Pestovanie cukrovej repy, kľúčovej plodiny pre produkciu cukru, je čoraz viac ovplyvňované meniacimi sa klimatickými podmienkami. Analýza vegetačného obdobia, ktorá často zahŕňa len priemerné teploty a úhrny zrážok, pre podrobnejšiu analýzu produkčného procesu nepostačuje. V sumárnych údajoch zanikajú rôzne špecifické alebo extrémne udalosti, ktorými môže byť agroekosystém jednorazovo alebo krátkodobo ovplyvnený.
Úvod a Všeobecné princípy stresu rastlín
Optimálne podmienky a stres
Všeobecne platí, že optimálne podmienky pre pestovanie sú také, kde rastliny netrpia nedostatkom, ale ani nadbytkom zdrojov, ktoré k svojmu rastu potrebujú, a nie sú poškodzované fytopatogénnymi činiteľmi. V tomto ponímaní je stres akákoľvek odchýlka od optima a negatívne zasahuje do produkčného procesu.
Reakcia rastlín na stres
Základné abiotické faktory, ktoré počas vegetačného obdobia môžu na rastliny pôsobiť, súvisia najmä s teplotou vzduchu, vodným režimom a výživou rastlín. Biotické faktory sú spôsobené tlakom chorôb a škodcov cukrovej repy. Ideálna rastová krivka by bola očistená od takýchto vplyvov. Bola by založená výlučne na príkone energie do agrosystému v podobe živín, zrážok a tepla v ich ideálnom pomere a transformácii tejto energie rastlinami na organické látky v sušine, s výsledkom maximálnej teoreticky možnej úrody.
Niektoré stresové faktory pôsobia jednorazovo alebo krátkodobo a rastliny sa s nimi viac či menej vysporiadajú. Čím dlhšie alebo častejšie však na rastliny pôsobia, tým viac prehlbujú finálne straty biomasy a úrody. Ich výskyt, prípadne ich kombinácia spôsobuje rastlinám problémy rôzneho typu a aktivuje obranné mechanizmy v záujme zachovania základných životných procesov. Na úrovni metabolizmu dochádza k zmene aktivity enzýmov, na úrovni listov sa zatvárajú prieduchy v snahe obmedziť nadmerný výpar, na úrovni rastlín odumierajú listy. Redukcia veľkosti listového aparátu potom vedie k obmedzeniu fotosyntézy a narušeniu rovnováhy systému „sink - source“. Repa cukrová sa vyznačuje vysokou mierou regenerácie po znovunastolení priaznivých podmienok.
Abiotické faktory a ich vplyv na cukrovú repu
Teplotný stres
Pri absencii extrémnych podmienok počas vegetačného obdobia je rast repy výrazne ovplyvnený teplotou vzduchu a prírastky biomasy a sušiny, respektíve cukru majú pravidelný charakter. Všetky vegetačné obdobia sa môžu diametrálne líšiť priebehom zrážok aj teplôt.
Vplyv nízkych teplôt
Pôsobenie teplotného stresu cestou nízkych teplôt na cukrovú repu je bežné v prvých a posledných dekádach vegetačného obdobia. Nízke teploty vzduchu ochladzujú pôdu a pôdny roztok. V prvých vývinových štádiách je v chladnej pôde rast koreňovej sústavy repy inhibovaný, klesá efektívny príjem živín a stagnuje rozvoj listovej plochy. Na úrovni prírastkov celkovej biomasy sa prejavuje radikálne spomalenie. Pôsobenie chladu na konci vegetačného obdobia postupne ukončuje rast repy. Intenzita fotosyntézy a asimilácia látok klesá a skôr prevažujú procesy, pri ktorých rastliny začnú spotrebovávať cukor z buliev. Skorý nástup nízkych teplôt radikálne obmedzuje prírastky biomasy.
Vplyv vysokých nočných teplôt (tropické noci)
Na druhej strane, vysokým teplotám dokáže repa celkom dobre odolávať, najmä pri dostatku zrážok, a spomalenie rastu nie je až také prudké. Navyše, repa je dvojročná plodina, v prvom roku pestovania nekvitne. V porovnaní s jednoročnými plodinami nedochádza k redukcii úrody cestou asynchronizácie kvitnutia, zníženej životaschopnosti peľu alebo zlyhania vývinu zrna krátko po oplodnení v dôsledku extrémnych teplôt. Dôležitým faktorom sú ale nočné teploty. Výskyt tropických nocí, kedy teplota neklesá pod hranicu 20 °C, má za následok zvýšenie respirácie rastlín, teda spotrebu cukru, ktorý má byť kumulovaný v buľve.
Monitorovanie teploty: Growing Degree Days (GDD)
Vplyv teploty vzduchu na vývoj porastov sa dobre kvantifikuje pomocou denných prírastkov teplotnej sumy (GDD z angl. Growing Degree Days). Je to pomocný indikátor pre hodnotenie rastu a vývinu rastlín. Je založený na teplotných pomeroch konkrétnej pestovateľskej lokality a udáva akumuláciu tepla (príkon dostupnej energie) agroekosystémom. Pomocou neho je možné predikovať kritické obdobia výskytu škodcov, ktorých vývoj tiež veľmi úzko súvisí s teplotou prostredia. Umožňuje porovnávať aktuálnu sezónu napríklad s dlhodobým priemerom alebo ideálnou sezónou a zhodnotiť progres alebo momentálnu stagnáciu. Pre tento účel sa uvažuje s bazálnou teplotou 5 °C a hornou hranicou 30 °C.
Vodný stres (deficit vody)
Vodný stres, respektíve deficit vody v prostredí narúša vodnú bilanciu rastlín a je zdrojom nerovnosti medzi príjmom vody a požiadavkami rastlín počas vegetácie. Prudko limituje fyziologické procesy, čo sa prejaví spomalenou tvorbou biomasy.
Prejavy vodného deficitu
Prejavy deficitu vody v koreňovej zóne program diferencuje do troch kategórií. V prvej polovici vegetačného obdobia, keď intenzívne pribúdajú nové listy, sa prvý deficit vody prejaví krátkodobým spomalením rozvoja listovej plochy. Výpočty sa opierajú o zmeny v obsahu pôdnej vlhkosti v aktívnej koreňovej zóne. Sucho v povrchových vrstvách pôdy sa kompenzuje dostupnou vodou z hlbších vrstiev. Preto je toto obdobie väčšinou veľmi krátke.
Kompenzačné mechanizmy rastlín
Postupom vegetačného obdobia dosiahne koreňová sústava maximálnu hĺbku a „kompenzačná schopnosť“ prostredia zaniká. Pokiaľ je v pôde dostatočná zásoba vody, nie je čo riešiť. Ak však chýba, v rámci obranných mechanizmov dochádza k zatváraniu prieduchov v snahe obmedziť výpar a nastoliť úsporný režim. Keď sa deficit natoľko prehĺbi, že hodnoty pôdnej vlhkosti sa blížia až k bodu vädnutia, potom sú v poraste prítomné symptómy ako napríklad pokles turgoru buniek, vädnutie, žltnutie až odumieranie listovej plochy.
Biotické faktory: Choroby a škodcovia v kontexte klímy
Všeobecný vplyv počasia na škodcov
Biotické faktory sú spôsobené tlakom chorôb a škodcov cukrovej repy. Cukrovú repu napáda veľký počet fytofágov, ktorí môžu v značnej miere ovplyvniť úrodu. Väčšina z nich sú suchomilní (xerofilní) škodcovia a vedia sa premnožiť po suchých rokoch, najmä keď 2 až 3 suché roky nasledujú po sebe. V strednej Európe sme mali posledné dva roky výrazne suché, čo naznačuje zvýšené riziko ich výskytu. Repa cukrová je pomerne citlivá na zvýšený tlak listových chorôb, čo sa môže prejaviť na konečnej úrode. Účinná ochrana rastlín chemickými prípravkami, ak je vhodne načasovaná, môže eliminovať biotické stresy.
Špecifickí škodcovia a ich závislosť na klíme
Skočka repová (Chaetocnema tibialis)
Na rozmnožovanie a škodlivosť skočky repovej majú najväčší vplyv poveternostné podmienky, najmä teplota a zrážky. V čase žeru jej vyhovuje teplé (20 - 24 °C), slnečné, bezveterné a suché počasie. Pri kladení vajíčok je pre škodcu optimálne teplé počasie s občasným teplým dažďom prenikajúcim do hĺbky 6 až 10 cm. Pre embryonálny vývoj je nevyhnutná vlaha. Vajíčka nakladené do suchej pôdy zväčša vysychajú. Vyliahnutým larvám vyhovuje teplá, kyprá a optimálne vlhká pôda. Pri vyššej vlhkosti pôdy a nižšej teplote sa zvyšuje mortalita lariev. Na plochách, ktoré sa zavlažujú, mortalita lariev a kukiel dosahuje až do 90 %.
Ryhovec repový (Bothynoderes punctiventris)
Na rozmnožovanie ryhovca repového priaznivo vplýva suché a teplé počasie na jar (najmä v apríli a máji) a prítomnosť veľkých plôch cukrovej repy. Chladná a daždivá jar znižuje aktivitu imág, príjem potravy a plodnosť samičiek. Suché a teplé počasie je pre škodcu optimálne aj v priebehu kuklenia a liahnutia imág v lete (júl - august). Premnoženia nasledujú hlavne po niekoľkých suchých rokoch za sebou a gradácie môžu trvať aj desiatky rokov.
Repná koreňová voška (Pemphigus fuscicornis)
K premnoženiu repnej koreňovej vošky dochádza v rokoch so suchým a teplým letom, najmä ak sú takéto dva roky po sebe. Najväčšie škody môžu vznikať v priebehu suchého leta, keď rastliny nie sú schopné regenerovať poškodené časti koreňa. Voška môže napadnúť všetky rastliny v poraste a počet uhynutých rastlín sa pohybuje od 2 do 98 %.
História a súčasný stav pestovania cukrovej repy na Slovensku
Historický kontext
Pestovanie cukrovej repy a výroba cukru z nej majú pomerne krátku históriu. Prvé pokusy o získanie cukru z repy sa uskutočnili len pred približne 250 rokmi a komerčná výroba sa rozbehla až začiatkom 19. storočia. Dovtedy sa cukor získaval výlučne z cukrovej trstiny. Pred tridsiatimi rokmi, v čase najväčšieho rozmachu slovenského cukrovarníctva, boli polia s cukrovou repou bežným javom. Dnes sa rozsiahle polia repy z krajiny takmer vytratili a od jej veľkovýrobného pestovania sa v mnohých regiónoch upustilo.
Súčasné výzvy a štatistiky
Slovensko sa v poslednom období snaží podporiť pestovanie cukrovej repy na našom území, čo predstavuje dobrú správu vzhľadom na neustále sa zvyšujúce ceny cukru. Cukrová repa, hoci v poslednom období mierne upadla do zabudnutia, zostáva kľúčovou plodinou pre produkciu cukru na Slovensku. Podľa údajov Štatistického úradu SR sa zvýšili pestovateľské výmery cukrovej repy o 45,9 percenta a vzrásť by mala aj úroda, a to približne o štvrtinu. Najväčšie výmery cukrovej repy sa pestujú v Trnavskom kraji, ktorý veľmi tesne nasleduje Nitriansky kraj.
V roku 2009 sa plocha osiata cukrovou repou na Slovensku blížila k 16 tisíc hektárom s priemernou úrodou takmer 53 ton z hektára. Naopak, v jednom z posledných rokov sa cukrová repa zbierala z plochy 19 579 hektárov s odhadovanou priemernou cukornatosťou 16,11 % a celkovou produkciou 152 573 ton cukru.
Príčinou nižších úrod cukrovej repy je počasie, predovšetkým extrémne sucho v období vegetácie, ktoré zhoršilo rast repy. Odhaduje sa, že výroba cukru môže klesnúť na úroveň okolo 90 % sebestačnosti Slovenska. Napriek tomu sa neočakávajú výpadky v zásobovaní cukrom. Na pestovanie repy a jej spracovanie je naviazaných viac ako 3000 pracovných miest, a sektor prináša do štátneho rozpočtu okolo 42 miliónov eur ročne. Aj v čase energetickej krízy je pre cukrovarnícky priemysel, ako najvýznamnejšieho odberateľa zemného plynu v potravinárstve, kľúčové zachovať nepretržitú produkciu.
Agrotechnické opatrenia a inovácie pre odolnosť
Výber odrody a osevné postupy
Vyvážené striedanie plodín je základom dlhodobej produktivity. Medzi nevhodné predplodiny repy cukrovej patrí kukurica, samotná repa cukrová, ale aj ďatelina. Nové porasty repy treba vysievať čo najďalej od minuloročných porastov. Riziko poškodenia porastov škodcami je menšie, ak je nový porast od starého aspoň 100 m, a minimálne riziko je pri vzdialenosti 1 - 3 km.
Základné agrotechnické postupy
Pestovanie repy cukrovej prakticky sa nelíši od pestovania repy červenej. Vyhovujú jej ťažšie, humózne pôdy, bohato organicky hnojené. Seje sa v apríli, hneď ako už nehrozí riziko prízemných mrazíkov, lebo pri namrznutí mladých sadeníc môže dôjsť k tvorbe takzvaných vybehlíc. Sejba by mala byť vykonaná čo najskôr a do optimálnej hĺbky. Porasty z neskorých výsevov sú napádané viac škodcami. V lokalitách s väčším výskytom sa odporúča vysievať repu hustejšie. Skorý (skôr ako celý porast) a hustý výsev rastlín cukrovej repy na okrajoch starých alebo nových porastov úspešne môže znížiť škodlivosť škodcov. Rastliny sú veľmi náročné na prihnojenie dusíkom, najlepšie v liadkovej forme. V prípade augustového sucha sa za doplnkovú závlahu odvďačia výrazným zvýšením výnosu. Zavlažovanie počas prvej polovice leta znižuje v suchých rokoch početnosť škodcov v nasledujúcom roku desaťkrát. Zavlažovanie cukrovej repy najmä v júli a auguste podporuje rozvoj entomopatogénnych húb, ktoré zvyšujú mortalitu lariev a kukiel škodcov.
Výživa a posilnenie rastlín
Pôdy s optimálnym pH okolo 7,0 a živiny v kategórii dobrej zásobenosti sú významným faktorom, ktorý má vplyv na úrodu, ale aj odolnosť proti stresovým faktorom. Cukrová repa je plodina, ktorá veľmi dobre reaguje na hnojenie organickým hnojivom, čo je vynikajúca možnosť zvyšovania úrody, kvality a zlepšovania štruktúry pôdy. V prípade, ak už má cukrová repa dostatočne vyvinutú listovú plochu, je vhodné doplnenie živín, na ktoré má plodina zvýšené nároky. Repa prijíma vyšší podiel živín cez listy, respektíve v prvej polovici vegetácie, čo neskôr využije pri raste koreňa a produkcii cukru. Dodanie dusíka a fosforu je možné prípravkami s horčíkom, ktorý je nevyhnutný pri tvorbe chlorofylu a aktívne pôsobí na enzýmy používané v metabolizme fosforu, bielkovín a cukrov. Kľúčové je tiež doplnenie prvkov ako sú meď (Cu) a síra (S). Meď je nevyhnutná pri počiatočnom raste plodín, účinkuje ako aktivátor niektorých enzýmov. Dodanie síry zvýši kvalitu a nutričnú hodnotu plodiny a môže tiež zvýšiť energetické zloženie rastlín, cukrov, škrobu a podobne. V rámci mikroprvkov má cukrová repa zvýšené nároky na bór (B), preto sa odporúča realizovať preventívne a tiež kuratívne doplnenie bóru. Obsah humínových látok pozitívne ovplyvňuje príjem a využitie živín. Vo výžive rastlín preukázal svoje nezastupiteľné miesto aj kremík (Si), vďaka ktorému rastliny ľahšie prekonávajú stres v podobe sucha, avšak dôležitá je forma kremíka v hnojive. Jednoznačne pozitívny vplyv na úrodu repy cukrovej majú aj biostimulátory s aminokyselinami rastlinného pôvodu, obohatené o základné NPK živiny a stopové prvky bór a molybdén.
Veľké straty pri pestovaní cukrovej repy sú spôsobené nedostatkom zrážok v hlavných fázach rastu. Elimináciu týchto nežiaducich faktorov je možné odstrániť použitím biostimulátorov s obsahom bioaktívnych látok, ktoré pôsobia proti stresom (sucho, chlad, zasolenie). Pre dobré zakorenenie je vhodné použiť biostimulátory s obsahom fosforu v štádiu 6. listu. Dobrý základ porastu a zvýšená odolnosť proti suchu, ktoré sa v posledných rokoch vyskytuje viac, posúva porast vpred. Následná aplikácia biostimulátora na báze morských rias pôsobí už priamo na veľkosť listovej plochy, jej výkon a zväčšenie buľvy. V prípade nedostatku bóru môže byť cukrová repa vážne poškodená suchou srdiečkovou hnilobou, čo má značný ekonomický dopad na úrodu a cukornatosť. Ku každej aplikácii je vhodné použiť prípravky, ktoré pôsobia preventívne proti hubovým, vírusovým a bakteriálnym chorobám a pomôžu udržať zdravý porast počas celej vegetácie. V kombinácii s prípravkami na báze morských rias vytvárajú synergický efekt a pôsobia ako stimulátor a hnojivo. Sú vhodné do porastov poškodených ľadovcom, nakoľko rýchlo uzatvárajú poškodené pletivá.
Sklizeň cukrové řepy a proces výroby cukru s komentářem
Moderné technológie a prístupy
Na odbornom podujatí venovanom pestovaniu cukrovej repy diskutovali experti o riešeniach aktuálnych výziev tohto sektora. Témou boli najmä inovácie v oblasti výberu odrôd, ochrany rastlín a moderných technológií pri obrábaní pôdy. Významnú úlohu zohrávajú moderné mechanické technológie - napríklad plečky a brány - ktoré umožňujú účinne likvidovať buriny bez chemických zásahov. Okrem mechanického ošetrovania boli predstavené aj najmodernejšie postrekovače, ktoré dokážu cielene aplikovať ochranné látky len tam, kde je to skutočne potrebné. Cukrová repa zostáva atraktívnou plodinou - aj vďaka inováciám, ako je napríklad iniciatíva Smart Beet, ktorá podporuje digitálne, precízne a environmentálne šetrné poľnohospodárstvo. Kľúčom k pokroku je spolupráca medzi výskumom, praxou a agropodnikmi. Iniciatíva Smart Beet spoločnosti Nordzucker AG má za cieľ modernizovať a zefektívniť pestovanie cukrovej repy pomocou digitálnych technológií, precízneho poľnohospodárstva a šetrného zaobchádzania s hnojivami a prípravkami na ochranu rastlín. Jej princípy sa zavádzajú v rôznych krajinách, vrátane Slovenska.
Dopady extrémnych klimatických javov
Jarné mrazy a ich následky
Jarné mrazy môžu vážne zasiahnuť pestovateľov cukrovej repy. Mráz môže poškodiť aj semená, ktoré ešte len klíčia, čo vedie k ich odumretiu pred vzídením. Takéto udalosti spôsobujú obrovské časové aj finančné straty, keďže pestovatelia musia často preosievať značnú časť plôch. Následkom sú nižšie úrody, odhadované aj o 20 %, a ovplyvnenie ekonomickej rentability. V porovnaní s minulým rokom sa so sejbou cukrovej repy niekedy začalo podstatne skôr, avšak ani to nemusí zabrániť škodám.
Sucho a jeho vplyv na úrodu
Výška úrody odzrkadľuje kondičný a zdravotný stav porastov repy počas príslušného vegetačného obdobia a zároveň aj jeho charakteristický priebeh. Neprajné klimatické podmienky, hlavne sucho, sú nežiaducim faktorom, ktorý významne ovplyvňuje úrodu. Veľké straty pri pestovaní cukrovej repy sú spôsobené nedostatkom zrážok v hlavných fázach rastu. Cukrová repa však dobre znáša meniace sa klimatické podmienky vďaka dlhej vegetačnej dobe, počas ktorej má rastlina čas vyrovnať prípadné vývojové problémy.
tags: #vplyv #klimatickych #zmien #na #pestovanie #repy