Využití biologických přípravků pro zvýšení vytrvalosti a výnosů porostů jetelovin

Ing. Martin Pisarčik

Doctoral thesis

Utilization of biological preparations for increasing of yield and stand longevity of forage legume crops

Abstract:

Cílem této práce bylo (i) posoudit morfologické parametry kořene jetelovin ve vtahu k výnosovému potenciálu porostů, (ii) analyzovat vliv přítomnosti travního komponentu v jetelovinotravní směsi ve vztahu ke kořenovému systému vojtěšky seté, (iii) stanovit efektivitu využití biologické ochrany a rostlinných stimulátorů při pěstování jetelovin, a to jak z pohledu napadení chorobami, tak i z hlediska výnosnosti a vytrvalosti porostů. Ze současných poznatků vyplývá, že proti kořenovým chorobám jetelovin u nás zatím neexistuje přímá ochrana. Snížit působení patogenních chorob je zatím možné pouze šlechtěním na odolnost a pěstitelskou prevencí (eliminace zhutnění půdy a poškození rostlin, vhodné pH a hnojení aj.). Současné pokroky v biologické ochraně rostlin však skýtají nové možnosti řešení tohoto problému. Pro ověření využití biologických přípravků v porostech jetelovin byly v roce 2016 založeny maloparcelkové pokusy s vojtěškou setou (Drválovice, odrůda Oslava) a jetelem lučním (stanice Větrov, odrůdy Callisto, Start). Pokusy byly během vegetace ošetřovány biologickými přípravky Albit a Polyversum. U jetele lučního byla aplikace přípravku Polyversum provedena ve dvou intenzitách. Hodnocen byl výnos sušiny a strukturaporostu. U všech uvedených pokusů se na podzim hodnotila hustota porostu, zdravotní stav rostlin a morfologie kořenového systému.  Výsledky této práce vyzdvihují roli vývoje kořenové morfologie v posouzení výnosového potenciálu porostů jetelovin, kde monitorování kořenového systému může pomoci s vysvětlením rozdílů mezi odlišnými experimentálními variantami. Větvení kořene, kořenové vlášení, průměr hlavního kořene, podíl nemocných rostlin a stupeň napadení kořene se ukázal být velmi důležitým parametrem při posuzování efektivity využití biologických přípravků u vojtěšky seté a jetele lučního. V porostech jetele lučního bylo jasně prokázáno, že aplikace přípravku Polyversum snižuje stupeň napadení kořenů a stimuluje větvení kořenů. Zvýšení výnosu o 18 % bylo zaznamenáno pouze při intenzivní aplikaci v posledním roce experimentu a bylo více spojeno se stimulací růstu rostlin než s ochranou proti chorobám. Intenzivní aplikace přípravku se však neukázala být během tříletého experimentu ekonomicky přijatelnou, stanovení přesného načasování aplikace je klíčovou výzvou pro další výzkum. V pokusu s vojtěškou měly biologické přípravky spíše negativní efekt. Snížení výnosu píce vojtěšky ve spojení se sníženým rozvojem kořenové morfologie a také nižší kvalitativní hodnotou píce bylo pozorováno při aplikaci přípravku Albit. Zjištěné negativní účinky pravděpodobně souvisejí s nevhodným načasováním aplikace a také s kombinací sucha. Současně tyto výsledky nesnižují potenciál využití biologických přípravků v porostech vojtěšky seté, ale zdůrazňují, že použití biologických přípravků v polních podmínkách můžou komplikovat složité interakce s ostatními necílovými organismy, rostlinami a prostředím. Pro pochopení všech těchto vztahů je třeba dalších výzkumů v této oblasti. Praktická doporučení a vyšší ekonomická efektivita využití biologických přípravků v porostech jetelovin nyní závisí na stanovení optimalizace načasování aplikace.

Abstract:

The objectives of the thesis were (i) to assess morphological parameters of clover roots in relation to yield potential of the stands, (ii) analyse the influence of the presence of grass component in clover-grass mixture in relation to the Lucerne root system, (iii) to determine the effectiveness of the use of biological protection and plant stimulators in the cultivation of clovers, both in terms of disease attack and in terms of profitability and persistence of the stands. From current findings, there is no direct protection against clover root diseases. Reduction of impact of pathogenic diseases can only be done by breeding for resistance and by prevention during the cultivation (elimination of soil compaction and damage to the plants, suitable pH, fertilization, etc.). However, recent advances in biological control offer new possibilities for solving this problem. To verify the use of biological products in legume crops, small-scale trials with Lucerne (Drválovice, Oslava variety) and clover (Větrov, Callisto and Start varieties) were established in 2016. Experiments were treated during the growing season using Albit and Polyversum. For red clover, the application of Polyversum was carried out in two intensities. Dry matter yield and structure of the stand were evaluated. For all of these experiments, plant density, plant health and morphology of the root system were evaluated during the autumn period.The results of this study highlight the role of the development of root morphology taking into account the clover crops yield potential, where the monitoring of the root system can assist with the explanation of the differences between the different experimental variants. Root branching, fibrous root mass, tap-root diameter, percentage of infected plants and plant root disease score have proved to be a very important parameters in assessing the effectiveness of the usage of biological preparations in Lucerne and red clover. It has been clearly demonstrated in red clover stands that application of Polyversum reduces the plant root disease score and stimulates root branching. An increase in yield of 18% was observed only with intensive application in the last year of the experiment and was likely associated with stimulation of plant growth rather than with protection against diseases. Intensive application can be used during a three-year experiment, but determining the exact timing of the application is a key challenge for further research. In the experiment with Lucerne, biological products had a rather negative effect. Lucerne forage yield reduction, in conjunction with a reduced root development and lower qualitative value of the forage was observed during application of Albit. The observed negative effects are likely to be related to inappropriate timing of the application with a combination of drought. At the same time, these results do not reduce the potential for the use of biological products in Lucerne stands, but highlight that the use of biological products in field conditions might complicate the interactions with other non-target organisms, plants and the environment. Further research in this area of interest is needed to understand all these relationships. Practical recommendations and greater economic efficiency in the use of biological products in clover stands now depend on determining the timing of the application.

Keywords

vytrvalost porostů, biologická ochrana, Pythium oliganrum, morfologie kořenů

Keywords

stand longevity, biologicel control, Pythium oligandrum, morphology of roots

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 10. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Josef Hakl, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Crop Science / Special Crop Science