Potenciál domácích a zahraničních odrůd pšenice ozimé a jarní pro pěstování v ekologickém zemědělství

Bc. Ema Holavová

Master's thesis

The potential of domestic and foreign winter and spring wheat varieties for growing in organic farming

Abstract:

V této práci byla popsána technologie pěstování pšenice v ekologickém zemědělství (EZ) a přiblížen proces šlechtění odrůd i v kontextu globálních výzev, zejména klimatické změny. Byl zpracován přehled současné situace s domácími a zahraničními odrůdami v Česku a všech sousedních státech. Dále byla představena charakteristika čtyř pokusných lokalit a byly popsány použité materiály a metody v rámci tříletého sběru, úprav a vyhodnocení dat sedmi parametrů devatenácti odrůd pšenice jarní (JP) a šestnácti odrůd pšenice ozimé (OP), které jsou také součástí mezinárodního projektu Ecobreed. Na základě výsledků bylo zjištěno, že OP má statisticky významně vyšší výnos, výšku rostlin, hmotnost tisíce semen (HTS) a číslo pádu (ČP) než JP. JP má naopak statisticky významně vyšší obsah bílkovin, hodnoty sedimentace (SDS) a objem pečiva. Lze také konstatovat, že do EZ jsou obecně vhodnější odrůdy odolné proti chorobám, vzrůstem spíše vyšší, s rychlým jarním růstem a pokryvností půdy (zejména u JP), efektivním využitím živin a spíše s vyšší HTS. Výstupem práce je také zjištění, že v úrodných oblastech dosahovala pšenice v EZ v porovnání s konvenčním zemědělstvím průměrně asi 80 % výnosů a více než 90 % hodnot kvalitativních parametrů a má zde velký potenciál. V méně úrodných oblastech je však nutné očekávat nižší výnosy a horší kvalitu. Do budoucna lze obecně počítat s rozšířením ploch v EZ, i když je potenciál pěstování pšenice v EZ ve státech EU značně odlišný. V rámci šlechtění odrůd pro EZ bude zásadní klást důraz nejen na odolnost a kvantitativní a kvalitativní vlastnosti odrůd, ale i na jejich testování v odlišných klimatických regionech a při rozdílné úrodnosti půdy. Přístupnost dat výkonnosti různých odrůd v konkrétním regionu a následně také možnost výběru nejvhodnějšího osiva dle pěstitelského cíle je pro zemědělce klíčem k úspěšnému pěstování. V tomto ohledu práce vyzdvihuje nutnost zlepšení dostupnosti odrůd pro EZ tak, aby naplnily rostoucí poptávku zemědělců a nastiňuje možnosti dalšího výzkumu. V rámci experimentů v systému EZ měly jedny z nejvyšších parametrů následující odrůdy: výška rostlin - Kärtner füher, Saludo (JP), Stupická bastard a Brandex (OP); obsah bílkovin - viz předešlé a také Pretty, Zenon (JP), Wendelin, ST1214/19 a Pirueta (OP); výnos - Izzy, SEC 588-18NZ.3, SG-1483-6, SEC 536-10-3, Eponia (JP), Ibarra, SG-S269-09, Liseta, ST1664/19, ST1518/19, Sultan a Pirueta (OP); HTS - SEC 514-11-12, SEC 536-10-3, SG S1483-16, Hystrix (JP), Wendelin, SG-S269-09 a Liseta (OP); OH - Kapitol, Alicia, SEC 588-18NZ.3, SEC 514-11-12, Hystrix (JP), Wendelin, Wiwa, Annie a ST1518/19 (OP); ČP - Kärtner früher, Saludo, SEC 544-12-1, SEC 536-10-3 (JP), Ibarra, ST1518/19, Wiwa a Annie (OP); SDS - Alicia, Pretty, Hystrix, SEC 588-18NZ.3, Kapitol (JP), Wiwa, ST1518/19, Annie, Butterfly, Penelope a ST 1664/19 (OP); objem pečiva - Sonett, Saludo, Kärtner früher, Pretty (JP), Annie, Butterfly, Illusion a ST1214/19 (OP).

Abstract:

This work described the technology of wheat cultivation in organic farming (OF) and presented the process of variety breeding within the context of global challenges, particularly climate change. This thesis outlined an overview of the current situation with domestic and foreign varieties in Czechia and neighbouring countries. Furthermore, it defined the characteristics of the four experimental sites, and introduced used materials and methods including the three-year data collection, modification, and evaluation of seven parameters of nineteen spring wheat varieties (SW) and sixteen winter wheat varieties (WW), which are also part of the international Ecobreed project. Based on the results, it was found WW has a significantly higher yield, plant height, thousand-grain weight (TGW), and falling number (FN) than SW. On the other hand, SW has significantly higher protein content, sedimentation (SDS), and baking volume. It can be concluded that disease-resistant varieties, with rather higher habitus, rapid spring growth and ground cover (especially for SW), efficient nutrient use, and higher TGW are generally more suitable for the organic farming system. The study also revealed that in fertile areas, wheat in OF achieved on average approximately 80 % yield and more than 90 % quality parameters compared to conventional farming, and thus has promising potential here. However, lower yields and lower quality must be anticipated in less fertile areas. An expansion of the area in OF can generally be expected in the future, although the potential for wheat cultivation in OF varies considerably in many EU countries. In the context of breeding varieties for the OF, it will be essential not only to focus on the resistance and quantitative and qualitative characteristics of varieties but also to test them in different climatic regions and with different soil fertility. The availability of data on the performance of varieties in a specific region, and consequently the possibility to select the most suitable seed according to the cultivation goal, is the key to successful cultivation for farmers. In this regard, the work highlighted the need to improve the availability of varieties for OF to meet the growing demand of farmers and points out opportunities for further research. In the OF experiments, the following varieties had one of the highest parameters: plant height - Kärtner füher, Saludo (SW), Stupicka bastard and Brandex (WW); protein content - the previous and also Pretty, Zenon (SW), Wendelin, ST1214/19 and Pirueta (WW); yield - Izzy, SEC 588-18NZ.3, SG-1483-6, SEC 536-10-3, Eponia (SW), Ibarra, SG-S269-09, Liseta, ST1664/19, ST1518/19, Sultan and Pirueta (WW); TGW - SEC 514-11-12, SEC 536 10-3, SG S1483-16, Hystrix (SW), Wendelin, SG-S269-09 and Liseta (WW); specific weight - Kapitol, Alicia, SEC 588-18NZ.3, SEC 514-11-12, Hystrix (SW), Wendelin, Wiwa, Annie and ST1518/19 (WW); FN - Kärtner früher, Saludo, SEC 544-12-1, SEC 536 10 3 (SW), Ibarra, ST1518/19, Wiwa and Annie (WW); SDS - Alicia, Pretty, Hystrix, SEC 588-18NZ.3, Kapitol (SW), Wiwa, ST1518/19, Annie, Butterfly, Penelope and ST 1664/19 (WW); baking volume - Sonett, Saludo, Kärtner früher, Pretty (SW), Annie, Butterfly, Illusion and ST1214/19 (WW).

Keywords

šlechtění rostlin, kvalitativní a kvantitativní parametry, porovnání, Ecobreed

Keywords

plant breeding, qualitative and quantitative parameters, comparison, Ecobreed

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 20. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Petr Dvořák, Ph.D.
• Reader: Radek Vavera, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

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