostatku vláhy na výnos sušiny a obsah základních živin u kukuřičné siláže (Ferreira et al, 2015) Vláhový deficit v r. 2012 (označeno žlutě).

Vliv mírného deficitu vláhy na obsah ligninu v listech kukuřice (Vincent et al, 2005) D: obsah ligninu dle pozice na listu kukuřice E: obsah ligninu v listu kukuřice v čase Mild deficit = mírný deficit (vláhy) Při mírnějším vláhovém deficitu se u listů kukuřice snižuje biosyntéza ligninu, což může zvyšovat stravitelnost vlákniny.

Mléko na hektar (kg/ha) Vliv stresu ze sucha na výnos a kvalitu kukuřičné hmoty vyhodnocený pomocí systému Milk 2006 (Lauer, 2007) Suché roky označeny žlutě. Oblasti v USA, roky Výnos sušiny (t/ha) NDF (%) Škrob (%) NDFD (%) Mléko na tunu (kg/t) Mléko na hektar (kg/ha) Chippewa 2003 15,7 55 27 64 1550 24000 2004 18,2 45 33 63 1700 31000 2005 14,6 54 21 57 1500 22000 2006 13,2 52 18 59 20000 Marshfield 56 23 67 1600 21000 15,9 49 29 66 27000 16,4 48 26000 42 35 60 25000 Spooner 13,5 53 1650 16,1 51 9,9 19 15000 6,1 46 24 65 10000 Průměry Normál 16,0 50 1642 26167 Sucho 11,9 61 1583 18833 Hlavní důsledky stresu ze sucha u kukuřičné hmoty: pokles výnosu snížení obsahu škrobu snížení produkce mléka z hektaru Pokles kvality kukuřičné siláže vyjádřený v produkci mléka na tunu je pouze minimální.

Akumulace dusičnanů u kukuřičné hmoty v důsledku stresu ze sucha (Vaughn, 2012) Dusičnany se v rostlinách kukuřice stresovaných suchem kumulují v dolní třetině stébel. Silážní proces je schopen redukovat obsah dusičnanů o 20 až 50 %. Opatření při sklizni kukuřice na siláž: stanovení obsahu dusičnanů před sklizní sklízet na vyšší strniště nesklízet ihned po dešti (skokově narůstá obsah dusičnanů) nechat dobře zfermentovat siláž stanovit obsah dusičnanů v krmené siláži zkrmovat dle obsahu dusičnanů (následující slide)

Doporučený podíl kukuřičné siláže v krmné dávce podle obsahu dusičnanů (Steinke, 2012)

Vliv sucha na výnos a kvalitu víceletých pícnin (jeteloviny, trávy) http://agritech.tnau.ac.in/agriculture/foragecrops_kudiraimasal.html https://blogs.lincoln.ac.nz/dryland/2015/03/09/drought-at-ashley-dene-update-on-rainfall-and-planning-for-autumn-recovery/

Vliv zásobení vodou na změnu obsahu dusíku u víceletých pícnin (metanalýza (75 prací) – Dumont et al., 2015) Při nižším zásobení vodou lze zaznamenat tendenci ve zvyšování obsahu dusíku.

Vliv sucha a dalších faktorů na výnosové prvky a živinovou hodnotu vojtěšky

Vliv zásobení vodou, teploty a typu půdy na výšku lodyh u vojtěšky (Petit et al., 1992) písčito-hlinitá půda jílovitá výška lodyhy vlhkost chladno výška lodyhy písčito-hlinitá půda jílovitá vlhkost Legenda: W – mokro, O – optimum, D - sucho

Vliv zásobení vodou a teploty na listovou plochu u vojtěšky (Petit et al., 1992) vlhkost chladno vlhkost Legenda: W – mokro, O – optimum, D - sucho

Vliv zásobení vodou a teploty na podíl listy / lodyhy u vojtěšky (Petit et al., 1992) vlhkost chladno vlhkost Legenda: W – mokro, O – optimum, D - sucho

Vliv zásobení vodou, teploty a typu půdy na obsah proteinu u vojtěšky (Petit et al., 1992) písčito-hlinitá půda jílovitá vlhkost chladno písčito-hlinitá půda jílovitá vlhkost Legenda: W – mokro, O – optimum, D - sucho

Vliv zásobení vodou, teploty a typu půdy na obsah ADF u vojtěšky (Petit et al., 1992) chladno vlhkost ADF teplo vlhkost ADF Legenda: W – mokro, O – optimum, D - sucho

Vliv zásobení vodou, teploty a typu půdy na obsah ADL u vojtěšky (Petit et al., 1992) Pozn.: Za tepla byl publikován pouze vliv typu půdy na obsah ADL chladno ADL vlhkost Legenda: DA - písčito-hlinitá půda, R – jílovitá půda, W – mokro, O – optimum, D - sucho

Vliv sucha na živinovou hodnotu u trav

Vliv zásobení vodou a druhu trávy (jílek vytrvalý, srha laločnatá) na obsah proteinu (Jensen et al., 2003) Jílek vytrvalý Srha laločnatá Zásobení vodou (mm/den)

Vliv zásobení vodou a druhu trávy (jílek vytrvalý, srha laločnatá) na obsah NDF (Jensen et al., 2003) Jílek vytrvalý Srha laločnatá Zásobení vodou (mm/den)

Vliv zásobení vodou a druhu trávy (jílek vytrvalý, srha laločnatá) na obsah stravitelné NDF (dNDF) (Jensen et al., 2003) Jílek vytrvalý Srha laločnatá Zásobení vodou (mm/den)

Vliv zásobení vodou a druhu trávy (jílek vytrvalý, srha laločnatá) na in vitro skutečnou stravitelnost sušiny (IVTD) (Jensen et al., 2003) Jílek vytrvalý Srha laločnatá Zásobení vodou (mm/den)

Odezva daného parametru na stres ze sucha (%) Vliv stresu ze sucha na změnu parametrů živinové hodnoty víceletých pícnin (metanalýza – Dumont et al., 2015) Odezva daného parametru na stres ze sucha (%) Čísla na ose Y - počet dat TNC – celkové nestrukturální sacharidy, WSC – vodorozpustné cukry, starch – škrob, Dig - stravitelnost

Experiment USA Georgia – porovnání dvou hybridů Troskutu prstnatého v suchých a normálních letech (Saha et al., 2016) Troskut prstnatý Cynodon dactylon (L.)Pers - Bermuda Grass Odrůdy Coastal – běžný hybrid Tifton 85 – hybrid šlechtěný na vyšší stravitelnost Hodnocené roky 2006 – normální 2007 – suchý 2008 – suchý 2009 – normální Sledované parametry Lignin Obsah stravitelné NDF (dNDF48h)

Obsah ligninu - Experiment USA Georgia – porovnání dvou hybridů Troskutu prstnatého v suchých a normálních letech (Saha et al., 2016) Hodnocené roky 2006 – normální 2007 – suchý 2008 – suchý 2009 – normální sucho Odrůda Coastal běžná odrůda obsah ligninu nebyl suchem ovlivněn Odrůda Tifon-85 šlechtěná na vyšší stravitelnost NDF obsah ligninu se v suchých letech navýšil na úroveň běžných hybridů

Závěr – důležitým ukazatelem není obsah ligninu ale jeho struktura. Stravitelnost NDF - Experiment USA Georgia – porovnání dvou hybridů Troskutu prstnatého v suchých a normálních letech (Saha et al., 2016) Porovnávané roky 2006 – normální 2007 – suchý Coastal Tifon-85 Porovnávané roky 2008 – suchý 2009 – normální Hybrid Tifon-85 dosahuje vyšší stravitelnost NDF i v suchých letech, i když se u něho navýšil obsah ligninu. Závěr – důležitým ukazatelem není obsah ligninu ale jeho struktura. V aktualizovaném Cornellském systému je nahrazen nestravitelnou NDF (uNDF-240)

Děkuji za pozornost