Využití vybraných mikroorganismů k ošetření osiva a ochraně rostlin hrachu setého a sóji luštinaté v ekologickém zemědělství

Bc. Karolina Nejedlová

Master's thesis

Use of selected microorganisms for seed treatment and plant control of field pea and soybean in organic farming

Abstract:

Luskoviny díky své schopnosti poutat vzdušný dusík sehrávají klíčovou roli v osevních postupech v ekologickém zemědělství. Zatímco hrách setý patří v ekologickém zemědělství k tradičně pěstovaným luskovinám, pěstování sóji luštinaté je v ekologickém systému spíše na počátku. Problémem při pěstování luskovin je jejich náchylnost vůči chorobám a škůdcům. Platí to zejména pro ekologické zemědělství, kde není možnost využívání tradičních chemických přípravků na ochranu rostlin a je tedy třeba hledat alternativní možnosti ochrany, šetrné vůči životnímu prostředí. Tato práce si kladla za cíl vyhodnotit vliv vybraných kmenů bakterií mléčného kvašení (BMK), entomopatogenních (EPF) a mykoparazitických (MEH) hub, použitých jednak k ošetření osiva hrachu setého (odrůda Avatar) a sóji luštinaté (odrůda Abaca), jednak k aplikaci na list během vegetace na vybrané produkční a kvalitativní parametry hrachu a sóji v rámci přesného polního pokusu, realizovaného v ekologickém systému pěstování na VS Praha-Uhříněves v roce 2023. U hrachu setého byl zaznamenán určitý pozitivní efekt ošetření osiva sledovanými mikroorganismy na vzcházivost porostu; naproti tomu v případě sóji luštinaté ošetření osiva počet rostlin na m2 po vzejití pozitivně neovlivnilo. V počáteční fázích růstu hrachu i sóji byly provedeny dva odběry rostlin pro posouzení vlivu ošetření osiva na vybrané vegetační parametry. Rozdíly mezi variantami s ošetřením osiva a neošetřenou kontrolou byly u obou plodin statisticky neprůkazné, ale u variant s osivem ošetřeným BMK, MEH i EPF se projevil mírně pozitivní efekt v podobě delších kořenů i nadzemní biomasy, a také větší hmotnosti sušiny kořenů a nadzemní části rostlin ve srovnání s kontrolou. U sóji luštinaté dosáhly nejvyšších výnosů varianty s kombinovaným ošetřením MEH osivo a BMK list, a BMK osivo a MEH list; u těchto variant byly současně stanoveny nejvyšší hodnoty HTS. U hrachu setého patřily naopak právě tyto varianty k výnosově nejslabším a jejich HTS dosahovala nejnižších hodnot. Sledované jakostní ukazatele (obsah N-látek a škrobu v sušině semen hrachu a sóji; u sóji ještě navíc obsah oleje v sušině semen) nebyly použitím mikroorganismů nijak ovlivněny. Celkově je možné uvést, že u hrachu ani u sóji jsme nezaznamenali ani u jednoho ze sledovaných mikroorganismů zřetelný trend lepších či horších výsledků; efekt jejich použití byl nejednoznačný a většinou nevýrazný. U obou plodin byl pokus ovlivněn některými nepříznivými okolnostmi – např. poškozením ptáky během vzcházení a v počátečních fázích růstu a zaplevelením především ve druhé polovině vegetace. To možná přispělo k tomu, že efekt použití testovaných mikroorganismů byl nižší, než jsme očekávali.

Abstract:

Legumes play a key role in crop rotation practices in organic farming due to their ability to bind atmospheric nitrogen. While peas are among the traditionally cultivated legumes in organic agriculture, the cultivation of soybeans is still in its early stages within organic systems. A challenge in legume cultivation is their susceptibility to diseases and pests. This is especially true for organic agriculture, where the use of traditional chemical plant protection products is not an option, necessitating the search for alternative environmentally friendly protection methods. The objective of this work is aimed at evaluating the impact of selected strains of lactic acid bacteria (LAB), entomopathogenic fungi (EPF), and mycoparasitic fungi (MEH) when used for treating the seeds of peas (Avatar variety) and soybeans (Abaca variety), as well as for foliar application during vegetation, on selected production and quality parameters of peas and soybeans. The study took place within a precise field experiment conducted in the organic farming system at VS Praha-Uhříněves in 2023. For peas, a certain positive effect of seed treatment with the monitored microorganisms on crop emergence was observed. On the contrary, for soybeans, seed treatment did not positively affect the number of plants per square meter after emergence. Two plant samplings were conducted during the initial vegetation period of both peas and soybeans to assess the impact of seed treatment on selected vegetative characteristics. Differences between variants of plants grown from treated seeds and untreated control samples were statistically insignificant for both crops. However, variants with seeds treated with LAB, MEH, and EPF showed a slightly positive effect, such as longer roots and aboveground biomass, as well as greater dry weight of roots and aboveground parts compared to the untreated control samples. For soybeans, the highest yields were achieved with variants combining MEH seed treatment and LAB foliar application, as well as LAB seed treatment and MEH foliar application. These variants also had the highest values of TKW (Thousand Kernel Weight). Conversely, for peas, these variants belonged to the lowest yielding ones, with the lowest HTS values. Quality indicators (content of nitrogen compounds and starch in the dry matter of pea and soybean seeds, and additionally oil content in the dry matter of soybean seeds) were not affected by the application of microorganisms. Overall, no clear trend of better or worse results was observed for either peas or soybeans with any of the monitored microorganisms. The effect of their use was ambiguous and mostly inconspicuous. Both crops in the experiment were influenced by some adverse factors, such as bird damage during emergence and early growth stages, and weed infestation mainly in the second half of the vegetation period. This may have contributed to the lower-than-expected effect of using the tested microorganisms.

Keywords

sója, ekologické zemědělství, biologická ochrana, výnosy, hrách, kvalita, produkce

Keywords

peas, soybeans, organic agriculture, biological control, yielding, quality of production

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2024
• Supervisor: prof. Ing. Ivana Capouchová, CSc.
• Reader: Petr Konvalina, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / specializace:
Agriculture and Rural Development / Organic Farming