Technika oceny odporności na niekorzystne warunki środowiska.

Nowo wyhodowana odmiana musi się charakteryzować dużą wartością gospodarczą (WGO). Na dużą wartość gospodarczą odmiany składa się plon i jego jakość. Wielkość plonu zależy od:

-wierności plonowania, która to właściwość uwarunkowana jest genami kumulatywnymi należącymi do różnych par alleli, których efekty działania się sumują;

-stabilności plonowania w różnych warunkach środowiska.

Genotyp rośliny określa potencjalny zakres plonowania i realizuje się on w określonych warunkach środowiska. Maksymalny plon dla danego genotypu może być osiągnięty w optymalnych warunkach środowiska.

Przyczyny obniżania wysokości plonu:

-wrażliwość roślin na choroby i szkodniki (czynniki biotyczne),

-wrażliwość roślin na niekorzystne czynniki środowiska (czynniki abiotyczne),

-zła agrotechnika - kiedy postęp techniczny nie nadąża za odmia­nowym.

Niekorzystne czynniki środowiska wpływające ujemnie na cechy decydujące o plonie:

l.Kompleks czynników powodujących wypadanie roślin w czasie zimy (niska temperatura, wahania temperatury na przedwiośniu, suche i mroźne wiatry, brak okrywy śnieżnej, okrywa śnieżna na nie zamarzniętej glebie, pokrywa lodowa, zastoiska wodne). Odporność roślin na kompleks tych czynników nazywamy zimotrwałością. Odporność na niską temperaturę to mrozoodporność.

2.Susza atmosferyczna i glebowa. Rośliny dobrze znoszące niedosyt wilgotności powietrza oraz niską wilgotność gleby są roślinami odpornymi na suszę.

3.Intensywne opady deszczu i gradu powodujące wyleganie roślin.

4.Duża wilgotność i wysoka temperatura połączona z krótkim okresem spoczynku nasion wywołujące porastanie nasion. Zjawisko porastania nasion przyczynia się do strat substancji odżywczych, powoduje pogorszenie wartości wypiekowej i dyskwalifikuje nasiona jako materiał siewny.

5.Wysoka temperatura i silne wiatry przy opóźnionym zbiorze (kombajnem) powodujące osypywanie się nasion.

6.Wysokie stężenie jonów H i Al w glebie powoduje zakwaszenie gleb (glin powoduje zaburzenia w podziałach mitotycznych komórek, następuje obniżenie dynamiki wzrostu roślin i osłabienie rozwoju korzeni zarodkowych).

7.Wysokie stężenie jonów Ca w glebie, powoduje zbyt wysoki odczyn zasadowy gleby.

8.Duża zawartość różnych soli w glebie, np. chlorku sodu i innych soli zawartych w nawozach mineralnych przy złym nawożeniu pól, może doprowadzić do zasolenia gleby i zamierania roślin na skutek ograniczonego pobierania wody mimo dostatecznej jej ilości w glebie.

Stres jako wynik działania niekorzystnych czynników środowiska

Niekorzystne czynniki środowiska, które powodują odwracalne lub nieodwracalne zmiany w rozwoju i wzroście roślin określamy jako stresogenne.

Stres jest to duże obciążenie organizmu żywego czynnikami zakłó­cającymi fizjologiczną równowagę. Początkowo stres nie zagraża życiu rośliny, lecz długie jego działanie może być zgubne. Jeżeli czynniki stresogenne działają z dużym natężeniem i przez względnie długi okres, to powodują uszkodzenia i zamieranie osobników w populacji, całych populacji i drastyczne zmniejszanie i pogarszanie plonu oraz ograniczają zasięg uprawy gatunku.

Odporność na stresogenne czynniki środowiska zależy od współdziałania wielu genów, możliwe jest wystąpienie zjawiska transgresji. Odporność roślin na stresogenne czynniki środowiska polega na zdolności do adaptacji i tolerancji ujemnych wpływów środowiska.

Tolerancja to zdolność odmiany (roślin) do wydawania względnie wysokiego plonu mimo niekorzystnych czynników środowiska.

Rośliny nie mają zdolności do poruszania się, mogą przystosować się do znoszenia i przeżywania stresów bez głębszych następstw ujemnych. Wrażliwość roślin na stresy jest z reguły cechą genetyczną, lecz modyfikowaną i uwarunkowaną rozwojem osobniczym i środowiskiem.

Metody hodowlane stosowane w hodowli odpornościowej na niekorzystne czynniki środowiska.

Hodowla odpornościowa jest trudna, bo czynniki środowiska działają kompleksowo, a odporność warunkowana jest poligenicznie. Powoduje to małą powtarzalność wyników doświadczalnych. Jednak występuje zróżnicowanie reakcji roślin na te czynniki, a wynika to z genetycznego uwarunkowania reakcji roślin na czynniki wywołujące stres. Metody hodowlane zależeć będą od określonego typu populacji (CL W, PPO, KLO) hodowanej odmiany odpornej i polegają na krzyżowaniu i selekcji. Metody hodowlane są takie same, jak według innych cech metoda rodowodowa, ramsz ów, rezerw, selekcja masowa, indywidualna- różnica dotyczy tylko metod (technik) selekcji. Jednocześnie z selekcją w kierunku wysokiego plonu prowadzi się selekcję w kierunku odporności na stresogenne czynniki środowiska. Niekiedy dużą rolę mogą odegrać indukowane mutacje poszerzające zmienność genetyczną pożądanych cech. Hodowla odpornościowa na stresogenne czynniki środowiska jest ważnym elementem wielu programów hodowlanych.

Selekcję genotypów odpornych lub tolerancyjnych na niekorzystne czynniki środowiska prowadzi się:

-na etapie tworzenia materiałów wyjściowych jako doboru form rodzicielskich do krzyżowania o pożądanych cechach ( dla konkretnych cech);

-w cyklu hodowlanym odmiany, selekcja pierwsza na etapie oceny pojedynków, a następnie linii, rodów lub klonów.

Metody oceny odporności materiałów hodowlanych stosowane w hodowli odpornościowej na czynniki stresogenne.

Metody oceny materiałów hodowlanych można podzielić na bezpośrednie i pośrednie.

Metody pośrednie (laboratoryjne - fizyczne, chemiczne) dotyczą poznania jakiejś właściwości rośliny, od której zależy odporność na nieko­rzystne czynniki środowiska.

Metody bezpośrednie polegają na wyborze roślin (pojedynków), linii, rodów odpornych lub tolerancyjnych w warunkach prowokacyjnych na polu, w szklarni w wazonach, w laboratorium lub w kulturze wodnej. Genotypy, które w takich warunkach nie giną, uważane są za odporne lub tolerancyjne. Ogólną ocenę wyraża się:

-w skali bonitacyjnej 9-stopniowej (9 - brak uszkodzeń, 1 ­całkowicie zniszczone rośliny, O - brak oberwacji),

-liczbą roślin odpornych wyrażoną w procentach,

-plonie nasion lub zielonej masy.

Pośrednie metody oceny wrażliwości roślin na niesprzyjające czynniki środowiska:

1.Mrozoodporność i zimotrwałość

-zawartość rozpuszczalnych węglowodanów (pszenica, żyto, lucerna), zawartość suchej masy, położenie węzła krzewienia (zboża), położenie stożka wzrostu (rzepak), położenie szyjki korzeniowej (koniczyna), tendencja białek do denaturacji - obecność grup SH (zboża), zdolność do regeneracji

2.Tolerancja na suszę

-stopień wykształcenia systemu korzeniowego, wielkość transpiracji, liczba szparek oddechowych na jednostce powierzchni liścia, rytm otwierania i zamykania szparek oddechowych (zboża, ziemniak), potencjał wody rośliny (siła ssąca), zawartość suchej masy, pokrycie nalotem woskowym kapusta pastewna), pokrycie kutnerem

3.Odporność na wyleganie

-długość źdźbła pędu, długość poszczególnych międzywęźli (zboża), ustawienie kłosa (zboża), liczba wiązek przewodzących w obwodzie źdźbła, grubość warstwy sklerenchymy i parenchymy, stopień zdrewnienia komórek, rozwój systemu korzeniowego (kukurydza)

4.Odporność na porastanie

-aktywność alfa amylazy w nasionach (zboża), zawartość inhibitorów kiełkowania (katechina, tanina) w okrywie owocowo-nasiennej.

5.Odporność na osypywanie

-stopień zdrewnienia strąków i łuszczyn (motylkowate, krzyżowe), zrosnięcie szwów między klapami strąków i łuszczyn (motylkowate, krzyżowe), morfologia kłosa (ościstość, kształt plew i plewek)(zboża), kształt ziarniaka (zboża), ustawienie kłosa (zboża)

Bezpośrednie metody oceny wrażliwość na niesprzyjające warunki środowiskowe:

1.Zimotrwałość:

a)uprawa w warunkach normalnych: pole hodowlane, rejony specjalne (góry) - skala 9 stopniowa 9-brak uszkodzeń, 1-całkowicie zniszczone;

b)uprawa w warunkach prowokacyjnych: usuwanie śniegu z poletek, wytwarzanie sztucznej pokrywy lodowej (polewanie poletek wodą podczas mrozu) - plon, liczba roślin przezimowanych oceniana, wysiew do skrzynek na wys.1 m z 2 cm warstwa piasku na wierzchu, podobnie traktuje się wzorzec, daszki nad poletkami, wysiew na zboczach i wałach;

2.Mrozoodporność

-metoda monolitów glebowych (po zahartowaniu wycina się 30-50 cm kostki ziemi z roślinami, wstawia na 10-20 dni do chłodni o temp. -15 stopni);

-liczba roślin żywotnych oceniana, metoda kadłubów (siewkom zbóż skraca się liście i korzenie do 1-2 cm, 60 minut w niskiej temperaturze) - długość odrostów liczba kadłubów oceniana

3.Tolerancja na suszę

a)uprawa w warunkach normalnych: pole hodowlane - porównanie plonu między rokiem suchym a mokrym - ocena w skali 9-stopniowej liczby roslin zwiędniętych

b)uprawa w warunkach prowokacyjnych: zakładanie daszków, rozpinanie folii nad poletkami na czas deszczu - oceniany plon

c)metody wazonowe - susza glebowa(wazony) - obniżenie wilgotności do 20% pełnej pojemności wodnej przez cały okres wegetacji lub okresy krytyczne - oceniany plon, susza atmosferyczna - wazony podlane do optimum ustawia się w komorze z przepływem ciepłego powietrza - oceniany plon, badanie systemu korzeniowego w „korzeniówkach” wodnych - oceniana długosć systemu korzeniowego

4.Odporność na wyleganie:

a)uprawa w warunkach normalnych - pole hodowlane - ocena 9stopniowa i oceniamy plon

b)uprawa w warunkach prowokacyjnych - gęsty siew, doświadczenia nawozowe ze zwiekszona dawką azotu, deszczowanie - skala 9stopniowa

5.Odporność na porastanie:

a)uprawa w warunkach normalnych - pole hodowlane - porastanie ziaren w kłosie - skala 9 stopniowa i oceniamy liczbę ziaren skiełkowanych w kłosie

b)warunki prowokacyjne w laboratorium: metoda Schmidta - ścięte kłosy z dokłosiem moczy się przez 2 godziny w wodzie, umieszcza się w komorze w 18 stopniach 100% wilgotności względnej, ocena po 4 i 14 dniach - oceniamy ilość ziaren skiełkowanych + długość kiełków po 14 dniach, kiełkowanie ziaren na bibule filtracyjnej po zbiorze, po 10 dniach ocena - oceniamy liczbę ziaren skiełkowanych + długość kiełków

6.Odporność na osypywanie:

a)uprawa w warunkach normalnych: pole hodowlane - opóźnienie o 14 dni, rzucanie ram za kombajnem, pękanie i osypywanie się strąków i łuszczyn - oceniamy plon i liczbę nasion osypanych

b)warunki prowokacyjne w laboratorium - wytrząsanie ziaren z kłosa (aparat Preibsa)

-pomiar siły potrzebnej do oderwania plewy (metoda Haundda) (u odmian osypujących się 0,23-0,44kg, u nie osypujących się 0,52-0,73kg, trudno omłacalnych powyżej 1,28kg) - wielkość siły;

7.Tolerancja na niskie pH gleby:

a)uprawa w warunkach normalnych: pole hodowlane - gleby z natury kwaśne; (plon)

b)uprawa w warunkach prowokacyjnych:

-w polu na glebach sztucznie zakwaszonych do odpowiedniego poziomu pH; (plon)

-w szklarni w wazonach i na parapetach: 8cm warstwa kompostu i torfu (2:1) zakwaszona H2SO4 do pH 3,8; obserwacja siewek: jęczmień po 10 dniach, pszenica po 15 dniach; (pomiar siewek, waga liści i korzenia)

-w labolatorium - kultury wodne; (selekcja genotypów tolerancyjnych)

8.Tolerancja na odczyn zasadowy gleby:

a)uprawa w warunkach normalnych: pole hodowlane - gleby z natury zasadowe (skala 9-stopniowa - plon)

b)uprawa w warunkach prowokacyjnych: w szklarni w wazonach z nadmiarem jonów Ca (liczbą roślin z chlorozą)

9.Tolerancja na zasolenie gleby:

a)uprawa w warunkach normalnych: uprawa w rejonach o zasolonej glebie (skala 9-stopniowa)

b)uprawa w warunkach prowokacyjnych:

-w szklarni w wazonach z dodatkiem roztworów soli o różnym stężeniu (wschody roślin)

-w laboratorium - kiełkowanie nasion na różnych podłożach z uwzględnieniem różnych stężeń soli w zależności od gatunku (liczba nasion skiełkowanych)

Technika oceny odporności na choroby i szkodniki

Odporność

Nowoczesne odmiany roślin uprawnych charakteryzują się wiernością plonowania. Aby odmiana była wiernie plonująca, musi charakteryzować się odpornością przynajmniej na najczęściej spotykane choroby. Choroby i szkodniki powodują powstawanie poważnych strat gospodarczych. Z kolei zwalczanie chemiczne bywa nieskuteczne (uodparnianie się patogenów), nieekonomiczne, powoduje skażenie środowiska. Stąd wynika potrzeba prowadzenia hodowli odpornościowej .

Roślina zaatakowana przez określonego pasożyta to gospodarz lub roślina żywicielska, czynnik chorobotwórczy zaś to patogen. Patogen charakteryzuje się następującymi cechami: patogenicznością chorobotwórczością, wirulencją (zjadliwością), agresywnością.

Patogeniczność jest to zdolność zakażania i porażania różnych genotypów roślin żywicielskich. Rasa fizjologiczna patogen a atakująca większą liczbę gatunków roślin żywicielskich odznacza się większą patogenicznością.

Wirulencja, czyli zjadliwość, jest to zdolność organizmu patoge­nicznego do wywoływania choroby. Mierzy się ją natężeniem objawów cho­robowych. Wirulencja jest jakościową miarą chorobotwórczości patogenów w stosunku do danego gatunku czy odmiany roślin.

Agresywność patogenu jest to szybkość, z jaką poraża on i roz­mnaża się w tkankach rośliny (gospodarza). Jest to tempo przemieszczania się patogenu w tkankach rośliny (żywiciela).

Rasa fizjologiczna to mieszanina biotypów (populacji) atakująca rośliny należące do określonej odmiany. Identyfikowana jest na podstawie patogeniczności w stosunku do roślin dobranych jako zespół różnicujących żywicieli. Dla niektórych ras określono rośliny żywicielskie i odporne, czyli zespół testerów.

Biotyp to patogen wyizolowany z konkretnej rośliny w jakiejś miejscowości, w danym roku. Rasy fizjologiczne patogenów (np. grzybów) są mało zróżnicowane morfologicznie, za to różnią się właściwościami fizjologicznymi (mającymi podłoże genetyczne). Różnią się patogenicznością, wirulencją i agresywnością.

Aby przeciwdziałać rozwojowi chorób (wywołanych przez grzyby, bakterie, mykoplazmy, wirusy) rośliny wykształciły różne przystosowania, nazywane odpornością.

Odporność definiuje się jako zdolność rośliny do ograniczania lub uniemożliwiania wnikania, rozwoju i rozprzestrzeniania się patogenu w roślinie. Reakcja odpornościowa jest specyficzną reakcją organizmu uwarun­kowaną genetycznie.

Odporność:

-pozorna;

-rzeczywista:

--nabyta;

--wrodzona:

---przedinfekcyjna (bierna, aksenia) pozioma niespecyficzna;

---poinfekcyjna (czynna, rezystencja) pionowa specyficzna;

Odporność pozorna polega przeważnie na unikaniu patogenu dzięki rozmijaniu się w czasie faz rozwojowych patogenów i roślin żywi­cielskich.

Odporność rzeczywista polega na stawianiu oporu czynnikom chorobotwórczym podczas wnikania i rozprzestrzeniania się w roślinie.

Odporność nabyta powstaje w okresie rozwoju osobniczego roślin i zależy od warunków środowiska. Można ją sztucznie wywołać za pomocą szczepionek lub chemicznych immunizatorów.

Odporność wrodzona jest to złożona cecha dziedziczna ukształtowana w wyniku wzajemnego oddziaływania dwóch genomów: rośliny i pasożyta.

W zależności od tego, czy mechanizmy odpornościowe są obecne w roślinie już podczas infekcji, czy też zaczynają działać dopiero po ze­tknięciu się z czynnikiem infekcyjnym, wyróżniamy odporność przedinfekcyjną lub poinfekcyjną.

Odporność przedinfekcyjna (bierna) może być uwarun­kowana przez:

-czynniki uniemożliwiające przenikanie patogenu do rośliny,

-czynniki uniemożliwiające rozprzestrzenienie się patogenu w tkan­kach roślin.

Mechanizmy te związane są z morfologiczną, anatomiczną i chemiczną budową roślin, np. tkanki okrywającej.

Odporność poinfekcyjna (czynna) polega na zdolności roślin do czynnej reakcji obronnej na działanie czynnika chorobotwórczego. Jej mechanizmy to:

-fizyczne i chemiczne bariery na drodze przenikania patogenów,

-neutralizowanie toksyn wydzielanych przez patogeny,

-wytwarzanie pod wpływem patogenu antyciał,

-nadwrażliwość roślin na porażenie, w rezultacie której zainfeko­wane tkanki ulegają nekrozie.

Odporność pionowa to całkowita odporność na ściśle określoną rasę patogenu. Jest to odporność czynna, specyficzna, uwarunkowana zazwyczaj monogenicznie.

Odporność pozioma to częściowa odporność na różne rasy patogenu. Jest odpornością bierną, mało specyficzną, może być skierowana przeciwko wszystkim rasom danego patogenu. Polega przeważnie na barierach natury morfologicznej, anatomicznej, fizjologicznej, chemicznej. Warunkowana poligenicznie.

Odporność kompleksowa to odporność na kilka czynników chorobotwórczych.

Immunia to odporność pełna. Rośliny nie wykazują objawów porażenia. Rzadko spotykana, ale bardzo pożądana.

Hipoteza gen na gen

H.H. Flor, w latach 1947-1956, badał dziedziczenie odporności lnu na rdzę. Odkrył, że każdemu genowi odporności rośliny żywiciela (gospodarza) odpowiada specyficzny gen wirulencji patogenu (teoria gen na gen). Reakcja odpornościowa zachodzi wówczas, gdy roślina żywicielska posiada dominujący gen odporności, który nie był zrównoważony przez odpowiedni gen warunkujący wirulencję u patogenu.

Allele warunkujące odporność lub wrażliwość rośliny:

-gospodarz: R - odporny, r - wrażliwy;

-patogen: P - awirulentny, p - wirulentny;

patogen gospodarz	PP Pp	pp
RR Rr	odporna	wrażliwa
rr	wrażliwa	wrażliwa

Czyli: allele dominujące są to allele odporności (niepatogeniczne), a allele recesywne są to allele patogeniczne.

Genetycznymi źródłami odporności mogą być rośliny:

-odmian i rodów hodowlanych,

-gatunków prymitywnych lub dzikich,

-uzyskane w procesie mutagenezy.

Zwłaszcza w przypadku dwóch ostatnich grup, oprócz pożądanych cech odporności, mogą wystąpić liczne cechy niekorzystne, związane np. z nis­kim plonem czy żywotnością. Dopiero poprzez szereg zabiegów hodowlanych można wyeliminować właściwości niepożądane, a na ich miejsce wprowadzić korzystne cechy dobrych odmian uprawnych.

Metodami stosowanymi w hodowli odmian odpornych są:

-krzyżowania wsteczne, wypierające,

-krzyżowania zbieżne i zbieżno-dopełniające,

-hodowla odmian wieloliniowych (w przypadku roślin samopłod­nych).

Selekcja form odpornych

Selekcję osobników odpornych przeprowadza się w okresie ich maksymalnej wrażliwości i w warunkach sprzyjających silnej infekcji (infekcja sztuczna). Służą jej testy laboratoryjne, polowe i tzw. testy sprawdzające.

W testach laboratoryjnych zakaża się odpowiednie organy roślin (nasiona, liście, siewki, kwiaty, łodygi, bulwy, korzenie). Infekcję przeprowadza się powierzchniowo (np. rdza, mączniak, zaraza ziemniaka) lub wgłębnie (wirusy, sucha i mokra zgnilizna ziemniaka). Inokulum (czyli źródło zakażenia) mogą stanowić zebrane zarodniki, zawiesina wodna bakterii, zarodni lub zarodników grzyba, sok zawierający wirusy, fragmenty porażonej tkanki. Stosuje się określone stężenie inokulum, zbliżone do stężenia w polu w warunkach silnej infekcji.

Testy polowe przeprowadza się w tzw. szkółkach infekcyjnych. Badane osobniki rozmieszcza się losowo wśród roślin odmiany wrażliwej, która stanowi źródło zakażenia w okresie wegetacji, dodatkowo przeprowadza się infekcję sztuczną. Po 3-4 dniach ocenia się wizualnie natężenie objawów chorobowych w porównaniu z roślinami wzorcowymi. Rośliny o większym porażeniu niż wzorzec usuwa się. Ocenę porażenia wyraża się: w skali bonitacyjnej 9-stopniowej, gdzie 9 - brak uszkodzeń, 1 - całkowite zniszczenie, na podstawie liczby przetrwałych roślin lub stopnia porażenia powierzchni asymilacyjnej.

Na podstawie wyglądu nekroz można wnioskować o rodzaju odporności:

-odporność pozioma - stopniowa zmiana barw na granicy nekroz (rozmyta granica),

-odporność pionowa - wyraźnie zaznaczona granica między strefą zdrową a chorą.

Rośliny nie wykazujące wyraźnych objawów chorobowych poddaje się dodatkowym testom.

Testy sprawdzające stosuje się na roślinach reagujących nietypowo i nie wykazujących objawów. Bada się tu, czy patogen występuje w roślinie. Najczęściej dotyczy chorób wirusowych, które mogą przebiegać bezobjawowo. Wyróżnia się następujące testy sprawdzające:

-test biologiczny, przeprowadzany na liściach innych gatunków roślin (roślin testowych) wrażliwych na dany patogen; wirus X ziemniaka często nie wykazuje wyraźnych objawów; roślinami testowymi mogą być siewki pomidora - na nich pojawiają się wyraźne objawy chorobowe; innymi roślinami testowymi dla ziemniaka są: tytoń, mie­chunka i Gomphrena globosa;

-test serologiczny, wykorzystujący surowicę zwierzęcą zawierającą przeciwciała danego wirusa; wytrącanie aglomeratów chlorofilowych bądź kompleksów wirus - przeciwciało;

-test rezorcynowy, stosowany do wykrywania wirusa liściozwoju; rezorcyna jest to barwnik wykrywający obecność cukru kallozy (kalloza odkłada się w rurkach sitowych przy porażeniu liściozwojem).

-szczepienie wegetatywne, polegające na wszczepieniu w zdrową roślinę testową (podkładkę) rośliny badanej, podejrzanej o chorobę. Jeżeli na podkładce zaczynają występować objawy porażenia, to znaczy, że wszczepiona roślina była chora.

Odporność na szkodniki

Najczęściej jest to odporność bierna. Wyróżniamy odporność pozorną i rze­czywistą.

Odporność pozorna jest to mijanie się w czasie okresu wrażliwości rośliny i pojawiania się szkodnika, np. rośliny są zbyt małe albo za bardzo zdrewniałe i przez to mało atrakcyjne dla szkodnika. Odporność pozorna może również wystąpić, gdy z daną rośliną sąsiaduje inna - bardziej atrakcyjna jako pokarm dla szkodnika.

Odporność rzeczywista może występować pod postacią:

-braku akceptacji, czyli braku bodźców przyciągających szkodnika (zapach, barwa itp.), braku preferencji lub też obecności w otoczeniu rośliny związków odstraszających szkodnika (repelentów);

-antybiozy, czyli niekorzystnego wpływu rośliny na zdrowie i płodność szkodników, np. zbyt niskiej koncentracji składników pokarmowych lub ich nieodpowiednich proporcji (za mało cukrów, za dużo związków azotowych), obecności substancji toksycznych, ligniny czy krzemionki - utrudnia żerowanie larw;

-tolerancji, czyli zdolności regeneracji uszkodzeń; jest ona zmienna, zależy od wieku rośliny, warunków środowiska, pory roku i wielkości populacji szkodnika.

Selekcję przeprowadza się, nanosząc najbardziej żarłoczne biotypy szkodników na ulubione części rośliny, uniemożliwia się ucieczkę szkodnikom, aby wyeliminować odporność pozorną. Brak żerowania oznacza rzeczywistą odporność rośliny na szkodnika.

Technika oceny jakości surowców roślinnych

O wartości materiału hodowlanego decyduje wielkość oraz jakość plonu. Ocena jakości plonu jest skomplikowana.

Jakości plonu nie można określić jednoznacznie dla wszystkich roślin. W zależności od gatunku i odmiany rośliny oraz kierunku jej użytkowania określa się różne cechy jakościowe. Cechy te można wyróżnić na podstawie życzeń konsumentów i przemysłu. Cechy jakościowe wpływają na zwiększenie wartości użytkowej tworzonych w cyklu hodowlanym odmian. Cechami jakościowymi mogą być:

-wygląd surowca (kształt, barwa),

-smak i zapach surowca,

-zawartość składników zapasowych - białek, węglowodanów i tłuszczów,

-zawartość substancji biologicznie czynnych - witamin, soli mineralnych, kwasów organicznych, substancji wpływających na czynności tkanek i narządów,

-zawartość substancji pogarszających smak i strawność surowca ­alkaloidy, saponiny, olejki gorczyczne, azotyny, niektóre kwasy tłuszczowe,

-udział plonu handlowego w plonie biologicznym,

-wartość technologiczna surowca (wartości przetwórcze ), wartości przechowalnicze.

W cyklu hodowlanym dąży się do uzyskania w plonie dużej zawartości składników charakterystycznych dla danego typu rośliny z jednoczesnym brakiem lub jak najmniejszą zawartością substancji niekorzystnych. Udział "produktu handlowego czy rynkowego" w plonie ogólnym powinien być jak największy. Decyduje to o wartości ekonomicznej odmiany. Ważna jest również przydatność do zbioru mechanicznego. Dąży się również do uzyskania właściwej zdolności przerobowej oraz przydatności surowca do dłuższego przechowywania.

Na jakość produktu rolniczego składają się:

-genetycznie uwarunkowane właściwości odmiany,

-modyfikacja środowiska (temperatura, wilgotność, nawożenie),

-sposób postępowania z produktem (warunki zbioru, przechowy­wania i przerobu).

Cechy te są na ogół warunkowane poligenicznie. Ocenę jakości surowców roślinnych prowadzi się w dalszych etapach cyklu hodowlanego, gdy materiał hodowlany jest już wyrównany i dostatecznie rozmnożony, aby można było przeprowadzić odpowiednie próby laboratoryjne.

W pierwszych pokoleniach przeprowadzić można wstępną ocenę jakości, określając cechy morfologiczne pędów, nasion, bulw skorelowane z jakością. Na przykład kształt korzenia buraka cukrowego skorelowany jest z zawartością cukru.

Celem hodowcy jest wytworzenie wysokiej jakości produktu roślinnego przydatnego do określonego typu spożycia. Wyróżnia się 4 grupy cech jakościowych związanych ze sposobami użytkowania produktu. Są to cechy:

-organoleptyczne, oceniane bezpośrednio po zbiorze lub po przetwo­rzeniu surowca,

-chemiczne, określane na podstawie wymagań przemysłu,

-mechaniczne,

-biologiczne, określane na podstawie wymagań konsumenta.

Ocenę surowców roślinnych przeprowadza się metodami:

-pośrednimi (analizy chemiczne, analizy fizyczne, analizy biochemiczne);

-bezpośrednimi (próby technologiczne, próby przechowalnicze, oznaczanie strawności (na zwierzętach doświadczalnych), oznaczanie wartości biologicznej).

Ocenę jakości poszczególnych gatunków roślin przeprowadza się, określając ich następujące cechy:

-buraki cukrowe: kształt korzenia, głębokość bruzdy korzeniowej, wielkość głowy korzeniowej i jej zagłębienie w glebie, zawartość cukru, zawartość związków utrudniających cukrowniczy proces technologiczny;

-buraki pastewne: morfologię korzenia i jego osadzenie w glebie, zawartość suchej masy w korzeniu, stopień zdrewnienia korzenia, zawartość białka w korzeniu, zdolność przechowalniczą;

-rośliny oleiste: zawartość tłuszczu (np. słonecznik 30%, rzepak 42-48%), jakość tłuszczu (zawartość niepożądanych kwasów tłuszczowych ­- erukowego, linolenowego, eikozynowego), zawartość olejków gor­czycznych, wartość paszowa śruty poekstrakcyjnej;

-rośliny włókniste: zawartość włókna, długość włókien, odporność mechaniczną włókien;

-trawy: skład chemiczny, wartość paszową, strawność, wartość biologiczną;.

-rośliny zbożowe: cechy morfologiczne ziarniaków (wielkość, wyrównanie, wypełnienie, szklistość, barwa, udział plewek), skład chemiczny ziarniaków, wartość biologiczna, jakość produktów konsum­pcyjnych uzyskanych z ziarna, strawność ziarna paszowego.

Ocena jakości ziarna pszenicy

Ziarno przeznaczone do wyrobu mąki i kaszy poddaje się ocenie wartości przemiałowej ziarna i wypiekowej mąki.

Wartość przemiałowa ziarna jest to procentowy udział mąki, czyli liczba kilogramów mąki uzyskana ze 100 kg ziarna oraz zawartość popiołu w ziarnie. Zawartość popiołu ocenia się, spalając mąkę przez 1 godzinę w temperaturze 900°C. Zawartość popiołu w okrywie owocowej jest większa niż w bielmie. Im mniejszy jest udział w mące cząstek pocho­dzących z okrywy, tym jest ona jaśniejsza. Na podstawie zawartości popiołu wyróżnia się typ mąki, np.:

-mąka tortowa, typ 450- zawartość popiołu do 0,4%,

-mąka rynkowa, typ 500 (Poznańska, Wrocławska, Szymanowska) ­zawartość popiołu do 0,5%,

-mąka luksusowa, typ 550- zawartość popiołu do 0,58%.

Wartość przemiałową określić można metodami pośrednimi, oceniając:

-twardość ziarna,

-wyrównanie ziarniaków,

-masę 1000 ziarniaków.

Jakość pieczywa zależy od właściwości mąki i technologii produkcji pieczywa.

Wartość wypiekową mąki określić można w sposób:

-bezpośredni, przeprowadzając wypiek doświadczalny, a następnie badając jakość uzyskanego pieczywa (barwę skórki, porowatość miąższu, objętość pieczywa, nadpiek, smak i zapach pieczywa, utrzymanie świeżości);

-pośredni, badając czynniki odpowiedzialne za strukturę ciasta (gluten), zdolności fermentacyjne ciasta, aktywność enzymów amylolitycznych i proteolitycznych.

Wartość wypiekowa mąki pszennej zależy głównie od ilości i jakości zawartego w niej glutenu.

Gluten jest to substancja białkowa stanowiąca 80% białka ogólnego mąki. W suchej mące występuje w postaci dwóch białek o mniejszej masie cząsteczkowej: gliadyny i gluteniny. Po zmieszaniu mąki z wodą łączą się one w stosunku 1 : 1. Gluten tworzy siatkę przestrzenną nadającą ciastu elastyczność, pulchność -wskutek zatrzymywania gazów, strukturę gąbczastą.

Oznaczanie zawartości glutenu przeprowadza się następująco:

1.Mąkę łączy się w odpowiednich proporcjach z wodą, a następnie wyra­bia ciasto.

2.Ciasto przemywa się strumieniem wody aż do całkowitego usunięcia skrobi, na co wskazuje negatywny wynik barwienia za pomocą płynu Lugola.

3.Oznacza się masę glutenu mokrego oraz suchego, po wysuszeniu go w temperaturze 105^oC.

4.Oblicza się zawartość glutenu w mące, w %.

Badanie jakości glutenu przeprowadzić można, oznaczając poszczególne jego właściwości, takie jak: elastyczność, rozpływalność czy pęcznienie, lub badając ciasto metodą farinograficzną.

Ocenę ciasta za pomocą farinografu przeprowadza się następująco:

Do zbiornika farinografu (pełna nazwa urządzenia to farinograf Brabendera) wsypuje się określoną ilość mąki. Dodając wodę, powoduje się tworzenie ciasta. Umieszczone w zbiorniku mieszadło, w miarę powstawania ciasta, napotyka coraz większy opór. Opory te zapisywane są za pomocą połączonego z mieszadłem pisaka za wykresie zwanym farinogramem.

Farinogram opisuje:

-chłonność wody przez mąkę,

-rozwój ciasta - odcinek a, stałość ciasta - odcinek b,

-elastyczność ciasta - odcinek c,

-rozmiękczenie ciasta - odcinek d.

Chłonność mąki to objętość wody pochłoniętej przez mąkę do uzyskania właściwej konsystencji ciasta. Podawana jest w stopniach Brabendera.

Rozwój ciasta to czas w minutach potrzebny do uzyskania ciasta o optymalnej konsystencji.

Stałość ciasta to czas w minutach, w którym ciasto utrzymuje optymalną konsystencję pomimo stałego dodawania wody.

E1astyczność ciasta to opory, jakie stawia ciasto w okresie stałości (grubość kreślonej krzywej).

Rozmiękczenie ciasta to spadek oporu, czyli zmiana konsysten­cji ciasta.

Gluten może być słaby - luźny, łatwo rozpływający się, lub mocny ­wolno chłonący wodę, zwięzły, nieciągliwy. Dobrej jakości gluten powinien mieć własności pośrednie.

Oprócz ilości i jakości glutenu o wartości wypiekowej mąki decydują:

-właściwości skrobi, takie jak: chłonność wody, kleikowanie i scu­krzanie,

-zawartość i aktywność enzymów (amylaz i proteaz).

Lepszą wartość wypiekową mają jare odmiany pszenicy. Bardzo dobrą jakością wypiekową charakteryzują się odmiany Torka, osiągająca 164 punkty liczby wypiekowej i plon 58,3 dt/ha, oraz Nawra o 135 punktach liczby wypiekowej, dająca plon 59,3 dt/ha.

Ocena jakości konsumpcyjnych odmian ziemniaków

W przypadku ziemniaków konsumpcyjnych zawartość skrobi nie jest najważniejsza. Ważniejsze od niej są: barwa miąższu, smakowitość, ciemnienie miąższu, konsystencja miąższu, zawartość białka, kwasu askorbinowego i cukrów redukujących. Ocenia się:

-barwę miąższu, która może być biała do pomarańczowej; preferowana barwa zależy głównie od upodobań konsumenta;

-ciemnienie miąższu, określana w skali 9-stopniowej barwa surowego miąższu ziemniaka po 4 godzinach od jego przekrojenia; barwę miąższu bulw ugotowanych określa się po: 10 minutach, 1 godzinie i 24 godzinach;

-smakowitość, dla ciepłych ziemniaków ugotowanych bez skórki, w tym:

*rozgotowanie - zmiana wyglądu powierzchni bulw po ugotowaniu; powierzchnia powinna być gładka i błyszcząca; spękana lub odstająca od rdzenia bulwy kora świadczy o zbyt silnym rozgotowaniu,

*konsystencja miąższu - określa się, nakłuwając bulwę widelcem; zbyt duży opór lub przeciwnie rozpadanie się bulwy stanowią wadę,

*mączystość (sypkość) miąższu - określa się, rozcierając językiem kawałek bulwy na podniebieniu, zbyt duża mączystość stanowi wadę,

*wilgotność miąższu - miąższ ziemniaka jadalnego powinien być wilgotny, łatwy do przełknięcia; nie powinien dawać uczucia drapania w gardle,

*struktura miąższu - określa się, rozcierając kawałek bulwy na podniebieniu; struktura powinna być delikatna, nie szorstka ani włóknista,

*wady smakowitości miąższu - śluzowatość, kwaśny smak, nieprzyjemny zapach, lepienie się miąższu.

Na podstawie cech jakościowych wyróżnia się 4 typy kulinarne ziemniaków:

Typ A- o zwartym, niemączystym, nierozgotowującym się miąższu. Zastosowanie: sałatki, konserwy , "ziemniaki z wody".

Typ B - o miąższu dość zwięzłym, lekko mączystym, częściowo rozgoto­wującym się.

Zastosowanie: wszechstronne użytkowanie.

Typ C - o miąższu dość miękkim, bardzo mączystym, rozgotowującym się. Zastosowanie: piure, placki ziemniaczane, pyzy.

Typ D - o miąższu miękkim, bardzo mączystym, całkowicie rozgotowują­cym się.

Zastosowanie: takie jak ziemniaki typu C bądź uznawane za zie­mniaki nie nadające się do spożycia.

Często spotykane są typy pośrednie: AB, BC, CD.

Przykłady odmian:

typ A - Kolica, Atol, Sokół,

typ B-C - Irys, Jagoda, Lotos,

typ C-D - Irga, Ibis, Beryl, Janka.

Ocena pojedynków stosowana w hodowli roślin. Biometria

Celem hodowli jest wytworzenie odmiany o jak najlepszych parametrach użytkowych. Na właściwe parametry użytkowe składają się takie cechy, jak: - plon, dla roślin zbożowych ważny jest wysoki plon ziarna, dla ziemniaków wysoki plon bulw;

-wierność plonowania, czyli wysoki plon uzyskiwany niezależnie od przebiegu warunków klimatycznych w okresie wegetacji; osiągana jest w przypadku, gdy plenność jest w dużej mierze warunkowana genetycznie;

-jakość plonu, czyli gospodarcza przydatność plonu; cecha trudna do zdefiniowania, zależna od wielu czynników, między innymi od upodobań konsumenta;

-odporność na choroby, szkodniki i niekorzystne warunki środowiska.

Połączenie wymienionych powyżej cech pozwala osiągnąć odpowiedni efekt ekonomiczny, świadczący o opłacalności uprawy danej odmiany i da­jący jej przewagę nad uprawianymi obecnie odmianami.

W celu osiągnięcia sukcesu hodowlanego już w początkowych etapach cyklu należy wybrać do dalszej hodowli rośliny o odpowiednich cechach. Służy temu ocena pojedynków, czyli biometria. Pozwala ona na właściwą ocenę uzyskanych przez hodowcę materiałów i zastosowanie ich w sposób najlepiej odpowiadający wstępnym założeniom autora odmiany. Biometria może być przeprowadzona w okresie wegetacji na polu hodowlanym.

Zboża

Dla zbóż można określić takie cechy, jak: wysokość roślin, krzewistość, długość kłosa. Na podstawie pomiarów przeprowadzonych w okresie wegetacji z ogromnej ilości roślin wysianych na poletkach hodowlanych wybiera się rośliny korzystne z punktu widzenia hodowcy i zaznacza się je etykietkami. W okresie zbioru rośliny te są, wyrywane z korzeniami, wiązane w snopki i przygotowywane w ten sposób do oceny w labora­torium. Rośliny zebrane z pola i przeznaczone do oceny laboratoryjnej noszą nazwę pojedynków.

Opis biometryczny pojedynka polega na określeniu cech mających wpływ na plenność i jakość plonu pojedynka i jego potomstwa. Pozwala to hodowcy podjąć decyzję dotyczącą przydatności rośliny do dalszych etapów cyklu hodowlanego lub przeznaczeniu jej np. jako materiału do krzyżowań.

Ziemniaki

Ziemniak jest rośliną rozmnażaną wegetatywnie. Ocena pojedynków ziemniaka, szczególnie w pierwszym - generatywnym etapie hodowli, ma z punktu widzenia hodowcy kluczowe znaczenie, które może zadecydować o powodzeniu całego cyklu hodowlanego. Całe potomstwo rośliny uzyskane drogą wegetatywną ma taki sam genotyp jak roślina macierzysta. Nie ma możliwości dokonania zmian, np. poprzez krzyżowanie. Dlatego wybór z pokolenia F J do dalszej hodowli roślin o właściwych cechach jest taki ważny.

Oceny pojedynków ziemniaka dokonuje się w trakcie sezonu wegetacyjnego, podczas zbioru bulw i po zbiorze - w warunkach laboratoryjnych.

W okresie wegetacji ocenia się: pokrój i bujność rośliny, termin i obfitość kwitnienia oraz barwę kwiatów, porażenie chorobami, termin zasychania naci. W tym etapie hodowli stosuje się głównie selekcję negatywną, usuwając z pola rośliny o niekorzystnych cechach, np. porażone przez choroby.

Podczas zbioru bulw ocenia się: długość stolonów, łatwość samo­odłamywania stolonów, wyrównanie bulw, masę bulw z krzaka, porażenie przez choroby i szkodniki. Rośliny o cechach uznanych przez hodowcę za korzystne oznacza się etykietkami, układa w skrzynkach i przetrzymuje w przechowalni.

W okresie zimowym, w warunkach laboratoryjnych, dokonuje się opisu biometrycznego pojedynków. Podobnie jak w przypadku zbóż, opis polega na zmierzeniu cech mających wpływ na plenność i jakość plonu ziemniaka, pozwalających podjąć decyzję dotyczącą przydatności rośliny do dalszego cyklu hodowlanego. W przypadku ziemniaka, podczas opisów zwraca się znacznie większą uwagę na zdrowotność roślin i eliminuje te, które wykazują objawy porażenia przez choroby.

Plon ziemniaka zależy głównie od rozmiaru (masy) bulw i liczebności bulw z krzaka.

Rejestracja odmian, ocena odmian

W cyklu hodowlanym, kilkakrotnie, na różnych jego etapach sprawdza się wartość uzyskanych materiałów hodowlanych, to jest:

-materiału wyjściowego (roślin o szerokim zakresie zmienności genotypowej),

-pojedynków (podstawowa jednostka hodowli roślin - każda wybra­na przez hodowcę roślina o pożądanych cechach),

-rodów hodowlanych (potomstwo pojedynków z dalszych rozmnożeń, dotyczy zarówno roślin samopylnych, jak i obcopylnych),

-materiału matecznego (efekt końcowy hodowli zachowawczej, ho­dowlany materiał najwyższego stopnia reprodukcji nasiennej).

Ich oceny dokonuje się w polowych doświadczeniach porównawczych. Materiał mateczny służy do rozpoczęcia cyklu produkcji kwalifiko­wanego materiału siewnego.

Wytworzone w cyklu hodowlanym nowe rody hodowlane, potencjalne odmiany lub mieszańce muszą zostać sprawdzone i porównane z innymi rodami tego samego lub innego hodowcy. Można tego dokonać w doświadczeniach:

-prowadzonych przez hodowcę lub firmę hodowlaną,

-wstępnych (ewentualnie przedwstępnych),

-podstawowych przedrejestracyjnych.

W doświadczeniach prowadzonych przez hodowcę lub firmę hodowlaną ocenia się rody w warunkach glebowo-klimatycznych, charakterystycznych dla rejonu, w którym zostały wyhodowane. Porównuje się je z wzorcem. Stanowi to podstawę selekcji. Rośliny zakwalifikowane do dalszej hodowli muszą zostać ocenione w różnych warunkach glebowych i klimatycznych. Doświadczenia wstępne prowadzi się w kilku miejscowościach możliwie najbardziej różniących się warunkami glebowo-klimatycznymi.

Doświadczenia podstawowe (przedrejestracyjne) prowadzone są przez Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych (COBORU), instytucję państwową, mającą prawo do oficjalnej oceny rodów hodowlanych i odmian. COBORU prowadzi doświadczenia w wielu miejscowościach, ma, bowiem, oddziały w każdym województwie. Bada zachowanie się roślin (np. plenność czy zdrowotność) w różnych warunkach glebowo-klimatycznych.

Wyniki prowadzonych przez 3 lata doświadczeń przedrejestracyjnych stanowią podstawę do wpisania wyhodowanej rośliny do Rejestru Odmian Oryginalnych.

Tryb rejestracji odmiany

Wstępną ocenę wytworzonych rodów hodowlanych przeprowadza hodowca. Jeżeli wyniki tej oceny wskazują, że uzyskane przez niego rośliny są lepsze od uprawianych aktualnie odmian, może on rozpocząć procedurę zmierzającą do wpisania ich jako odmiany do Rejestru Odmian Oryginalnych. Aby to nastąpiło, należy zgłosić do COBORU prośbę o oce­nę posiadanych rodów hodowlanych. Służą do tego odpowiednie formularze, w których dokładnie przedstawiony zostaje przebieg procesu hodowlanego. Po przeanalizowaniu danych zawartych w formularzu COBORU podejmuje decyzję co do dalszych losów materiałów hodowlanych. Jeżeli stwierdzi, że mogą stanowić dobrą odmianę, prosi hodowcę o dostarczenie materiału siewnego przeznaczonego do doświadczeń przedrejestracyjnych. Opisane powyżej doświadczenia przedrejestracyjne prowadzone są w COBORU przez 3 lata. Po tym okresie następuje podsumowanie i ocena wyników. Jeżeli wysoka jakość materiałów hodowlanych nie potwierdziła się, procedura rejestracyjna zostaje wstrzymana.

Jeżeli doświadczenia przedrejestracyjne potwierdzają wysoką jakość zgłoszonych materiałów hodowlanych, COBORU przesyła ich wyniki do Ministerstwa Rolnictwa.

Jednym z organów Ministerstwa Rolnictwa jest Komisja Rejestracyjna. Członkowie komisji, po zapoznaniu się z wynikami doświadczeń COBORU, w głosowaniu tajnym decydują o wpisaniu rodu hodowlanego do Rejestru Odmian Oryginalnych. Rejestr ten publikowany jest corocznie przez Ministerstwo Rolnictwa.

Aby zostać wpisaną do Rejestru Odmian Oryginalnych, nowa odmiana musi się charakteryzować:

-oryginalnością, czyli różnić się przynajmniej jedną, dobrze wyróżniającą się cechą od odmian już znajdujących się w rejestrze;

-wyrównaniem, czyli wszystkie rośliny danej odmiany muszą być jednakowe pod względem morfologicznym i użytkowym;

-trwałością, czyli rośliny muszą zachowywać cechy morfologiczne i użytkowe z pokolenia na pokolenie i w różnych warunkach.

W chwili wpisania do rejestru ród hodowlany staje się odmianą. Zostaje mu nadana nazwa przez hodowcę. Komisja czuwa jedynie nad tym, aby była to nazwa oryginalna, czyli żeby w obrębie danego gatunku nie było dwóch odmian o tej samej nazwie. Dla nowej odmiany ustalana jest rejonizacja i repartycja.

Rejonizacja jest to wykaz terenów kraju, dla których uprawa danej odmiany jest szczególnie zalecana, bowiem w istniejących tam warunkach glebowo-klimatycznych daje ona najwyższe plony.

Repartycja jest to procentowy udział odmiany w produkcji materiału siewnego danego gatunku, czyli procentowy udział areału danej odmiany w całości zasiewów danego gatunku roślin.

Po wpisaniu do Rejestru Odmian Oryginalnych powstaje obowiązek prowadzenie hodowli zachowawczej danej odmiany. Obowiązuje on przez cały okres pozostawania odmiany w rejestrze.

Wpisanie odmiany do Rejestru Odmian Oryginalnych ma określone konsekwencje prawne. Materiał siewny danej odmiany może być wytwarzany i sprzedawany tylko za zgodą jej właściciela. Pierwszym właścicielem jest autor odmiany. Może on jednak scedować swoje prawa na inne osoby czy podmioty gospodarcze.

Cechy odmianowe roślin uwarunkowane są genetycznie i przy właściwym sposobie reprodukcji i uprawy utrzymują się na nie zmienionym poziomie.

Systematyka roślin uprawnych obejmuje trzy jednostki taksonomiczne: rodzaj, gatunek i odmianę.

Gatunek jest to zespół osobników swobodnie się ze sobą krzyżujących i wydających płodne potomstwo. Osobniki różnych gatunków, w zasadzie, nie krzyżują się ze sobą, a mieszańce międzygatunkowe nie wydają nasion. W obrębie gatunku wyróżnia się niższe jednostki systematyczne, różniące się cechami morfologicznymi - odmiany.

Odmiana botaniczna (varietas) jest to populacja osobników (roślin), różniąca się od innych populacji tego samego gatunku co najmniej jedną cechą morfologiczną (np. barwą kłosa, pokrojem liści czy barwą kwiatu), nie podlegającą większej zmienności w różnych warunkach środowiska.

W obrębie odmiany botanicznej można wyróżnić odmiany hodowlane (uprawne) również różniące się między sobą cechami morfologicznymi, fizjologicznymi i użytkowymi.

Odmiana uprawna (cultivar) stanowi populację roślin uprawnych, charakteryzujących się określonymi cechami morfologicznymi, fizjolo­gicznymi, jakościowymi, użytkowymi i innymi, które przy właściwym sobie sposobie rozmnażania (samopłodność, obcopłodność) zostają zachowane. Odmiana uprawna stanowi rezultat celowej pracy hodowlanej i charaktery­zuje się oryginalnością, wyrównaniem i trwałością.

Odmiany różnią się od siebie cechami. Są niepowtarzalne, czyli mają swoją tożsamość. Pozwala ona wyróżnić daną odmianę spośród pozostałych odmian danego gatunku. Badanie tożsamości odmianowej jest bardzo ważne zarówno z punktu widzenia prac hodowlanych, jak i ustalania praw własności. Przeprowadza się je za pomocą odpowiednich testów.

Idealny test musi być prosty, powtarzalny, szybki i tani.

W celu odróżniania odmian stosuje się metody tradycyjne i metody nowoczesne.

Metody tradycyjne polegają na opisie poszczególnych cech odmiany i porównaniu ich z wzorcem. Opis cech rozpoznawczych odmiany znaleźć można w Atlasie odmian roślin uprawnych.

Cechami branymi pod uwagę przy ustalaniu tożsamości odmianowej ziemniaka są:

-barwa i kształt kwiatów,

-barwa i stopień omszenia działek kielicha,

-pokrój rośliny,

-kształt i ułożenie liści,

-grubość, zabarwienie i budowa łodygi,

-cechy charakterystyczne bulwy (kształt, barwa skórki, barwa miąższu),

-formowanie i wygląd kiełków świetlnych.

Z wyjątkiem dwóch ostatnich, cechy te są najlepiej widoczne podczas kwitnienia roślin ziemniaka.

W przypadku roślin zbożowych (np. pszenicy) cechami branymi pod uwagę przy ocenie tożsamości odmianowej są:

-wysokość rośliny (bardzo niska, niska, średnia, wysoka, bardzo wysoka),

-grubość rdzenia źdźbła (źdźbło puste - rdzeń cienki, źdźbło częściowo wypełnione - rdzeń średni, źdźbło wypełnione - rdzeń gruby),

-nalot woskowy (lub jego brak) na liściach, źdźbłach i kłosach,

-kształt kłosa (piramidalny, równoboczny, wrzecionowaty, półma­czugowaty, maczugowaty, cylindryczno-maczugowaty, pirami­dalno-cylindryczny, cylindryczno-piramidalny),

-ustawienie kłosa (zwisający, ustawiony pośrednio, stojący),

-barwa kłosa (biała, zabarwiona),

-zbitość kłosa (bardzo luźny, luźny, średniozbity, zbity, bardzo zbity),

-ościstość kłosa (bezostny, ostki na czubku kłosa, ościsty),

-szerokość barku dolnej plewy (bardzo wąski, wąski, średni, szeroki, bardzo szeroki),

-kształt barku dolnej plewy (spadzisty, zaokrąglony, prosty, wznie­siony),

-kształt ząbka dolnej plewy (prosty, lekko zakrzywiony, średnio zakrzywiony, mocno zakrzywiony, kolankowaty),

-owłosienie wewnętrznej strony dolnej plewy (bardzo słabe, słabe, średnie, silne ),

-kształt ziarniaków (zaokrąglone, jajowate, wydłużone),

-barwa ziarniaków (biała, czerwona),

Niektóre z tych cech, jak np. kształt i zbitość kłosa, ulegają zmianom pod wpływem warunków agrotechnicznych.

Jeżeli na podstawie różnic morfologicznych nie udaje się ustalić nazwy odmiany, stosuje się dodatkowo:

-ocenę metodami fizykochemicznymi, np. barwy nasion w świetle ultrafioletowym czy barwy fluorescencji nasion (szczególnie nasion traw), barwienie roztworem związków fenolowych (zwłaszcza pszenicy), działanie roztworami kwasów i zasad wzmagających różnice barw między nasionami (5N Na OH zmienia białą barwę ziarniaków pszenicy na żółtą, a barwę czerwoną na ciemnobrązową);

-ocenę metodami cytologicznymi, np. ustalenie stopnia ploidalności badanej rośliny;

-ocenę siewek i młodych roślin w szklarni.

Znalezienie różnic międzyodmianowych na podstawie opisu morfo­logicznego często jest trudne, ponieważ hodowane obecnie odmiany są coraz bardziej zunifikowane. Dlatego zaszła konieczność opracowania metod pozwalających na szybszą, łatwiejszą i bardziej niezawodną ocenę tożsamości odmianowej .

Do nowoczesnych metod określania tożsamości odmianowej należą rozdział elektroforyczny białek i analiza DNA.

Rozdział e1ektroforetyczny białek. Odmiany roślin różnią się wieloma cechami biochemicznymi, w tym obrazami rozdziału elektroforetycznego białek i kwasów nukleinowych. Stwierdzenie polimor­fizmu białek spowodowało próby wykorzystania różnic w obrazie rozdziału elektroforetycznego białek do ustalenia tożsamości odmianowej. Początkowo dotyczyło to zbóż (pszenicy i jęczmienia). Obraz żelu z rozdzie­lonymi białkami dokumentuje się w postaci zdjęcia lub rysunku. Można również wprowadzić obraz za pomocą kamery bezpośrednio do pamięci komputera. Początkowo badano białka zapasowe (np. leguminy grochu, albuminy fasoli, gliadyny i gluteniny pszenicy, hordeiny jęczmienia).

Rośliny dobrze znoszą gromadzenie w białkach zapasowych mutacji, a tym samym charakterystyczny dla poszczególnych odmian polimor­fizm. Obraz białek zapasowych odmiany jest cechą markerową i może być włączony do katalogów odmian poszczególnych gatunków roślin. Powstałe w ten sposób katalogi pozwalają łatwo identyfikować odmiany i linie wsobne służące do wytwarzania mieszańców heterozyjnych, jeżeli przestrzega się dokładnie warunków rozdziału elektroforetycznego.

Tożsamość odmianową nasion ustala się, porównując obraz rozdziału elektroforetycznego ich białek z obrazem wzorca naniesionego na ten sam żel. Nie wszystkie białka charakteryzuje równie wysoki polimorfizm. Leguminy wyka­zują niewielką (tylko 3 grupy białek) różnorodność białek kwaśnych. Natomiast białka zasadowe tworząc aż 43 grupy, pozwalają

rozróżnić nawet blisko spokrewnione formy.

Poza białkami zapasowymi do ustalenia tożsamości odmianowej wykorzystywane są również izoenzymy. W praktyce są rzadziej stosowane, bowiem badanie ich jest bardziej pracochłonne, gdyż wymaga kiełkowania nasion. Poza tym białka zapasowe charakteryzują się na ogół wyższym polimorfizmem niż izoenzymy.

Analiza DNA. W ustalaniu tożsamości odmianowej najbardziej pomocna jest metoda analizy DNA. Pozwala ona na badanie genotypów charakteryzujących się nawet niewielką zmiennością. Najczęściej stosowaną techniką jest PCR, czyli łańcuchowa reakcja polimeryzacji. Pozwala ona nie tylko identyfikować gatunki, odmiany i linie wsobne, ale również np. oceniać dystans genetyczny linii wsobnych kukurydzy, czyli ustalić ich wartość kombinacyjną bez konieczności przeprowadzania testów top-cross czy diallel-cross.

Hodowla zachowawcza

Przez cały okres znajdowania się w Rejestrze Odmian, a więc przez cały czas użytkowania, odmiana uprawna poddawana jest hodowli zachowawczej. Bez hodowli zachowawczej bardzo szybko doszłoby do tzw. wyrodzenia się odmiany na skutek niepożądanych krzyżowań, mutacji czy chorób.

Hodowla zachowawcza ma dwa zasadnicze cele:

-utrzymanie pełnej wartości użytkowej odmiany przez cały okres jej uprawy;

-wytworzenie materiału matecznego (a z niego materiału siewnego) odpowiednio wysokiej jakości.

Hodowla zachowawcza jest więc etapem łączącym hodowlę twórczą z reprodukcją nasienną.

W zależności od sposobu rozmnażania, biologii kwitnienia i zapylenia danego gatunku, hodowla zachowawcza polega na rozmnażaniu i selekcji: linii (rośliny samopylne), rodów (rośliny obcopylne) oraz klonów (rośliny rozmnażane wegetatywnie), zapewniającym utrzymanie genotypów.

Hodowlą zachowawczą jest również rozmnażanie linii komponentów do wytwarzania mieszańców heterozyjnych.

Hodowla zachowawcza roślin samopylnych polega głównie na selekcji utrwalającej z jednoczesnym zawężaniem populacji do linii najplen­niejszych. Jest ona przeprowadzana w czterech etapach.

Etap I. Wybór 200-400 roślin lub kłosów z linii znajdujących się w ho­dowli lub z elit będących w reprodukcji nasiennej.

Etap II. Wysiew linii. Selekcja negatywna w stosunku do chorób prze­noszonych przez materiał siewny i usuwanie roślin nietypowych. Na podstawie plonu odbywa się selekcja pozytywna całych linii.

Etap III. Najlepsze linie z poprzedniego etapu wysiewa się w dwóch seriach:

1)jako rozmnożenie I,

2) jako mikrodoświadczenie porównawcze, w którym ocenia się plonowanie poszczególnych linii.

Linie najlepiej plonujące w kolejnym roku sieje się jako:

3) rozmnożenie II,

4) mikrodoświadczenie porównawcze.

Etap IV. Wybrane najlepsze linie z rozmnożenia drugiego łączy się w mate­riał mateczny.

Hodowla zachowawcza odmian roślin obcopylnych polega na selek­cji kierunkowej i utrwalającej przeprowadzonych w czterech etapach:

Etap I. Wybór 200-400 roślin lub kłosów na podstawie plenności. Nasio­na wybranych pojedynków dzielone są na dwie części: jedna część zachowana jest jako rezerwa, druga przeznaczona do wy­siewu.

Etap II. Wysiew nasion wybranych pojedynków w rodach w celu określenia plenności. Rody najwyżej plonujące zostają odszukane w re­zerwach.

Etap III. Wysiew rezerw wybranych rodów jako rozmnożenie I. Rody te wysiewa się w izolacji, żeby krzyżowanie zaszło w obrębie jednego rodu. W czasie wegetacji prowadzi się selekcję negatywną (cechy fenotypowe i zdrowotność roślin). Po zbiorze ocenia się plon i na jego podstawie wybiera się najlepsze rody. Nasiona dzieli się na połowę: jedną wysiewa się w mikrodoś­wiadczeniach porównawczych, a drugą ponownie w izolacji jako rozmnożenie II. Następnie z rozmnożenia II wybiera się rody najlepiej plonujące i wysiewa się w rozmnożeniu III i w doświadczeniach porównawczych. Część nasion wysiewa się, część pozostaje jako rezerwa.

Etap IV. Najlepsze rody wykazujące wysoką plenność testuje się w celu sprawdzenia zdolności kombinacyjnej przy swobodnym przekrzyżowaniu, w układzie top cross lub poli cross. Następnie najlepsze w porównaniach testowych rody odnajduje się w rezerwach i z nich tworzy materiał mateczny.

Hodowla zachowawcza roślin rozmnażanych wegetatywnie. Nie zmienia się tu ani nie zawęża zmienności genotypowej (nie ocenia się plenności), lecz testuje jedynie zdrowotność materiału. Przeprowadza się ją w trzech etapach:

Etap I. Wybór 400-800 roślin nie wykazujących objawów chorobowych. Następnie ocena zdrowotności w stosunku do wirusów A, X, Y, S i M. Wybiera się tylko te bulwy, które nie wykazały obecności wirusów.

Etap II. Rozmnożenie w klonach I bulw roślin wybranych w etapie I. W czasie wegetacji prowadzi się co najmniej 6-krotnie selekcję negatywną całych klonów. Wybrane wolne od wirusów klony wysadza się jako rozmnożenie II i prowadzi się taką samą ocenę, jak w rozmnożeniu I.

Etap III. Wybrane klony rozmnożenia II wysadza się jako rozmnożenie III, usuwa się rośliny i klony porażone. Zdrowe klony łączy się w ma­teriał mateczny.

Hodowla zachowawcza linii wyjściowych do produkcji mieszańców. W przypadku odmian mieszańcowych niezbędne jest coroczne rozmnażanie komponentów do tworzenia mieszańców. Bez hodowli zachowawczej nie byłoby możliwe uzyskiwanie mieszańców w kolejnych latach.

Linie płodne roślin samopylnych rozmnaża się z zachowaniem izolacji przestrzennej lub izoluje rośliny, aby nie doszło do obcozapylenia. Linie wsobne roślin obcopylnych rozmnaża się w chowie wsobnym, jeżeli nie wykazują depresji wsobnej, lub dopuszcza się do przekrzyżowania roślin w obrębie jednej linii wsobnej (przy zachowaniu izolacji). Prowadzi się także selekcję negatywną - usuwanie roślin słabo żywotnych, oraz ocenę wartości kombinacyjnej, np. przez krzyżowanie z testerem.

Linie męsko sterylne rozmnaża się poprzez krzyżowanie z analogiem (rys. 29) (identyczny genotyp jak linia męskosterylna, ale brak genów przywracających płodność) - potomstwo jest nadal męskosterylne.

Linie restorerów MM rozmnaża się przez samozapylenie lub swobodne zapylenie roślin w obrębie jednej linii restorera. Jednocześnie kontroluje się zdolność przywracania płodności pyłku mieszańcom (na podstawie liczby nasion w kłosie, płodności pyłku mieszańca, wyglądu pylników).

Nasiennictwo.

Nasiennictwo jest dziedziną nauki zajmującą się biologią nasion, opracowującą najskuteczniejsze metody pożniwnej poprawy ich jakości, sposobów przechowywania nasion zapobiegających utracie ich żywotności oraz opracowującą normy jakości nasion i zasady obrotu materiałem siewnym. Prowadzi również działalność komercyjną polegającą na reprodukcji i obrocie kwalifikowanym materiałem siewnym.

Odmiany roślin uprawnych wpisane do Rejestru Odmian Oryginalnych nie mogą zmieniać właściwości w trakcie kolejnych rozmnożeń. Zapobiegają temu, stosowane przez firmy nasienne, sposoby wytwarzania nasion stanowiących kolejne stopnie kwalifikacji, uwzględniające charakterystyczne cechy biologiczne i wymagania agrotechniczne poszczególnych gatunków.

Nad prawidłowym przebiegiem procesu reprodukcji nasion czuwa Inspekcja Nasienna. Uprawnieni jej pracownicy, czyli inspektorzy, dokonują kwalifikacji polowej plantacji nasiennych. Pozytywny wynik kwalifikacji jest pierwszym warunkiem uzyskania świadectwa kwalifikacji materiału siewnego. Drugim warunkiem jest pozytywny wynik oceny laboratoryjnej przeprowadzonej przez Stację Oceny Nasion lub upoważnione laboratoria.

W ten sposób odbiorcy nasion otrzymują materiał siewny, którego jakość spełnia wymogi polskiej normy, a także wymogi Unii Europejskiej. Nasiennictwo jest silnie związane z hodowlą roślin, wprowadzając wytworzone przez nią odmiany do praktyki rolniczej.

Wartość siewna nasion zależy nie tylko od genotypu, ale również od warunków klimatycznych zaistniałych w sezonie ich wytwarzania, stosowanej agrotechniki, pożniwnych zabiegów uszlachetniających oraz warunków przechowywania. Środowisko ma różny wpływ na kolejne etapy życia nasienia.

Rozwój nasienia rozpoczyna się w chwili zapłodnienia woreczka zalążkowego. Po nim następuje okres formowania się podstawowych części składowych nasienia, czyli:

-zarodka, rozwijającego się z zapłodnionej, jednym z jąder plemni­kowych, komórki jajowej,

-bielma (endospermu), powstałego w wyniku zapłodnienia wtórnego jądra woreczka zalążkowego drugim jądrem plemnikowym,

-obielma (peryspermu), rozwijającego się z komórek ośrodka,

-okrywy nasiennej, powstającej z osłonek zalążka.

Zarodek i okrywy nasienne są integralnymi częściami wszystkich nasion. Pozostałe części rozwijają się różnie u różnych grup systematycz­nych roślin.

Po zakończeniu formowania się części składowych nasienia następuje okres dojrzewania, czyli uzyskiwania przez nasiona dojrzałości morfo­logicznej i fizjologicznej, koniecznych dla rozsiewania, a następnie kiełko­wania. W trakcie dojrzewania następuje:

-wzrost (powiększanie rozmiarów) nasienia,

-gromadzenie materiałów zapasowych w nasieniu,

-dehydratacja, czyli zmniejszenie zawartości wody w nasieniu.

Fazy te są ściśle ze sobą połączone i w praktyce trudno jest wytyczyć ich ramy czasowe.

Nasiona typowe (orthodox seeds) bezpośrednio po zbiorze pozostają w stanie spoczynku, czyli okresie ograniczenia procesów metabolicznych. W tym czasie wykazują bardzo niską zdolność kiełkowania. Stanowi to zabezpieczenie przed przedwczesnym kiełkowaniem (porastaniem nasion). Okresy spoczynku nasion różnią się długością. Wynika to z ewolucyjnego przystosowania gatunku do przetrwania niekorzystnych warunków Środo­wiska (np. okres niskiej temperatury otoczenia). Dłuższy okres spoczynku mają nasiona odmian jarych, krótszy - odmian ozimych. Wyższa temperatura otoczenia, dostępność wody i tlenu skracają okres spoczynku nasion, natomiast niska temperatura, niedobór wody i tlenu oraz podwyższona zawartość dwutlenku węgla w otoczeniu przedłużają go.

Nasiona nietypowe (recalcitrant seeds) mają bardzo krótki okres spoczynku i mogą kiełkować bezpośrednio po rozsianiu, a czasem nawet jeszcze na roślinie macierzystej.

Budowa, skład chemiczny oraz wigor nasion są uwarunkowane genetycznie. Jednak warunki środowiska, w jakich rozwijają się na roślinie matecznej (takie jak: sezonowe zmiany warunków pogodowych, stosowana agrotechnika, termin zbioru), mają na nie duży wpływ.

Woda. Zapewnienie roślinie matecznej dostatecznej ilości wody warunkuje nagromadzenie w nasionach większej ilości węglowodanów (głównie skrobi) u roślin mączystych i tłuszczy u roślin oleistych. Nasiona wytwarzają więcej suchej masy, przez co są dorodniejsze. Obfite opady w okresie dojrzewania nasion opóźniają proces dojrzewania i sprzyjają porastaniu nasion. Zebrany z pola materiał siewny ma zbyt dużą wilgotność i wymaga dosuszenia. Niedobór wody zmniejsza zawartość skrobi w nasio­nach zbóż i tłuszczów w nasionach roślin oleistych. Zwiększa natomiast zawartość białka. Nasiona gromadzą mniej materiałów zapasowych są więc drobne. Mają również grubsze okrywy nasienne.

Temperatura. Wysoka temperatura otoczenia przyspiesza proces dojrzewania. Nasiona krócej gromadzą materiały zapasowe. Są drobne i go­rzej wykształcone. U niektórych gatunków wzrasta udział w plonie nasion twardych. Natomiast u pszenicy wysoka temperatura, w połączeniu z małą zawartością wody w glebie, sprzyja gromadzeniu w ziarniakach białka. Poprawia to wartość wypiekową ziarna. Na temperaturę mają wpływ inne czynniki pogodowe, takie jak nasłonecznienie i wiatr.

Światło. Długość dnia i natężenie światła określają intensywność fotosyntezy, a tym samym możliwość gromadzenia suchej masy, czyli dorodność nasion. W przypadku niedostatecznej ilości światła powstają nasiona mniejsze, o obniżonym wigorze.

Zasobność g1eby (nawożenie). Dobrej jakości materiał siewny można, na ogół, uzyskać z plantacji o glebie żyznej, charakte­ryzującej się odpowiednimi właściwościami fizycznymi. Te ostanie można poprawić, stosując odpowiednie zabiegi agrotechniczne. Duża zawartość w glebie potasu i fosforu sprzyja gromadzeniu w nasionach węglowodanów i tłuszczów, a duża zawartość związków azotu - białek. Jednak nadmierne nawożenie azotowe przedłuża okres dojrzewania nasion, sprzyja wyleganiu roślin i osłabia okrywy nasienne. Nadmiar potasu i wapnia w glebie, zwiększając grubość okryw nasiennych, sprzyja powstawaniu nasion twardych.

Na jakość nasion wpływ mają również biotyczne czynniki środowiska. Mogą one zapewnić prawidłowość ich rozwoju, jak ma to miejsce w przy­padku występowania określonych gatunków owadów w środowisku roślin owadopylnych, albo obniżyć wigor nasion, jeżeli w środowisku występują patogeny lub szkodniki uszkadzające rośliny macierzyste.

Dobrej jakości nasiona (materiał siewny) charakteryzują się:

-prawidłowymi cechami fizycznymi, takimi jak: wielkość, kształt, masa, wytrzymałość mechaniczna, przewodność cieplna i elektryczna, właściwości aerodynamiczne, higroskopijność;

-wysoką zdrowotnością, czyli brakiem obecności patogenów i szkod­ników;

-wysokim wigorem.

Kwalifikacja polowa plantacji nasiennych

Odmiany roślin uprawnych wpisane do Rejestru Odmian Oryginalnych nie mogą zmieniać właściwości w trakcie kolejnych rozmnożeń. Zapobiegają temu, stosowane przez firmy nasienne, sposoby wytwarzania nasion stano­wiących kolejne stopnie kwalifikacji, uwzględniające charakterystyczne ce­chy biologiczne i wymagania agrotechniczne poszczególnych gatunków.

Nad prawidłowym przebiegiem procesu reprodukcji nasion czuwa In­spekcja Nasienna. Uprawnieni jej pracownicy, czyli inspektorzy, dokonują kwalifikacji polowej plantacji nasiennych. Pozytywny wynik kwalifikacji jest pierwszym warunkiem uzyskania świadectwa kwalifikacji materiału siewnego. Drugim warunkiem jest pozytywny wynik oceny laboratoryjnej przeprowadzonej przez Stację Oceny Nasion lub upoważnione laboratoria.

W ten sposób odbiorcy nasion otrzymują materiał siewny, którego jakość spełnia wymogi Polskiej Normy, a także wymogi Unii Europejskiej. Nasiennictwo jest bardzo związane z hodowlą roślin, wprowadzając wytworzone przez nią odmiany do praktyki rolniczej.

Wartość siewna nasion zależy nie tylko od genotypu, ale również od wa­runków klimatycznych zaistniałych w sezonie ich wytwarzania, stosowanej agrotechniki, pożniwnych zabiegów uszlachetniających oraz warunków prze­chowywania. Środowisko ma różny wpływ na kolejne etapy życia nasienia.

Nasiona typowe (orthodox seeds) bezpośrednio po zbiorze pozostają w stanie spoczynku, czyli okresie ograniczenia procesów metabolicznych. W tym czasie wykazują bardzo niską zdolność kiełkowania. Stanowi to za­bezpieczenie przed przedwczesnym kiełkowaniem (porastaniem nasion).

Okresy spoczynku nasion różnią się długością. Wynika to z ewolucyjnego przystosowania gatunku do przetrwania niekorzystnych warunków środowi­ska (np. okresu niskiej temperatury otoczenia). Dłuższy okres spoczynku mają nasiona odmian jarych, krótszy - odmian ozimych. Wyższa tempera­tura otoczenia, dostępność wody i tlenu skracają, natomiast niska tempera­tura, niedobór wody i tlenu oraz podwyższona zawartość dwutlenku węgla w otoczeniu przedłużają okres spoczynku nasion.

Nasiona nietypowe (recalcitrant seeds) mają bardzo krótki okres spo­czynku i mogą kiełkować bezpośrednio po rozsianiu, a czasem nawet jesz­cze na roślinie macierzystej .

Na jakość nasion wpływ mają również biotyczne czynniki środowiska. Mogą one zapewnić prawidłowość ich rozwoju, jak ma to miejsce w przy­padku występowania określonych gatunków owadów w środowisku roślin owadopylnych, albo obniżyć wigor nasion, jeżeli w środowisku występują patogeny lub szkodniki uszkadzające rośliny macierzyste.

Dobrej jakości nasiona (materiał siewny) charakteryzują się:

-prawidłowymi cechami fizycznymi, takimi jak: wielkość, kształt, ma­sa, wytrzymałość mechaniczna, przewodność cieplna i elektryczna, właściwości aerodynamiczne, higroskopijność;

-wysoką zdrowotnością, czyli brakiem obecności patogenów i szkodni­ków;

-wysokim wigorem.

Reprodukcja nasion

Reprodukcja nasienna jest to proces rozmnażania materiału siewnego z zachowaniem jego wartości genetycznej. Uzyskany materiał siewny powi­nien zachowywać czystość odmianową i gatunkową oraz charakteryzować się wysokim wigorem. Produkcja materiału siewnego stawia jego produ­centom wysokie wymagania, ponieważ muszą oni przestrzegać zasad pro­dukcji, znacznie odbiegających, w przypadku niektórych gatunków roślin, od zasad uprawy towarowej.

Materiałem wyjściowym reprodukcji nasiennej jest materiał mateczny, powstały jako wynik hodowli zachowawczej. Stanowią go nasiona najwyższej jakości. Jest ich jednak niewiele i muszą zostać namnożone do ilości niezbędnej dla pokrycia zapotrzebowania produkcji towarowej. Długość cyklu reprodukcji zależy od współczynnika rozmnożenia danej rośliny i zapotrzebowania na materiał siewny danej odmiany.

Współczynnik rozmnożenia określa, ile hektarów można obsiać materia­łem siewnym zebranym z I hektara plantacji nasiennej i dany jest wzorem:

WR = plon z 1ha plantacji nasiennej / norma wysiewu

Współczynnik rozmnożenia jest różny dla różnych gatunków roślin. Ni­ski współczynnik rozmnożenia mają:

-ziemniaki 7-10

-cztery podstawowe zboża oraz gryka 20-25

-len i konopie 7-10

-rośliny strączkowe 10-15

Natomiast wysoki współczynnik rozmnażania:

-trawy i rośliny oleiste 300-500,

-rośliny korzeniowe dwuletnie 600-1000.

Ponieważ tylko część zebranych z plantacji nasiennych nasion nadaje się do wysiewu, więc rzeczywisty współczynnik rozmnażania jest niższy niż biologiczny nawet o 90%.

Zapotrzebowanie na materiał siewny zależy od udziału poszczegól­nych gatunków roślin w strukturze zasiewów oraz popularności danej od­miany pośród plantatorów.

Przedstawione powyżej przyczyny powodują, że długość cyklu repro­dukcji materiałów siewnych jest różna.

Jeżeli współczynnik rozmnożenia jest niewielki, a zapotrzebowanie na materiał siewny duże, przeprowadzany jest pełny cykl rozmnożenia, czyli:

materiał mateczny > superelita > elita > oryginał > odsiew I > odsiew kwalifikowany

W przypadku sadzeniaków ziemniaka zamiast odsiewu kwalifikowane­go występują klasy A, B, C.

Natomiast jeżeli roślina ma wysoki współczynnik rozmnażania, a nie­wielki udział w strukturze zasiewów, stosuje się skrócony cykl reprodukcji i materiał siewny dostarczany plantatorom ma wyższy stopień kwalifikacji niż w poprzednim przypadku:

materiał mateczny > superelita > elita (np. dla rzepaku)

materiał mateczny > elita > oryginał (np. dla buraków cukrowych)

Reprodukcję nasienną prowadzić może autor odmiany, o ile dysponuje odpowiednimi warunkami do produkcji, firma nasienna lub firma nasienna, która weszła w posiadanie praw do odmiany. Jeżeli firma nasienna nie dyspo­nuje odpowiednimi warunkami do reprodukcji nasion, materiał siewny wy­twarzają dla niej plantatorzy nasienni na podstawie umowy zawartej z firmą nasienną. Inspekcja Nasienna czuwa nad procesem wytwarzania kwalifikowanego materiału siewnego. Gwarantuje to wysoką jakość materiału siewne­go oferowanego plantatorom. Pierwszym etapem badania jakości materiału siewnego jest kwalifikacja polowa plantacji nasiennych.

Stosowanie właściwego materiału siewnego oraz jego okresowa wy­miana jest najskuteczniejszym sposobem przeciwdziałania wyradzaniu się odmian. Częstotliwość wymiany materiału siewnego zależy od gatunku ro­śliny i wynosi np. dla zbóż 4 lata, a dla ziemniaków 2-5 lat, zależnie od terenu kraju. Aby zapewnić dobre plony, należy używać materiału siewnego kwalifikowanego, czyli takiego, który pomyślnie przeszedł kwalifikację polową, ocenę laboratoryjną, badanie tożsamości odmianowej oraz inne jeszcze zabiegi, np. dosortowanie.

Ocena polowa plantacji nasiennych ma na celu stwierdzenie, że podczas wegetacji roślin zaistniały właściwe warunki dla wyprodukowania materiału siewnego wysokiej jakości. Ocena ta, przeprowadzona we właściwych sta­diach rozwoju roślin, pozwala ocenić stan i wyrównanie plantacji gwarantują­ce uzyskanie z niej materiału siewnego spełniającego normy.

Kwalifikację polową plantacji nasiennej przeprowadza inspektor Inspek­cji Nasiennej, zwany inaczej kwalifikatorem. Ocenie polowej podlegają plan­tacje nasienne odmian wpisanych do Rejestru Odmian Oryginalnych, skreślone z Rejestru Odmian Oryginalnych przez okres 2 lat po wykreśleniu, do­puszczonych do obrotu handlowego zezwoleniem Ministra Rolnictwa i Roz­woju Wsi, odmiany zagraniczne nie wpisane do rejestru przeznaczone wy­łącznie na eksport. Dokonuje się również kwalifikacji plantacji nasiennych materiałów hodowlanych przyjętych do badań rejestrowych, ale podlegają one kwalifikacji warunkowej. Materiał siewny zgłoszony do kwalifikacji po­lowej musi mieć ciągłość kwalifikacyjną.

W przypadku odmian mieszańcowych wpisanych do Rejestru Odmian Oryginalnych ocenie podlegają plantacje form rodzicielskich (czystych linii wsobnych) i mieszańca handlowego.

Plantacje nasienne muszą być zgłoszone do Inspektoratu Wojewódzkiego Inspekcji Nasiennej we właściwym terminie, np. zboża ozime do 28 lu­tego, zboża jare do 15 maja.

Plantację zgłasza podmiot posiadający zezwolenie na obrót materiałem siewnym. Jeżeli wniosek został wypełniony nieprawidłowo lub złożony w niewłaściwym terminie, Inspekcja Nasienna może odmówić przyjęcia plantacji do kwalifikacji.

Jednocześnie ze zgłoszeniem plantacji do kwalifikacji należy przesłać do COBORU partię nasion do oceny tożsamości odmianowej. Zaniedbanie tego obowiązku powoduje degradację plantacji do najniższego stopnia, a jeżeli dotyczy to odmiany znajdującej się na liście OECD - wyłączenie plantacji z kwalifikacji w systemie OECD.

Dla większości gatunków roślin przeprowadzana jest jedna kwalifikacja polowa, zwykle w okresie kwitnienia roślin lub w pobliżu tego terminu. Dla niektórych roślin, a szczególnie mieszańców heterozyjnych normy przewi­dują dwie lub więcej kwalifikacji w określonych stadiach rozwoju roślin. Plantacje nasienne mieszańcowych odmian kukurydzy podlegają pięciu lu­stracjom: przed kwitnieniem, trzykrotnie w okresie kwitnienia kwiatostanów żeńskich formy matecznej i w okresie dojrzewania nasion. Rośliny dwuletnie podlegają kwalifikacji w obu latach produkcji nasion. Maksymalna powierzchnia plantacji nasiennej wynosić może 20 ha. Jeżeli plantacja ma większy areał, dzieli się ją na części o powierzchni 20 ha i kwalifikuje je osobno, traktując jako oddzielne plantacje. W przypadku plantacji nasiennych mieszańcowych odmian kukurydzy areał plantacji nie może przekraczać 10 ha.

W przewidzianym normą terminie, po uprzednim ustaleniu z plantato­rem dokładnej daty lustracji, inspektor przyjeżdża, aby dokonać oceny plan­tacji. Kwalifikacja polowa plantacji nasiennej obejmuje trzy etapy. Inspek­tor może przejść do kolejnego etapu oceny, jeżeli poprzedni etap został za­kończony pomyślnie:

Etap pierwszy - sprawdzanie dokumentacji plantacji

Inspektor kontroluje zgodność wniosku zgłoszeniowego z dokumentami przedstawionymi przez producenta: dowody zakupu i świadectwa kwalifi­kacji materiału siewnego (świadectwa kwalifikacji, specyfikacje dostawy, faktury zakupu). Sprawdza zgodność gatunku, odmiany i stopnia kwalifika­cji nasion wysianych na plantacji z wymienionymi we wniosku (na podsta­wie etykiety wysianej partii nasion). Jeżeli zgłoszenia dokonał podmiot nie­będący hodowcą lub właścicielem odmiany, to konieczne jest posiadanie umowy licencyjnej lub sublicencyjnej.

Etap drugi - ogólna ocena plantacji

Kwalifikator dokonuje obejścia plantacji celem:

-określenia powierzchni plantacji. Jeżeli powierzchnia rzeczywista plantacji różni się o więcej niż 30% od podanej we wniosku zgłosze­niowym, a plantator nie potrafi przekonująco wyjaśnić rozbieżności, stanowi to podstawę do odstąpienia od kwalifikacji;

-sprawdzenia izolacji przestrzennej, czyli minimalnej odległości plan­tacji nasiennej od innych upraw lub skupisk roślin, które mogą być źródłem niepożądanych przekrzyżowań, chorób lub szkodników. Izolacja przestrzenna wynosi np. dla odmian żyta w stopniu elity 300 metrów, a odsiewu 250 metrów. Jeżeli między plantacją nasienną a inną uprawą tego samego gatunku znajdują się przeszkody natural­ne ograniczające możliwość przenoszenia pyłku czy patogenów, izo­lacja może być zmniejszona do 1/3 wymaganej odległości;

-ustalenia wymogów odnośnie przedplonu. Na przykład, plantacji na­siennych zbóż nie można zakładać na polu, na którym w poprzednim roku uprawiano inne gatunki zbóż lub inną odmianę tego samego ga­tunku o niższym stopniu kwalifikacji. Dla pszenżyta przerwa powin­na wynosić 2 lata;

-ogólnej oceny stanu plantacji - równomierność rozwoju roślin, za­chwaszczenie, porażenie przez choroby czy szkodniki. Słaby, zróżnicowany rozwój roślin, nadmierne zachwaszczenie czy porażenie przez choroby i szkodniki stanowi podstawę do odstąpienia od dalszej kwa­lifikacji, a nawet do dyskwalifikacji plantacji w całości lub w części;

-sprawdzenia w różnych miejscach plantacji czystości gatunkowej i odmianowej roślin. Próbę tę przeprowadza się np. na 100 kłosach pobranych losowo z możliwie dużej powierzchni plantacji.

Etap trzeci - szczegółowa ocena plantacji

Dla dokonania tej oceny inspektor wyznacza jednostki kwalifikacyjne. Jednostka kwalifikacyjna jest to powierzchnia kontrolna lub określona licz­ba roślin wybrana celem szczegółowej oceny tożsamości odmianowej, porażenia przez choroby i szkodniki oraz jakości produkowanego materiału siewnego. Wielkość i liczba jednostek kwalifikacyjnych zależy od gatunku i stopnia kwalifikacji materiału siewnego, wielkości pola, techniki siewu i sposobu zapylania rośliny i wynosi:

-dla roślin rolniczych przy siewie zwartym - 10,20,30 lub 50 m²,

-dla roślin warzywnych - 10 m²,

-przy siewie rzędowym lub gniazdowym - 100 kolejnych roślin w rzędzie lub po 50 roślin w dwóch lub po 25 roślin w czterech są­siednich rzędach wybranych losowo.

Na plantacjach nasiennych odmian mieszańcowych jednostki kwalifika­cyjne wyznacza się oddzielnie dla każdej komponenty rodzicielskiej. Jedno­stek kwalifikacyjnych nie wyznacza się dla upraw nasiennych pod osłonami i na plantacjach o powierzchni mniejszej niż 0,1 ha. W tym przypadku całą plantację traktuje się jak jedną jednostkę kwalifikacyjną.

Liczba jednostek kwalifikacyjnych zależna jest od wielkości plantacji i wynosi:

Wielkość plantacji (ha)	Minimalna liczba jednostek
do2 3 4 5 6 7 8 9-10	5 8 10 12 14 16 18 20

Dla każdej jednostki kwalifikacyjnej należy określić:

-liczbę roślin innego gatunku i odmiany (zbadać czystość gatunkową i odmianową),

-liczbę chwastów określonych w przepisach szczegółowych,

-liczbę roślin porażonych przez choroby i szkodniki,

-liczbę roślin nietypowych (np. chwastów), dla których nie określono liczb granicznych w przepisach szczegółowych, ale uznano, że plan­tacja powinna być od nich praktycznie wolna.

Po obliczeniu tych wad kwalifikator porównuje ich liczbę z wymaga­niami określonymi w przepisach szczegółowych, np. dla plantacji nasien­nych żyta liczba roślin innych odmian nie może przekraczać: dla elity 1 ro­śliny/30 m², a dla odsiewu 1 rośliny/10 m². Te same normy ilościowe odno­szą się do czystości gatunkowej i zachwaszczenia roślinami, których na­siona są trudne do oddzielenia od nasion żyta. Szczególnie istotna jest liczba roślin owsa głuchego. Należy podać liczbę roślin tego gatunku w przelicze­niu na 1 ha plantacji. Maksymalna liczba roślin owsa głuchego na 1 ha plan­tacji wynosi:

-dla nasion bazowych;

-dla nasion kwalifikowanych I generacji;

-dla nasion kwalifikowanych II generacji;

Ponadto plantacja powinna być praktycznie wolna od: kąkolu polnego, rzodkwi świrzepy, życicy rocznej i stokłosy żytniej. Liczba roślin porażo­nych przez choroby i szkodniki nie może przekroczyć dla plantacji kwalifi­kowanych w stopniu elity:

-głownią źdźbłową żyta i śniecią cuchnącą 0,6 rośliny/30 m²,

-sporyszem 2,0 rośliny/30 m²,

dla plantacji kwalifikowanych w stopniu odsiewu odpowiednio:

-0,3 rośliny porażone głownią źdźbłową i śniecią cuchnącą/l0 m²,

-1,5 rośliny porażonej sporyszem/10 m².

W niektórych przypadkach normy wyrażone są w procentach. Należy wte­dy liczbę roślin nietypowych zauważonych w jednostkach kwalifikacyjnych porównać do populacji roślin. Populację roślin wylicza się ze wzoru:

P = 1000000M / W

gdzie:

P - populacja roślin na 1 ha,

M - średnia liczba roślin na 1 m długości rzędu,

W - szerokość międzyrzędzi (cm).

Na zakończenie kwalifikator musi oszacować plon nasion z plantacji w dt na ha, a w przypadku upraw pod osłonami w kg/m². Po zakończeniu wszyst­kich czynności inspektor podejmuje decyzję dotyczącą kwalifikacji plantacji. W przypadku gdy plantacja spełnia wymogi normy, to znaczy liczba wad nie przekracza liczb wymienionych w przepisach szczegółowych, inspektor kwa­lifikuje plantację w stopniu i areale wymienionym w umowie. Jeżeli plantacja nie spełnia wymogów kwalifikacji dla stopnia wymienionego w umowie (zbyt duża liczba wad), a spełnia wymogi norm dla niższego stopnia kwalifi­kacji, stopień kwalifikacji powinien zostać obniżony. Następuje degradacja plantacji. Jeżeli plantacja nie spełnia wymagań ustalonych dla najniższego stopnia kwalifikacji nasiennej, podlega ona dyskwalifikacji. Plantację nasien­ną zbóż należy zdyskwalifikować, jeżeli ogólna liczba wad stwierdzonych na 200 m² (co odpowiada 10 jednostkom kwalifikacyjnym) jest równa lub prze­kracza liczbę podaną w przepisach. Jeżeli plantacja podlega więcej niż jednej ocenie, degradacja w czasie pierwszej oceny nie może być podniesiona po kolejnej ocenie. Jeżeli wymogów nie spełnia tylko część plantacji, kwalifika­tor dyskwalifikuje jedynie tę jej część. Plantator musi zniszczyć rosnące na niej rośliny lub oddzielić ją od części zakwalifikowanej pasem gruntu szerokości 2 metrów, aby uniknąć zmieszania nasion przy zbiorze. Jeżeli kwalifi­kator dojdzie do wniosku, że wykonanie odpowiednich zabiegów agrotech­nicznych przywróci plantacji właściwą jakość, może nakazać wykonanie ta­kich zabiegów. Wyznacza jednocześnie termin ich wykonania i oczywiście musi potem sprawdzić, czy przyniosły one oczekiwany efekt.

Wyniki wszystkich etapów kwalifikacji dokumentowane są w przedsta­wionym na rysunku 10 arkuszu oceny polowej, który wypełnia kwalifikator. Na ostatniej stronie arkusza znajduje się miejsce na wpisanie wyników oceny polowej. Arkusz oceny podpisują: plantator (producent) oraz kwalifi­kator. Jeżeli producent nie zgadza się z wynikiem oceny polowej, może odwołać się do wojewódzkiego inspektora Inspekcji Nasiennej. Powinien on powołać komisję, która w czasie nie dłuższym niż 14 dni dokona ponownej oceny plantacji. W czasie między ocenami na plantacji nie wolno dokonywać żadnych zmian. Decyzja komisji odwoławczej jest ostateczna. W przy­padku zmiany decyzji kwalifikatora wystawiane jest nowe świadectwo oce­ny polowej.

Pozytywny wynik kwalifikacji polowej plantacji stanowi dowód wywią­zania się plantatora z umowy z firmą nasienną. Plantator musi oczywiście, do końca sezonu wegetacyjnego, pielęgnować plantację zgodnie z wymogami agrotechniki danego gatunku. Następnie zebrać plon i dostarczyć go firmie nasiennej. Jeżeli plon przekracza o ponad 30% szacunkowy plon określony podczas kwalifikacji polowej, a plantator lub inspektor nasienny nie mogą właściwie wyjaśnić okoliczności występujących rozbieżności, firma nasienna może odmówić przyjęcia materiału siewnego. Z każdej, budzącej zastrzeżenia partii plonu z plantacji nasiennych należy pobrać próby celem dokonania oceny tożsamości odmianowej.

Kwalifikacja laboratoryjna materiału siewnego

Ocena laboratoryjna materiału siewnego

Po pomyślnym przebiegu kwalifikacji polowej i dostarczeniu nasion do firmy nasiennej materiał polowy zostaje poddany ocenie laboratoryjnej. Przeprowadzają ją Stacje Oceny Nasion (SON) lub upoważnione laborato­ria. Przeprowadzana jest ona zgodnie z metodyką IST A określoną w Mię­dzynarodowych Przepisach Oceny Nasion. Ocena obejmuje 3 etapy:

-pobranie próby reprezentatywnej,

-oznaczenie poszczególnych własności nasion,

-opracowanie wyników.

Pobieranie próby reprezentatywnej

Próbki pobierane są przez uprawnionego przez Wojewódzkiego In­spektora Inspekcji Nasiennej lub kierownika SON, próbkobiorcę. Przed po­braniem próby sprawdza on, czy partia nasion jest prawidłowo przygoto­wana i posiada właściwą dokumentację. Następnie pobiera próby i wydziela z nich próby reprezentatywne. Jedna z nich, wraz z protokołem pobrania, przekazywana jest do SON .

Druga pozostaje u zleceniodawcy jako tak zwana próba żelazna. W przypadku niewłaściwego przygotowania partii nasion do pobrania prób próbkobiorca powinien odstąpić od ich pobrania.

Oznaczanie poszczególnych własności nasion

W laboratorium wydziela się, według metod IST A, próbkę analityczną. IST A jest to Międzynarodowe Zrzeszenie Oceny Nasion. W Polsce znajduje się 7 Stacji Oceny Nasion mające uprawnienia IST A. Materiał siewny musi być jednolity pod względem cech jakościowych. Nasiona powinny mieć kształt, barwę, połysk, zapach i inne cechy właściwe dla danego gatunku i odmiany. Niedopuszczalna jest obecność żywych szkodników (we wszystkich fazach rozwojowych) magazynowych lub kwarantannowych. Następnie określa się trzy podstawowe parametry: czystość, laboratoryjną zdolność kiełkowania i zdrowotność nasion. Ponadto, z reguły, określa się wilgotność i masę 1000 nasion. Dla poszczególnych typów roślin normy określają analizę dodatkowych parametrów jakościowych.

Czystość

W celu oznaczema czystości nasion próbkę dzieli się na trzy grupy składników:

-nasiona czyste, czyli dojrzałe, nieuszkodzone nasiona danego ga­tunku i odmiany. Zalicza się tu również nasiona żywe, ale niekieł­kujące (nasiona twarde), nasiona porośnięte, pomarszczone oraz czę­Ści nasion większe niż połowa;

-zanieczyszczenia nieorganiczne, czyli cząstki gleby, kamienie, piasek itp.;

-zanieczyszczenia organiczne, czyli części nasion mniejsze niż połowa, struktury nasieniopodobne (kwiatki, kłoski, plewki), części roślin niebędące nasionami (łodygi, liście, korzenie), nasiona innych gatunków roślin (w tym nasiona chwastów).

Czystość nasion określana jest w procentach i wyliczana ze wzoru:

czystość (%) = (a-b)x100 / a

gdzie:

a - ciężar próbki,

b - suma ciężarów wszystkich zanieczyszczeń.

Dopuszczalna ilość zanieczyszczeń zależna jest od gatunku i stopnia kwalifikacji nasion i określana normami.

Laboratoryjna zdolność kiełkowania

Polega na określeniu, w standardowych warunkach, określanych Polską Normą, procentowego udziału nasion wytwarzających siewki zdolne do dalszego rozwoju.

Nasienie do wykiełkowania potrzebuje odpowiedniej ilości wody, od­powiedniego podłoża, odpowiedniej temperatury i odpowiedniego składu atmosfery. Dostęp wody zapewnia podłoże kiełkowania. Najczęściej jest to bibuła filtracyjna, ale stosowane są również inne podłoża (np. piasek, gleba, a nawet kompost). Oznaczanie zdolności kiełkowania odbywa się w opty­malnej temperaturze. To znaczy takiej, przy której maksymalna zdolność kiełkowania osiągana jest w najkrótszym czasie. Temperatura powinna być taka sama w całym pomieszczeniu lub objętości komory kiełkownika, a jej wahania w ciągu doby nie mogą przekraczać l^oC. Czasami stosowana jest zmienna temperatura dobowa. Wtedy wyższa temperatura utrzymywana jest przez 8 godzin na dobę. Właściwe, optymalne wartości temperatury kiełko­wania dla poszczególnych gatunków roślin podaje Polska Nomla. Kiełkującym nasionom zapewnić należy dopływ powietrza. Dla niektó­rych gatunków (np. sałata, tytoń) konieczny jest dopływ światła.

Długość trwania testu oznaczania zdolności kiełkowania, dla nasion ro­ślin rolniczych, wynosi od 7 do 28 dni. W tym czasie należy kilkakrotnie oznaczyć liczbę nasion, które wykiełkowały, czyli takich, które wydały siewki (lub ich części wskazujące na możliwość rozwoju w dojrzałą roślinę). Po upływie określonego Polską Nomlą czasu dokonuje się ostatecznego określenia laboratoryjnej zdolności kiełkowania. Wynik podaje się w procentach. Oddzielnie dla nasion prawidłowo i nieprawidłowo kiełkujących, zdrowych niekiełkujących, martwych oraz gnijących i pleśniejących.

Innym sposobem określania zdolności kiełkowania nasion jest wylicze­nie współczynnika Piepera. Jest to średni czas potrzebny do skiełkowania pojedynczego nasienia. Wylicza się go ze wzoru:

W = ∑(d_n x a_n)/ ∑a_n

gdzie:

W- współczynnik Piepera,

d_n - kolejny dzień kiełkowania, licząc od dnia siewu,

a_n - liczba nasion, które wykiełkowały w danym dniu.

W doświadczeniach polowych oprócz współczynnika Piepera określa się również współczynnik równomierności wschodów. Wylicza się go z tego samego wzoru co współczynnik Piepera, podstawiając za dll kolejny dzień kiełkowania, licząc od dnia pojawienia się pierwszego kiełka.

Zdrowotność nasion

Oznaczanie zdrowotności nasion polega na określaniu udziału nasion lub siewek porażonych przez patogeny lub uszkodzonych przez szkodniki. Wykonuje się je, oglądając nasiona pod lupą, binokularem lub mikroskopem lub stosując inkubację nasion, czyli ich kiełkowaniu w wysokiej temperatu­rze i wilgotności. Nasiona bada się codziennie przez kilka dni. Jako wynik podaje się nazwy wykrytych patogenów (lub szkodników) oraz procentowy udział nasion porażonych.

Dla różnych gatunków przeprowadza się badania dodatkowe:

-dla zbóż - masy 1000 ziarniaków i zawartości pośladu,

-dla buraków cukrowych - kalibrażu kłębków, u odmian jednokiełko­wych udziału kłębków wielokiełkowych,

-dla traw - czystości gatunkowej,

-dla ziemniaków - oceny zdrowotności sadzeniaków (oceny poraże­nia wirusami).

Opracowanie wyników

Polega na matematycznym opracowaniu wyników, zwykle za pomocą komputera. Przy właściwym oprogramowaniu komputer nie tylko oblicza wyniki, ale również drukuje świadectwa kwalifikacyjne oraz określa para­metry maszyn przygotowujących materiał siewny.

Po opracowaniu wyników SON wydaje oficjalne dokumenty określa­jące jakość nasion. Są to:

-świadectwo kwalifikacji nasion, dokumentujące wyniki badań dla partii nasion pochodzących z plantacji, które pomyślnie przeszły kwalifikację polową;

-świadectwo wartości siewnej nasion, wydawane dla partii nasion pochodzących z plantacji nieobjętych urzędową kwalifikacją lub z plantacji zdyskwalifikowanych spełniających w ocenie laboratoryj­nej wymagania jakościowe dla nasion handlowych roślin rolniczych;

-świadectwo jakości nasion standard, wydawane dla materiału siew­nego standardowego, dokumentujące zgodność jego parametrów z obowiązującymi wymaganiami. Oceny polowej w odniesieniu do materiału siewnego standardowego hodowanych przez siebie odmian dokonują upoważnieni hodowcy;

-informacja o wynikach oceny nasion, wydawana dla partii nasion za­kwalifikowanych polowo, ale nie spełniających wymagań jakościowych w ocenie laboratoryjnej i we wszystkich przypadkach, gdy nie ma podstaw do wydania wyżej wymienionych typów świadectw.

Jeżeli uzyskane wyniki zgodne są z wymogami norm, oceniana partia nasion uzyskuje świadectwo kwalifikacji laboratoryjnej. Jeżeli producent nasion nie zgadza się z ustaleniami jakości nasion wydanymi przez wojewódzkiego inspektora Inspekcji Nasiennej, przeprowadza się powtórną ocenę laboratoryjną. Przeprowadzają ją Stacje Oceny Nasion akredytowane przez ISTA. Ocenę przeprowadza się na pobranej przez prób­kobiorcę próbie, będącej w posiadaniu podmiotu odwołującego się od decy­zji SON. Czasami, w uzasadnionych przypadkach, na części próbki pozostałej w SON. Do badań powtórnych stosuje się takie same metody i warunki oceny, jak w badaniach pierwotnych.

Ocena jakości materiału siewnego w systemie OECD

Kraje należące do Europejskiej Organizacji Współpracy i Rozwoju (OECD) opracowały jednolity, międzynarodowy system produkcji nasion. Miał on gwarantować reprodukcję nasienną odmian o najlepszych cechach, możliwość odtworzenia rodowodu każdej partii nasion, prawidłowość procesu reprodukcji przez poddanie wszystkich stopni kwalifikacji ocenie porównawczej (poletkowej) oraz kwalifikacji polowej i ocenie laboratoryjnej.

Z wytworzonego w trakcie prowadzenia hodowli zachowawczej materiału matecznego wybiera się kilkaset, najbardziej typowych dla danej odmiany, roślin. Ich nasiona stanowią "breeders seed". Część nasion składowana jest w przechowalni w warunkach optymalnych dla zachowania ich wigoru. Co roku, pewna ich część pobierana jest do dalszych rozmnożeń. Eliminuje to konieczność wytwarzania corocznie nowej partii materiału matecznego. Z "breeders seed" (poprzez 2 do 4 rozmnożeń) otrzymuje się "pre-basic seed", z nich po 1 rozmnożeniu "basic seed", Jest to ostatni stopień kwalifikacji uzyskiwany pod kontrolą hodowcy.

Z rozmnożenia "basic seed" finny nasienne uzyskują "certified seed" 1., 2. lub 3. generacji. Liczba pokoleń, w ciągu których nasiona mogą być rozmnażane, zależna jest od współczynnika rozmnażania nasion.

Celem przeprowadzenia kwalifikacji nasiennej w systemie OBCD, instytucja kwalifikująca (w naszym kraju Inspekcja Nasienna) pobiera próbę nasion w stopniu "breeder seed" lub "pre-basic seed", które stanowić będą wzorzec dla kontroli przebiegu reprodukcji nasion. W celu kontroli tożsamości i czystości odmianowej prowadzona jest ocena poletkowa na wszystkich etapach wytwarzania nasion. Dla kolejnych stopni rozmnożenia poletko kontrolne stanowi zarazem kontrolę partii nasion z ostatniego zbioru i kontrolę wstępną dla nasion kolejnego rozmnożenia. Próby do oceny tożsamości pobierane są przez uprawnionego próbkobiorcę, pakowane w płócienne woreczki zaplombowane plombami Inspekcji Nasiennej i zaopatrzone w etykiety zawierające informację o nasionach. Próby należy, w odpowiednim terminie, przekazać do Wojewódzkiego Inspektoratu Inspekcji Nasiennej. Zgłoszenie partii nasion do pobrania próby należy do obowiązków właściciela partii nasion. W przypadku niepobrania próby nasion do oceny poletkowej lub nieprzekazania próby w odpowiednim terminie następuję degradacja wysianych z danej partii nasion plantacji nasiennych do najniższego stopnia kwalifikacji, a plantacje z listy OBCD zostają wyłączone z kwalifikacji w systemie OBCD. Wyniki badań kontroli poletkowej odmian kwalifikowanych w systemie OBCD przekazywane są do Sekretariatu OBCD.

Rośliny rosnące na produkcyjnych plantacjach nasiennych podlegają standardowej kwalifikacji polowej, a zebrane z nich nasiona ocenie laboratoryjnej. Przed przystąpieniem do oceny laboratoryjnej z każdej partii nasion pobierana jest próbka reprezentatywna, którą wysiewa się w roku następnym na poletkach kontrolnych celem dokonania oceny następczej warunków produkcji nasion. Zgodnie z ustaleniami OBCD taki system oceny pozwala na:

-sprawdzenie efektywności systemu kwalifikacyjnego jakości nasion,

-ustalenie (i sprawdzenie) stabilności odmiany,

-wykrycie ewentualnych nieprawidłowości i pomyłek (np. nieprawidło­wego oznakowania opakowań nasion, nieprawidłowego zaetykietowania partii nasion).

Zgodnie z obowiązującym prawem, Polska stosuje w ocenie plantacji nasiennych roślin rolniczych zasady ustalone przez OBCD. Jeżeli wszystkie etapy kwalifikacji wypadną pomyślnie, nasiona otrzymują etykiety o kolo­rach wymienionych w tabeli 6. Stanowią one jednocześnie świadectwo kwalifikacji. Jak widać sposób kwalifikacji nasion stosowany w Unii Europejskiej różni się od stosowanego dotychczas w Polsce. Ustawa Nasienna, uchwalona 15 września 2000 roku, wprowadza jednolity system kwalifikacyjny, zgodny z wymogami OECD.

Manipulacja nasionami

Odbiorcy nasion mają różne wymagania dotyczące ich jakości. Czasami, ze względów ekonomicznych, nie chcą kupować drogich nasion wysokiej jakości (o wysokiej zdolności kiełkowania). Żądają nasion tańszych lub chociaż nieco tańszych. Firma nasienna, jeżeli chce utrzymać się na rynku, musi sprostać wszelkim potrzebom klientów. Jeżeli nie dysponuje materiałem siewnym o zdolności kiełkowania takiej, jakiej żąda klient, musi dokonać manipulacji nasionami, czyli z posiadanych nasion o różnej zdolności kiełkowania utworzyć partię ściśle odpowiadającą wymaganiom odbiorcy.

Parametrem wyjściowym do obliczenia ilości nasion potrzebnej do wytworzenia nowej partii nasion jest zdolność kiełkowania nasion, którymi dysponuje firma. Należy wyliczyć masę nasion o wysokiej zdolności kiełkowania, którą należy zmieszać z nasionami o niskiej zdolności kiełkowania, według wzoru:

W = (S-SZxK) / SW-S

gdzie:

W - masa nasion o wysokiej zdolności kiełkowania, którą należy zmieszać z na­sionami o niskiej zdolności kiełkowania, aby uzyskać partię nasion o założo­nej zdolności kiełkowania [kg],

S - założona zdolność kiełkowania partii nasion [%],

SZ- zdolność kiełkowania nasion o niskiej LZK [%],

SW- zdolność kiełkowania nasion o wysokiej LZK [%],

K - masa nasion o niskiej zdolności kiełkowania przeznaczonych do manipulacji [kg].

Celem uniknięcia błędu należy sprawdzić uzyskany wynik:

zdolność kiełkowania uzyskanej partii nasion [%] = [(SWxW)+(SZxK) / W+K

Przedstawiony sposób wyliczenia, chociaż prawidłowy, jest żmudny i pracochłonny. Aby ułatwić pracę personelowi firm nasiennych powstały Tabele pomocnicze do obliczeń stosowanych w przygotowaniu materiału siewnego.

Wigor nasion

Pojęcie wigoru nasion

Zmieniające się technologie uprawy, zmniejszenie normy wysiewu na­sion, mechanizacja siewu i zbioru roślin wywołują rosnące zapotrzebowanie na materiał siewny o najwyższych parametrach jakościowych. Wysoka war­tość laboratoryjnej zdolności kiełkowania nie zawsze znajduje odzwierciedle­nie w zadowalających wschodach polowych, a w konsekwencji w prawidło­wej obsadzie roślin. Szybkość i równomierność wschodów polowych ma de­cydujący wpływ na jednolitość cech roślin podczas zbiorów, a więc także na straty przy zbiorze mechanicznym i wartość uzyskanego surowca roślinnego. Stwierdzono, że wpływ żywotności nasion na wielkość i jakość plonu jest szczególnie istotny u gatunków zbieranych podczas wzrostu części we­getatywnych (cebula, szparagi, burak cukrowy, kapusta czy marchew) lub wczesnych stadiów owocowania (pomidor, fasola szparagowa, kukurydza cukrowa). Dla potrzeb nowoczesnej produkcji roślinnej, o wysokim pozio­mie agrotechniki i mechanizacji, nadają się jedynie nasiona o wysokim wi­gorze. Nasiona takie charakteryzują się szybkimi i równomiernymi wscho­dami polowymi.

Chociaż pojęcie wigoru wprowadził już w 1876 roku Nobbe, przez dłu­gi czas były trudności ze sprecyzowaniem jego definicji. Dopiero w 1977 roku Kongres IST A (Międzynarodowy Związek Oceny Nasion) przyjął ofi­cjalną definicję wigoru nasion:

Wigor nasion jest całkowitą sumą tych właściwości nasion, które określają poziom aktywności i zachowania się nasienia lub próby nasion podczas kiełkowania i wschodów siewek.

Można więc stwierdzić, że wigor nasion jest to zdolność nasion do kieł­kowania, wschodów i wzrostu roślin w szerokim zakresie warunków agro­ekologicznych. Jest swoistym potencjałem życiowym, realizującym się w całej ontogenezie roślin. Z rolniczego punktu widzenia wigor nasion cha­rakteryzuje więc przyszłą wartość plonotwórczą roślin.

Kształtowanie wigoru nasion

Na poziom wigoru nasion maja wpływ następujące czynniki:

-właściwości genetyczne,

-warunki wzrostu, rozwoju i dojrzewania roślin,

-stan dojrzałości nasion w czasie zbioru,

-cechy morfologiczne nasion,

-uszkodzenia,

-wiek fizjologiczny nasion,

-patogeny.

Na jakość nasion można oddziaływać już na etapie hodowli twórczej. Liczni autorzy potwierdzają fakt istnienia genetycznych różnic między ga­tunkami, a nawet odmianami roślin uprawnych wyrażających się różną zdolnością kiełkowania w warunkach optymalnych i stresowych. Niektórzy z nich podkreślają konieczność uwzględniania wigoru nasion jako kryterium selekcyjnego podczas hodowli nowych odmian.

Genotyp nasion określa ich maksymalny możliwy wigor, ale o rzeczy­wistej jego wielkości decyduje środowisko. Jeżeli nasiona nie miały prawi­dłowych warunków tworzenia i dojrzewania, nie osiągają maksymalnego wigoru. Wigor nasion obniżają:

-niewłaściwa agrotechnika nasienna,

-niekorzystne warunki pogodowe, szczególnie wysoka temperatura i wilgotność (opady) przed zbiorem i w okresie zbioru nasion,

-niewłaściwy, zbyt wczesny lub zbyt późny, termin zbioru nasion.

Wigor nasion zebranych może ulec obniżeniu, jeśli będą one przecho­wywane zbyt długo lub w niewłaściwych warunkach. Obniżanie wigoru nasion następuje dużo wcześniej niż spadek zdolności kiełkowania i może być traktowane jako wczesny sygnał o utracie wartości siewnej.

Znaczenie wigoru nasion dla praktyki rolniczej

Nasiona uznawane za wysokowigorowe charakteryzują się szybkimi i równomiernymi wschodami polowymi. Niski wigor nasion powoduje wschody słabe, wolne i rozciągnięte w czasie. Wigor wysiewanych nasion ma duży wpływ na osiągany plon. Decyduje przede wszystkim o wyrówna­niu morfologicznym roślin, a więc także o wielkości strat w czasie mecha­nicznego zbioru.

Przydatność pomiaru wigoru jest szczególnie ważna wtedy, kiedy nasiona mają być wysiane w niekorzystnych warunkach środowiska lub po siewie nasion wystąpi niska lub wysoka temperatura gleby, duże opady lub zaskoru­pienie. Dowiedziono, że w warunkach stresowych nasiona o wysokim wigo­rze dają wyższe i bardziej równomierne wschody polowe niż nasiona o ni­skim wigorze, nawet jeśli zdolność kiełkowania obu partii była porównywalna. Także spadek wartości siewnej nasion w czasie przechowywania zależny jest od początkowego wigoru nasion. Nasiona wysokowigorowe wolniej się starzeją, tzn. są mniej wrażliwe na niekorzystne warunki temperatury i wilgotności względnej powietrza niż nasiona o niskim wigorze.

Badanie wigoru nasion

Wigor nasion określa się za pomocą testów wigorowych. Od testów tych oczekuje się, że pozwolą określić zachowanie się nasion w warunkach odbiegających od prawidłowych oraz identyfikację nasion najlepiej przysto­sowanych do środowiska. Testy poza tym powinny być proste, obiektywne, powtarzalne, a ich wyniki lepiej skorelowane ze wschodami polowymi niż laboratoryjna zdolność kiełkowania. Nie wszystkie testy spełniają te wymo­gi. Większość z nich do tej pory nie została oficjalnie uznana przez ISTA. Testy wigorowe dzielą się na bezpośrednie i pośrednie.

Testy bezpośrednie

Metody te stwarzają nasionom warunki kiełkowania, z jakimi mogą spotkać się w polu. Najszerzej wykonywane są: test Hiltnera i Cold test. Do grupy tej należą również: test przyspieszonego starzenia (AA), test kontro­lowanego starzenia (CD) i test wigorowy kompleksowego stresu.

Test Hiltnera pozwala ocenić, jak siewki dadzą sobie radę w trudnych warunkach. Polega na kiełkowaniu nasion przykrytych 3-4-centymetrową warstwą gruzu ceglanego, żwiru lub małych kamyków. Nasiona kiełkują w ciemności w temperaturze 20°C przez 10-14 dni. Następnie oznacza się liczbę siewek, normalnych i nienormalnych, które przebiły warstwę gruzu. Test ten daje lepsze wyniki dla roślin jedno- niż dwuliściennych. Szczegól­nie przydatny jest do oceny wigoru nasion o obniżonej jakości, uszkodzo­nych mechanicznie, termicznie lub chemicznie, porośniętych oraz porażo­nych przez choroby grzybowe. Jest obowiązkowym testem dla zbóż (w tym kukurydzy) w Niemczech.

Cold test pozwala na określenie możliwości kiełkowania nasion i wzro­stu siewek w niskiej temperaturze i glebie bogatej w patogeny (głównie grzybowe) atakujące kiełkujące nasiona i wyrosłe z nich siewki. Jest po­wszechnie stosowany w nasiennictwie kukurydzy. Jego wyniki są obowiąz­kowe dla kwalifikacji nasion tego zboża w Austrii. Minimum kwalifikacyj­ne wynosi 85%. Polega na kiełkowaniu nasion w glebie pobranej z pola, na którym przez kilka lat rosła kukurydza. Nasiona kiełkują przez 6 dni w tem­peraturze 10°C, a przez następne 7 dni w temperaturze 20°C. Po tym czasie (siewki są w stadium 2-3 liści) liczy się siewki i ocenia się liczbę normalnie wykształconych i anormalnych. Test wykazuje dobrą korelację ze wscho­dami polowymi, ale słabą powtarzalność z uwagi na trudności w standary­zacji gleby.

Test przyspieszonego starzenia (M - Accelerated Ageing). Nasiona poddaje się przez 72 godziny działaniu temperatury 40-45°C (zależnie od gatunku) i wysokiej wilgotności (sztuczne starzenie). Nasiona o wysokim wigorze lepiej znoszą ekstremalne warunki stresowe. Później nasiona pod­daje się standardowej ocenie kiełkowania i oznacza procent siewek normal­nych. Wynik ten porównuje się z wynikiem sprzed inkubacji. Jeśli wyniki są zbliżone - wigor nasion jest wysoki, jeśli różnica duża - świadczy to o ni­skim wigorze partii nasion. Test ten nie nadaje się do badania nasion kapu­sty i kalafiorów.

Test kontrolowanego starzenia (CD - Controlled Deterioration). Technika starzenia jest podobna do testu AA. Nasiona wystawia się na 24 lub 48 godzin (zależnie od gatunku, czasem odmiany) na działanie tempera­tury 40-45°C i wysokiej wilgotności powietrza. Przed inkubacją nasiona doprowadza się do tego samego poziomu wilgotności ( około 20% ). Po zakończeniu inkubacji nasiona poddaje się kiełkowaniu w temperaturze 20°C na podłożu bibułowym. W standardowej ocenie oznacza się procent nasion kiełkujących. Im jest on wyższy, tym większy wigor partii nasion.

Test wigorowy kompleksowego stresu (temperaturowy i niedoboru tlenu) polega na moczeniu nasion w wodzie przez 48 godzin w temperaturze 2-5°C, w czasie którego następuje fizjologiczne uszkodzenie nasion w stopniu zależnym od ich kondycji. Po zabiegu stresowym nasiona poddaje się kiełkowaniu w warunkach optymalnych przewidzianych przez ISTA. Wigor określa się na podstawie zdolności kiełkowania i długości siewek. W tym teście symulowane są mokre i zimne warunki polowe, częste w naszym klimacie.

Testy pośrednie

Polegają one na ocenie cech, które uważane są za fizjologiczne lub bio­chemiczne wskaźniki wigoru nasion. Należą tu: test długości siewek, meto­da rentgenograficzna, test elektroprzewodnictwa.

Test długości siewek. Uważa się, że siewki najszybciej rosnące wyra­stają z nasion o najwyższym wigorze. Przeprowadza się kiełkowanie nasion w standardowych warunkach w rulonach bibułowych i po 10-14 dniach ustala liczbę siewek różnej długości.

Metoda rentgenograficzna polega na prześwietleniu nasion promie­niami X o odpowiedniej energii. Stosowana jest głównie do oceny jakości nasion drzew i nasion twardych. Pozwala na szybkie uzyskanie informacji o anomaliach w budowie wewnętrznej nasienia oraz ich uszkodzeniach me­chanicznych.

Test elektroprzewodnictwa. Nasiona moczy się w wodzie destylowa­nej przez 24 godziny. Następnie wykonuje się konduktometryczny pomiar przewodnictwa elektrycznego uzyskanego roztworu. Wysokie elektroprze­wodnictwo wskazuje na dużą ilość jonów w roztworze. Jony wydostają się z nasion o niskim wigorze przez mikrouszkodzenia i szczeliny w błonie komórkowej. Partie nasion o wysokim wigorze charakteryzują się niskim elektroprzewodnictwem ekstraktu. Test wykonywany jest w USA, Anglii i Nowej Zelandii dla nasion strączkowych (oprócz bobiku) oraz kukurydzy. Znajduje również zastosowanie, na nieco innej zasadzie, w ocenie nasion buraków cukrowych.

Przydatność testów do przewidywania wschodów polowych jest nie­wątpliwa, jednak większość z nich wymaga dalszych badań z uwzględnie­niem nasion różnych gatunków roślin i różnych warunków środowiska. W podręczniku oceny wigoru nasion wydanym przez ISTA (1995) zostały opisane i są polecane lub sugerowane do stosowania następujące metody: test konduktometryczny, test przyspieszonego starzenia, cold test, cool test, test kontrolowanego starzenia, test kompleksowego stresu, test Hiltnera, test długości siewek, test tetrazolinowy.

Metodyczne zasady oceny wigoru nasion zostały wprowadzone do prze­pisów IST A po raz pierwszy dopiero w 2001 roku. W aktualnie obowiązują­cych przepisach ISTA (2003) podane są dwie metody oceny wigoru nasion ­test elektroprzewodnictwa dla grochu i test przyspieszonego starzenia (AA) dla soi.

Uszlachetnianie nasion

Uszlachetnianie nasion na roślinach macierzystych

Z punktu widzenia fizjologii uszlachetniania materiałów nasiennych dokonuje się już na roślinach macierzystych, a więc na plantacjach nasiennych. Prawidłowa agrotechnika plantacji nasiennych, uwzględniająca zwłaszcza ochronę roślin przed chorobami i szkodnikami, optymalne odżywianie roślin czy też traktowanie roślin regulatorami wzrostu, może sprzyjać wykształcaniu nasion o największej wartości użytkowej, a przede wszystkim siewnej.

Stosunkowo duży wpływ na wartość nasion wywiera mineralne odżywianie roślin. Dobre zaopatrzenie roślin w fosfor i potas sprzyja na ogół gromadzeniu w nasionach węglowodanów, natomiast azot stymuluje akumulację białek w nasionach.

Cele pożniwnej poprawy jakości nasion

Zebrane z pola nasiona stanowią tak zwany materiał surowy. Zwykle zawiera on niepotrzebne domieszki w postaci np. zanieczyszczeń, resztek pożniwnych czy nasion chwastów.

W chwili odbioru nasion od producenta należy stwierdzić, jaka jest wilgotność nasion. Ma to na celu ustalenie, czy materiał nie wymaga dosuszenia. Zbyt wysoka wilgotność nie pozwala na przechowywanie nasion. Mogą one zaparzyć się, zapleśnieć, rozpocząć kiełkowanie, a nawet dojść może do samozapłonu. Suszenie nasion odbywa się za pomocą pieców, dmuchaw, promienników. W przypadku suchej, upalnej pogody wystarcza szuflowanie na otwartej przestrzeni. Wykonywane były próby zastosowania do suszenia nasion promieniowania mikrofalowego.

Zabiegi uszlachetniania nasion

Surowy materiał poddawany jest zabiegom zwanym uszlachetnianiem nasion. Celem tych zabiegów jest:

-poprawa zdolności kiełkowania, a jeszcze lepiej wschodów polowych;

-zwiększenie szybkości i równomierności wschodów;

-zwiększenie homogenności wszystkich cech nasion.

Uszlachetnianie nasion to: czyszczenie, zaprawianie, otoczkowanie, taśmowanie, pobudzanie, wysiew w żelu płynnym.

Czyszczenie nasion. Stosowane obecnie urządzenia czyszczące pozwalają na uzyskanie praktycznie całkowicie oczyszczonych nasion. Nawet nasiona o bardzo podobnych cechach, dotychczas bardzo trudno rozróżnialne, np. szczawiu i koniczyny białej czy wiechliny rocznej i wiech­liny łąkowej, dają się obecnie rozdzielić drogą zastosowania rozdziału w słupie powietrza, zastosowania separatorów magnetycznych po zmie­szaniu ich z proszkiem magnetycznym czy zastosowania separatorów przeprowadzających rozdział nasion w gradiencie pola elektrycznego. Najnowszym wynalazkiem w tej dziedzinie jest system MVS, który zostanie omówiony w jednym z kolejnych ćwiczeń. O ile pod względem technologicznym sposoby czyszczenia nasion zbliżają się do doskonałości, pozostaje wciąż problem ekonomicmy. Całkowite oczyszczenie nasion znacząco podnosi koszt materiału siewnego - często do poziomu nie do zaakceptowania przez odbiorców. Ale nawet standardowe procedury czyszczące znacznie poprawiają jakość nasion. Na przykład zdolność kiełkowania surowego materiału siewnego marchwi nie przekracza 60%. Standardowo stosowane w firmach nasiennych procedury czyszczenia podwyższająją do 90%. Pociąga to za sobą straty masy materiału siewnego, a tym samym podwyższa koszt nasion, ale w rozsądnych granicach.

Zaprawianie nasion należy do najmniej szkodliwych chemicmych metod zwalczania chorób i niektórych szkodników. Głównym zadaniem zaprawiania jest odkażenie materiału siewnego, aby nie dopuścić do wysiewu nasion porażonych, oraz ochrona rozwijających się z nich kiełków, a następnie siewek przed patogenami i szkodnikami zasiedlającymi glebę.

Na skuteczność ochronnego działania zapraw mają wpływ: dobór odpowiedniego preparatu, wielkość dawki oraz prawidłowe zaprawienie nasion. Ze względu na to, że siewki porażane są przez kilka patogenów i szkodników stosuje się zaprawy kilkuskładnikowe, o szerszym spektrum działania.

Obecnie nasiona zaprawia się kilkoma sposobami: na sucho, półsucho i na mokro. Zaprawianie na sucho polega na pokryciu nasion warstwą preparatu. Zaprawianie półsuche polega na naniesieniu na powierzchnię nasion niewielkiej ilości płynnego preparatu o odpowiednim stężeniu, a następnie ich przesuszeniu. Zaprawianie na mokro ma na celu dezynfekcję nasion, polegającą na moczeniu przez określony czas w roztworze lub zawiesinie preparatu, a następnie wysuszeniu. Ze względu na trudności w uzyskaniu równomiernej warstwy oraz osypywanie się zaprawy w czasie transportu i wysiewu nasion ostatnio praktycznie zarzucono zaprawianie nasion na sucho. Ogólnie stosowane jest zaprawianie nasion na mokro. Najnowsze osiągnięcie w tej dziedzinie stanowi pokrywanie nasion cieniutką błonką zawierającą cząsteczki zaprawy. Na traktowanych w ten sposób nasionach zaprawa utrzymuje się trwale aż do wykiełkowania, pokrycie zaprawą jest równomierne, błonka chroni nasiona przed działaniem nawozów i środków ochrony roślin znajdujących się w glebie. Nie hamuje natomiast przenikania do nasienia wody i składników mineralnych z gleby. Zaprawianie (każdą z przedstawionych metod) nie zwiększa znacząco masy nasienia, natomiast ma wpływ na plonowanie roślin. Na przykład pszenica zaprawiana na sucho daje plon większy o 4%, a zaprawiana na mokro 0,8% niż niezaprawiana.

Otoczkowanie nasion. Znaczna liczba gatunków roślin uprawnych wytwarza nasiona drobne lub o zróżnicowanych rozmiarach i nieregularnym kształcie. Mechaniczny wysiew takich nasion i ich optymalne rozmiesz­czenie w glebie ułatwia otoczkowanie nasion (pelleting). Otoczkowanie polega na pokryciu nasienia warstwą substancji otoczkującej, grubości około 1 mm. Najczęściej do substancji podstawowej otoczki dodawane są nawozy, regulatory wzrostu, pestycydy, herbicydy, substancje grzybobójcze, a czasami jeszcze inne składniki. Ze względu na skład otoczki i jej zachowanie w glebie dzielą się one na: porowate i nieporowate, pękające i niepękające, łatwo- i trudno rozpuszczalne w glebie itp.

Otoczkowanie ma na celu:

1.Poprawę kształtu i wielkości nasienia. Nasiona bardzo małe (mak) lub o kształtach nieregularnych (burak cukrowy) nierównomiernie wysiewają się siewnikami mechanicznymi. Po zwiększeniu rozmiarów oraz nadaniu im regularnego kształtu precyzja wysiewu wzrasta. Nasiona rzadko otoczkuje się jedynie w celu poprawy kształtu.

2.Poprawę wschodów polowych i przyspieszenie początkowego wzrostu roślin. Stosowane obecnie otoczki nowych generacji nie wymagają dużej ilości wody do kiełkowania. Wschody polowe nasion otoczkowanych są z reguły lepsze i bardziej równomierne niż nieotoczkowanych.

3.Zapewnienie nasionom w okresie kiełkowania i wczesnego wzrostu siewek lepszej ochrony przed chwastami, chorobami i szkodnikami. Osiąga się to przez dodanie do otoczki herbicydów, insektycydów, pestycydów, środków grzybobójczych itp. Ich dawki dobiera się tak, aby ani one, ani niekorzystne produkty ich rozpadu nie były obecne w plonie handlowym roślin. Dookoła otoczki (nawet w promieniu do kilku centymetrów) powstaje strefa wolna od chwastów, szkodników itp. Pozwala to rosnąć siewkom w pierwszym, najtrudniejszym dla nich okresie w komfortowych warunkach. Zwiększenie plonu roślin wyrosłych z nasion otoczkowanych w ten sposób wynosi 20-30%. W związku z ochroną środowiska zamiast insektycydów do otoczki dodawane są genetycznie zmienione bakterie, wytwarzające związki toksyczne dla szkodników, a obojętne dla środowiska i człowieka.

4.Precyzyjne nawożenie wschodzących roślin. Efektywność nawożenia jest tym większa im bliżej kiełkującego nasienia znajduje się nawóz. Dodatek nawozu do otoczki nasienia zapewnia taką sytuację. Niskie dawki NPK mogą czasami nieco obniżać wschody polowe, zależnie od warunków wodno-tlenowych gleby, ale 3-4-krotnie przyspieszają wczesne etapy wzrostu roślin (np. kukurydzy) w stosunku do rzędowego wysiewu nawozów. Dodatek do otoczki mocznika wraz z inhibitorem ureazy (PRD) zwiększa wschody polowe o 60% dla owsa i pszenicy.

5.Ułatwienie i zwiększenie efektywności zakażenia roślin przez korzystne mikroorganizmy. Do otoczek wprowadzane są spory korzystnych dla roślin mikroorganizmów (np. bakterii brodawek korzeniowych) wraz z substancjami odżywczymi (np. mleka skondensowanego ). Mikroor­ganizmy te wnikają do siewki już w pierwszym okresie rozwoju, zapewniając jej dobre warunki wzrostu. Siewka nie musi czekać na wniknięcie mikroorganizmów z gleby, co jest szczególnie ważne na glebach ubogich, w omawiane mikroorganizmy. Obecność mikroor­ganizmów, dostępność i pobieranie przez siewkę azotu (Rhizobium, Azospirilorum), fosforu (grzyby), ograniczają porażenie roślin przez patogeny (Trichoderma). Wszystko to podwyższa wschody polowe, zwiększa obsadę polową i plonowanie roślin.

6.Zwiększenie odporności roślin na stresy abiotyczne. Naturalne wyciągi roślinne (np. fitoksycyna, cytozym) dodane do otoczki stymulują wzrost siewek i zwiększają odporność roślin na suszę i niskie pH gleby.

Otoczkowanie nasion było znane od dawna i opatentowane w końcu XIX wieku. Pierwsze próby otoczkowania kłębków buraka cukrowego do celów praktyki rolniczej przeprowadzono około 1950 roku. Otoczkowanie jest obecnie powszechnie stosowane i stale udoskonalane na skalę towarową, zwłaszcza w warzywnictwie i kwiaciarstwie oraz niektórych gatunkach rolniczych, np. burak cukrowy.

Taśmowanie nasion polega na umieszczaniu nasion między dwiema warstwami taśmy szerokości 0,5-1 cm. Nasiona umieszcza się w taśmie w odstępach wyznaczonych prawidłową noffi1ą wysiewu. Siewnik umiesz­cza taśmę na właściwej głębokości w glebie. Następnie zostaje ona przykryta glebą. Taśma musi być wykonana z materiału, który pod wpływem wilgoci i drobnoustrojów glebowych rozkłada się, pozwalając nasionom noffi1alnie wykiełkować. Może to być celofan, folia poliety­lenowa, papierowo-polietylenowa lub wykonana z hydro etylu celulozy. Nasiona taśmowane wykazują niższe wschody polowe w warunkach suszy glebowej. Zaletą taśmowania nasion jest idealne ich rozmieszczenie w gle­bie. Najlepsze wyniki daje wysiew nasion taśmowanych w szklarniach i na polach nawadnianych. Do taśmy dodawać można pestycydy, herbicydy itp. substancje, podobnie jak do otoczki i w tym samym celu. Taśmować można również nasiona uprzednio otoczkowane, zaprawione czy pobudzane.

Pobudzanie nasion - kondycjonowanie polega na kontrolowanym uwodnieniu nasion do momentu rozpoczęcia aktywności metabolicznej, lecz bez pojawienia się korzonka zarodkowego. Po uwodnieniu nasiona są powoli suszone. Cykle nawilgacania i suszenia mogą być kilkakrotnie powtarzane. W czasie hydratacji następuje indukcja wstępnych etapów kiełkowania nasion, więc kiełkowanie jest szybsze i bardziej równomierne. Nasiona poddane hydratacji zapewniają wcześniejsze i zsynchronizowane wschody. Efekt ten osiągnąć można dwiema metodami:

-"hardening", polegająca na moczeniu nasion w ściśle określonej ilości wody pozwalającej na uzyskanie przez nasiona 40-50% wilgotności; zaawansowanie procesu regulowane jest czasem moczenia i temperaturą wody;

-"priming" polegająca na moczeniu nasion w napowietrzonych roztworach glikolu polietylenowego lub soli nieorganicznych w tempe­raturze 10-20°C przez czas od kilku godzin do kilkunastu dni; stężenia roztworów dobierane są tak, aby ich potencjał osmotyczny (0,05-1,5 MPa) pozwolił nasionom pobrać ściśle ograniczoną ilość wody; metoda ta jest trudniejsza technicznie, trwa dłużej i nie nadaje się do pobudza­nia dużych partii nasion.

Dla świeżych, me uszkodzonych nasion obie metody dają podobne wyniki.

Efektem pobudzania są:

-lepsze, szybsze i bardziej wyrównane kiełkowanie i wschody polowe,

-wzrost równomierności kiełkowania i wschodów polowych w wa­runkach stresu temperaturowego i wodnego,

-wyższy zebrany plon biologiczny i handlowy (zwiększenie plonu np. rzepaku wynosi 11 %),

-lepsza jakość plonu,

-zmniejszenie strat wigoru w czasie przechowywania nasion. Pobudzanie może być zabiegiem wstępnym przed dalszym uszlachet­nianiem, np. taśmowaniem czy otoczkowaniem. Stosuje się je na szerszą skalę dla nasion wolno i nierówno kiełkujących (marchew, pietruszka). Główną trudność stanowi różna efektywność procesu w zależności od ga­tunku, odmiany, a nawet partii nasion.

Wysiew nasion w żelu płynnym. Wysiew suchych nasion do gleby ma dwie zasadnicze wady:

-część nasion nie kiełkuje lub kiełki zamierają;

-uprawa gleby nie gwarantuje uzyskania szybkich i równomiernych wschodów.

Aby tego uniknąć opracowano metodę wysiewu nasion skiełkowanych umieszczonych w hydrofilnym żelu. Proces ten przebiega wieloetapowo:

1.Nasiona kiełkują w natlenionej wodzie, w optymalnej temperaturze do czasu pojawienia się korzonków zarodkowych długości 1-4 mm. W tym stadium nasiona mogą być przechowywane przez kilka dni w wilgotnym środowisku i niskiej temperaturze.

2.Nasiona umieszcza się w przygotowanym uprzednio żelu.

3.Galaretowatą mieszaninę umieszcza się w zbiorniku siewnika, a stamtąd za pomocą pompy lub dmuchawy wprowadza do wyżłobionego w glebie rowka. Następnie rowek zasypywany jest glebą. Jeżeli żel ma bardzo silne właściwości hydrofilne nasiona można pozostawić nie przykryte glebą. Ważna jest precyzja wysiewu.

Do żelu mogą być dodawane substancje stymulujące kiełkowanie i wzrost roślin lub chroniące je przed chwastami i szkodnikami. Dodanie ich do żelu jest bardziej efektywne niż umieszczanie w glebie. Zalety tej metody to:

-kiełkowanie nasion w optymalnych warunkach;

-wysiewanie wyłącznie nasion kiełkujących, odpada problem niskiej zdolności kiełkowania, uzyskanie lepszych, bardziej wyrównanych wschodów polowych, skrócenie czasu od wysiewu nasion do zbioru plonu (o 2-3 tygodnie dla roślin warzywnych).

Natomiast wady to:

-wcześniej wschodzące rośliny napotkać mogą niską temperaturę działającą niszcząco na młode siewki;

-nasiona w żelu trudniej znoszą niekorzystne warunki wschodów niż nasiona suche, które wtedy po prostu nie kiełkują;

-trudności dłuższego przechowywania skiełkowanych nasion w przy­padku np. załamania pogody;

-trudności uzyskania precyzyjnego, równomiernego wysiewu.

Nierównomierny wysiew wpływa negatywnie na cechy morfologiczne roślin w całym cyklu rozwojowym, aż do zbioru.

Łączenie zabiegów uszlachetniających

Kolejność, rodzaj i sposób wykonania zabiegów są przeważnie objęte tajemnicą firmy. W praktyce najczęściej stosuje się kilka zabiegów uszlachetniających na jednej partii nasion, np. płukanie lub pobudzanie w połączeniu z otoczkowaniem lub taśmowaniem.

Intensywne uszlachetnianie wiąże się z kosztami i ze stratami masy nasiennej. Opłacalność uszlachetniania zależeć będzie więc od wyjściowej ceny nasion danego gatunku i odmiany, normy wysiewu itp.

---