Pěstitelská opatření ke zmírnění dopadu sucha u brambor

Ing. Martin Král

Doctoral thesis

Grower measures for mitigate the effect of drought on potatoes

Abstract:

Problém zemědělského sucha, jak ukázalo posledních několik let, se týká i území ČR. Zkušenosti z let 2012, 2013 a především 2015 či 2018, přinesly oživení diskuze nad problémem zemědělského sucha, zejména zmírnění jeho dopadů u polní produkce. Zvláště potřebné je řešit dopady sucha u plodin, které jsou z hlediska hlavních produkčních částí náročné na dostatečné zásobení vodou, případně na její nedostatek reagují výrazným omezením růstu těchto částí. Brambory jsou jednou z těchto polních plodin a v případě deficitu srážek během tvorby či nárůstu hlíz působí sucho velké problémy. Z důvodu nahodilosti a částečně i azonálnosti zemědělského sucha v posledních letech bude zapotřebí tento problém řešit na celém území systémově a komplexně. Vzhledem k omezenosti vodních zdrojů bude muset být pozornost výzkumu zaměřena i na výzkum a chování samotných rostlin, zejména poznání reakcí rostliny a úlohy jednotlivých částí rostliny ve stresových podmínkách. Téma disertační práce je tak zaměřeno na aktuální problém a mohlo by přispět k jeho řešení, tedy ke zmírnění dopadů sucha při pěstování brambor. Vícestupňové pojetí řešení se snaží vycházet ze znalostí komplexu půda-voda-rostlina, proto shromažďuje řadu poznatků z oblasti hydropedologie, fyziologie a částečně i epigenetiky rostlin. Zároveň je snaha, aby řešení vycházelo i z možností a potřeb pěstitelů brambor. Pozornost je v experimentech zaměřena zvláště na tvorbu hlíz za omezených vláhových podmínek. Dále je v práci snaha pracovat s fyziologickým potenciálem rostlin, jehož důkladná znalost může pomoci při řešení otázek spojených se zmírněním dopadů stresu ze sucha u brambor. Předložená práce k obhajobě disertační práce zahrnuje úvod, vědecké hypotézy, cíle práce, literární část, metodiku, přehled výsledků a přehled použité literatury.V teoretické části práce je věnována pozornost problematice povětrnostních podmínek a sucha při pěstování brambor i s nástinem možného budoucího vývoje s řešením jeho dopadů v podmínkách ČR. Dále je zde zpracován přehled dosavadního poznání a zahraničního výzkumu zaměřeného na řešení dopadů sucha zejména z oblasti fyziologie a pěstitelských technologií. Další část pojednává o významu půdního mikroklimatu na dynamiku tvorby hlíz. V části „Metodika“ jsou popsány všechny použité metody a postupy spojené s experimenty. Sledovány byly jak růstové a produkční ukazatele, tak i půdní parametry, přičemž použité metody byly přímé i nepřímé. Výsledková část zahrnuje vybrané výsledky, doplněné komentářem. Výsledky polních pokusů přinesli zjištění, že pšeničná sláma (2,5 a 4,5 t/ha) použitá jako mulč na povrchu hrůbků významně zvýšila nárůst konzumních (nad 40 mm) hlíz v podmínkách sucha. Rovněž kompost zapravený před výsadbou a kompost aplikovaný jako mulč působili pozitivně a byl u nich zaznamenán pozitivní trend nárůstu konzumních hlíz. Tyto opatření zlepšili vláhové poměry v půdě a tím přispěli k optimalizaci pěstebních podmínek. Dále opatření přispěli ke zmírnění povrchového odtoku a zlepšili tak zadržování vody mezi hrůbky, kdy byla významně omezena ztráta půdy odtokem. Ve výsledcích pokusu ověřování exponované sadby byl zaznamenán pozitivní trend nárůstu hlíz u trsů pocházejících ze sadby s omezenou závlahou během tuberizace (SS1) a tuberizaci i kvetení (SS3) v podmínkách omezené závlahy.

Abstract:

The problem of agricultural drought, how it been shown in the last years, also relates to the territory of the Czech Republic. Experiences of 2012, 2013 and, in particular 2015 or 2018 years, brought revival discussions relating to the problem of agricultural drought, especially the mitigation its impacts on plant production. It is particularly necessary to deal with impacts of drought on crops demanding for sufficient water supply from the point of view of the main productive parts, which are, in the case lack of precipitation, affected by a significant decrease in the growth of these parts. Potatoes are one of these field crops, and in the case of deficit in precipitation during the formation or growth of the tubers, such big problems arise. From reasons of unpredictability and also partial azonallity of agricultural drought in the last years, it will be necessary to solve this problem systematically and comprehensively within the whole Czech Republic. Due to the limitations of water resources, attention will have to be focused on the research and behavior of the plants themselves, especially on understanding of plant responses and the role of individual parts of plants in stress conditions.The aim of dissertation is focused on the current problem and could contribute to its solution, i.e. how to mitigate the effects of drought in potato cultivation. The multistage concept of the solution attempts to build on the knowledge of the soil-water-plant complex, therefore it will together bring a number of knowledge in the field of hydropedology, plant physiology and partly plant epigenetics. At the same time, there are efforts for solution that would allow for options and needs of potato growers. Attention is given to experiments focused on the development of tubers under the stress conditions. Next effort is oriented on working with the physiological potential of plants, whose thorough knowledge can help at dealing issues related to mitigating the impacts of drought stress on potato plants.The thesis submitted to the state doctoral examination includes introduction, scientific hypothesis, aims of work, literary part, methodology, overview of obtained results and a list of used literature.The theoretical part of the thesis zoomed in problems of climatic conditions and drought in potato cultivation including outline of possible future development, with the solution of its impacts in the conditions of the Czech Republic. Next here is processed an overview of existing knowledge and foreign research focused on solution of impacts drought, in particular of plant physiology and cultivation technologies. Another part deals with the importance of soil microclimate at the dynamics of tuber formation. In the part of the methodology, all methods and procedures connected with experiments are described. Both growth and production indicators as well as soil parameters were observed, both methods being direct and indirect. The part of results includes the obtained results, supplemented by a brief commentary. The results of field experiments revealed that the wheat straw in doses of 2.5 and 4.5 t/ha, used as a mulch on the surface of the furrows significantly increased the growth of consumer (over 40 mm) tubers in dry conditions. Compost prepared before planting and compost applied as a mulch showed positive trend of increasing consumption tubers. These measures improved soil moisture and thus helped to optimize growing conditions. Furthermore, the measures contributed to the mitigation of surface runoff and thus improved water retention in the furrows, where the loss of soil by runoff was significantly reduced. Concerning to the results of the experiment verifying exposed seedlings, a positive trend of tuber growth was observed in clumps originating from seedlings with limited irrigation during tuberization (SS1) and tuberization and flowering (SS3) in conditions of limited irrigation.

Keywords

brambory, sucho, stres, výnos, hlízy, stresová paměť, půdní vláha, kompost, mulč

Keywords

drought, stress, yield, tubers, stress memory, potatoes, soil water, compost, mulch

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 11. 2020

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Ivana Capouchová, CSc.
• Reader: Jůzl Miroslav, Ing., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Crop Science / Special Crop Science