Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije Slovenian Institute of Hop Research and Brewing Hmeljarski bilten Hop Bulletin 25(2018) .л > Žalec, 2018 Izdaja / Issued by Urednika / Editor Uredniški odbor / Editorial board Naslov uredništva, politika / Editorial office and policy Recenzenti Reviewers Domača stran / Home page Bilten zajemajo / Indexed and abstracted by Tisk / Printed by Avtorske pravice / Copyright Hmeljarski bilten / Hop Bulletin ISSN za tiskano izdajo 0350-0756 ISSN za spletno izdajo 2536-1988 Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije (IHPS) / Slovenian Institute of Hop Research and Brewing (IHPS) Cesta Žalskega tabora 2, 3310 Žalec, Slovenija / Slovenia dr. Barbara Čeh in dr. Boštjan Naglič dr. Barbara Čeh (IHPS), izr. prof. dr. Andreja Čerenak (IHPS), prof. dr. Anton Ivančič (Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede Univerze v Mariboru / Faculty of Agriculture and Life Sciences University of Maribor - FKBV UM), izr. prof. dr. Jernej Jakše (Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani / University of Ljubljana, Biotechnical Faculty - BF UL), prof. dr. Branka Javornik (redna profesorica v pokoju / retired professor), dr. Josef Ježek (Hop Research Institute, Žatec, Czech Republic), doc. dr. Iztok Jože Košir (IHPS), dr. Boštjan Naglič (IHPS), prof. dr. Martin Pavlovič (IHPS in FKBV UM), dr. Sebastjan Radišek (IHPS), dr. Magda Rak Cizej (IHPS), dr. Elisabeth Seigner (Bayerische Landesanstalt fur Landwirtschaft / Bavarian State Research Center for Agriculture, Freising, Germany), dr. Siniša Srečec (Visoko gospodarsko učilište u Križevcima, Hrvaška / College of Agriculture at Križevci, Croatia), prof. dr. Anton Tajnšek (redni profesor v pokoju / retired professor), prof. dr. Dominik Vodnik (BF UL) Cesta Žalskega tabora 2, SI-3310 Žalec, Slovenija / Slovenia; e-pošta / e-mail: barbara.ceh@ihps.si Člani uredniškega odbora so tudi recenzenti prispevkov. Prispevki so najmanj dvojno recenzirani. Za jezikovno pravilnost odgovarjajo avtorji. S poslanim člankom se avtorji strinjajo tudi za spletno objavo revije. / Articles are reviewed and revised. Authors are fully responsible for linguistic structure of the text. By sending an article, the authors agree for the online and printed publication of the journal. v tej številki izven uredniškega odbora: outside the Editorial Board for this number: doc. dr. Klemen Eler (BF UL), doc. dr. Darja Kocjan Ačko (BF UL), doc. dr. Anita Kušar (Inštitut za nutricionistiko / Nutrition institute), Gregor Leskošek (IHPS), dr. Miha Ocvirk (IHPS), prof. dr. Denis Stajnko (FKBV UM), prof. dr. Stanislav Trdan (BF UL), Marjeta Zagožen (IHPS) http://www.ihps.si/raziskave-in-razvoj/publikacije/hmeljarski-bilten/ COBISS, CABI Publishing, EBSCO Publishing Grafika Gracer d.o.o. © 2018 Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije / © 2018 Slovenian Institute of Hop Research and Brewing Izdajo sofinancira Agencija za raziskovalno dejavnost RS. / The issue was financially supported by the Slovenian Research Agency. VSEBINA / CONTENTS Zalika ČREPINŠEK in Barbara ČEH Odvisnost pridelka hmelja sort Aurora in Savinjski golding od vremenskih razmer do konca julija Dependence of hop yield cv. Aurora and Savinjski golding on weather conditions until the end of July...................................................................................................5 Silvo ŽVEPLAN, Magda RAK CIZEJ in Franček POLIČNIK Defolianti na hmelju (Humulus lupulus L.) Defoliants on hop (Humulus lupulus L.).................................................................18 Iztok Jože KOŠIR, Andreja ČERENAK in Miha OCVIRK Primerjava različnih genotipov hmelja glede na vsebnost beta-kislin Comparison of different hop genoypes with respect to beta-acids content.............26 Magda RAK CIZEJ in Franček POLIČNIK Škodljivci industrijske konoplje (Cannabis sativa L.) v Sloveniji Pests on industrial hemp (Cannabis sativa L.) in Slovenia.....................................36 Marko FLAJŠMAN, Darja KOCJAN AČKO in Barbara ČEH Karakteristike sort navadne konoplje (Cannabis sativa L.) v pridelavi v Sloveniji Characteristics of common hemp varieties that are grown in Slovenia...................44 Marjeta ZAGOŽEN, Samo KREFT in Andreja ČERENAK Kanabidiol (CBD) in delta-9-tetrahidrokanabinol (THC) v navadni konoplji (Cannabis sativa L.) Cannabidiol (CBD) and delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) in hemp (Cannabis sativa L.)......................................................................................59 Jan Jurij ERŽEN in Darja KOCJAN AČKO Vpliv stresa na tvorbo terpenofenolnih spojin - kanabinoidov v navadni konoplji (Cannabis sativa L.) Effects of stress on the formation of terpenophenolic compounds -cannabinoids in hemp (Cannabis sativa L.)............................................................68 Anita KUŠAR, Marko FLAJŠMAN, Darja KOCJAN AČKO, Igor PRAVST in Barbara ČEH Prehranska sestava industrijske konoplje glede na sorto Nutritional composition of hemp in relation to the variety....................................76 Silvo HRIBERNIK, Tanja KOS, Marko FLAJŠMAN in Barbara ČEH Analiza mehanskih lastnosti vlaken, izoliranih iz različnih sort konoplje Analysis of mechanical properties of fibres, isolated from different hemp varieties.........................................................................................................85 Ivan PAHOLE, Matej PAL, Boštjan RAZBORŠEK, Urban BELCA in Aleš BELŠAK Potrebne dodelave na univerzalnem kombajnu za natančno žetev konoplje The necessary reconstruction of combine for accurate harvesting of industrial hemp seed...............................................................................................96 Iris ŠKERBOT, Igor ŠKERBOT in Tatjana RUPNIK Vpliv uporabe pripravkov Mineral na pridelek zgodnjega zelja Impact of the use of products Mineral on the yield of early cabbage...................108 ODVISNOST PRIDELKA HMELJA SORT AURORA IN SAVINJSKI GOLDING OD VREMENSKIH RAZMER DO KONCA JULIJA Zalika ČREPINŠEK1 in Barbara ČEH2 Izvirni znanstveni članek / original scientific paper Prispelo / received: 25. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 10. december 2018 Izvleček Napoved pridelka hmelja konec julija je za hmeljarje zelo zanimiva, saj je na to vezana vrsta njihovih aktivnosti, kljub temu, da je le okvirna, saj je pridelek zelo odvisen tudi od razmer v avgustu oziroma v zadnjem mesecu do obiranja. S tem namenom smo izdelali regresijski model povezave med pridelkom sort Aurora in Savinjski golding in vremenskimi razmerami do konca julija za obdobje 19922017. Z izdelanima regresijskima modeloma lahko pojasnimo velik del medletne variabilnosti pridelka na osnovi temperatur zraka in padavin (z izdelanim modelom za sorto Aurora lahko pojasnimo 67 % variabilnosti pridelka, za sorto Savinjski golding pa 78 %). Izrazito najslabši pridelek obeh sort je bil dosežen v letu 2003, ki je bilo hkrati zelo vroče in zelo suho, prav tako so bili zelo majhni pridelki v letu 2000, ko je bilo ekstremno vroče ob sicer povprečnih padavinah. Najvišji pridelki so bili doseženi v nadpovprečno namočenih letih 2014 in 1997 ob sicer povprečnih temperaturah. Višje temperature na začetku aprila vplivajo pozitivno na velikost pridelka obeh sort, previsoke temperature v maju in juniju pa negativno. Močno je pridelek koreliran tudi z julijskimi padavinami; pri obeh sortah so pridelki višji pri večjih količinah padavin v juliju. Ključne besede: pridelek, napoved pridelka, hmelj, Aurora, Savinjski golding, Humulus lupulus, temperatura, padavine, regresijski model DEPENDENCE OF HOP YIELD CV. AURORA AND SAVINJSKI GOLDING ON WEATHER CONDITIONS UNTIL THE END OF JULY Abstract The prediction of the final hop yield already in July of a certain season is much appreciated among hop growers, because some of their activities are linked to this data, although it is only indicative, since the yield depends also a lot on the weather situation in August. A regression models of the relationship between the yield of 1 Doc. dr., Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, Jamnikarjeva 101, 1000 Ljubljana, e-pošta: zalika.crepinsek@bf.uni-lj.si 2 Dr., Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, Cesta Žalskega tabora 2, 3310 Žalec, Slovenija, e-pošta: barbara.ceh@ihps.si hop varieties Aurora and Savinj ski golding and the weather conditions from April until the end of July for the period 1992-2017 were made. We can explain a large part of the yield year variability based on temperatures and precipitation quantity (with the developed model for Aurora we can explain 67 % and for Savinjski golding 78 % yield variability). The lowest yield of both varieties was achieved in 2003, which was at the same time very hot and very dry year, and in year 2000, when there were extremely high temperatures and average precipitation amount. The highest yields were achieved in 2014 and 1997 years with above-average precipitation amounts and average temperatures. Higher temperatures at the beginning of April have positive impact on the yield of the investigated varieties, while too high temperatures in May and June have negative impact on the their yield. The yield is strongly correlated with July precipitation; for both varieties the yields are higher at higher amount of precipitation in July. Key words: yield, yield forecast, hop variety Aurora, hop variety Savinjski golding, Humulus lupulus, temperature, precipitation, regression model 1 UVOD Napoved pridelka hmelja konec julija je za hmeljarje zelo zanimiva, saj je na to vezana vrsta njihovih aktivnosti (obiranje, priprava kapacitet za sušenje in skladiščenje, prodaja), kljub temu da je le okvirna, saj je pridelek tudi zelo odvisen od razmer v avgustu oziroma v zadnjem mesecu do obiranja. Napoved pridelka lahko trenutno naredimo po metodi štetja cvetov pri posameznih sortah na več reprezentativnih lokacijah (Čeh in sod., 2013) ali z regresijskimi enačbami, ki upoštevajo vremenske razmere do konca julija v tekočem letu. Slednje so izdelane za sorte Celeia, Aurora in Savinjski golding. Enačba za sorto Celeia je izdelana na podlagi podatkov o količini padavin in temperaturah v časovnem obdobju 19922015 v rastni sezoni do konca julija ter podatkov o višini pridelka te sorte v posameznih letih (Črepinšek in Čeh, 2016). Za sorti Aurora in Savinjski golding sta regresijski enačbi izdelani z analizo podatkov za obdobje let 1972-1983 glede na padavine v kritičnih obdobjih rasti. Za slovenske rastne razmere je Hacin (1989) namreč ugotovil, da kot najpomembnejši dejavnik za pridelek zgodnjih sort hmelja izstopa količina padavin v obdobju od druge dekade junija do tretje dekade julija; to je obdobje, ko vlage hmelju za dober pridelek ne bi smelo primanjkovati. Takrat v razvoju sort Savinjski golding in Aurora namreč poteka razvoj socvetij in diferenciacija lupulinskih žlez v socvetju. Ker pa se je v času od preučevanega obdobja 1972-1983 podnebje zelo spremenilo (ARSO, 2018), poleg tega dognanje, da so vremenske razmere v Nemčiji in Sloveniji podobne (Hacin, 1989), ne drži več (Abram in sod., 2015), smo želeli izdelati regresijski model povezave med pridelkom sort Aurora in Savinjski golding in vremenskimi razmerami do konca julija v časovnem intervalu od leta 1992 do 2017. Obenem smo preučili vremenske razmere v letih, ko je bil pridelek finoaromatične slovenske sorte Savinjski golding in aromatične sorte Aurora največji, oziroma katere vremenske razmere do konca julija so pomenile najmanjši pridelek teh sort. 2 MATERIAL IN METODE DELA 2.1 Sorti hmelja Aurora in Savinjski golding Sorta Aurora je aromatična sorta, požlahtnjena na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije. Je potomka nemške sorte Northern Brewer in slovenske dednine. Ima prijetno hmeljno aromo in grenčico, je srednje zgodnja s pridelkom 1600 do 2400 kg/ha in zavzema 33 % slovenskih hmeljišč. Sorta Savinjski golding je tradicionalna slovenska sorta, ekotip angleške sorte Fuggle, ki so jo prinesli v Slovenijo v 19. stoletju. Je srednje zgodnja, svetovno znana po fini hmeljni aromi ter prijetni in harmonični grenčici. Dosega pridelek med 1200 in 2200 kg/ha in zavzema 11 % slovenskih hmeljišč (The legend ..., 2016; Livk, 2017). 2.2 Podatki o višini pridelka hmelja in vremenskih razmerah Podatke o višini pridelka sort Aurora in Savinjski golding za obdobje 1992-2017 smo pridobili iz arhiva IHPS (Arhiv ..., 2018). Pridelki po sortah so povprečja hmeljišč na širši lokaciji Inštituta za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije v Žalcu. Vremenske razmere smo analizirali glede na podatke meteorološke postaje, ki je na IHPS v Žalcu, za obdobje od 1. aprila do 31. julija za vsako posamezno leto. Upoštevali smo povprečne dekadne temperature zraka in vsoto padavin po dekadah. 2.3 Metode dela Z metodo multiple regresije smo za obdobje 1992-2014 izdelali model, s katerim lahko z določeno negotovostjo napovemo višino pridelka hmelja Savinjski golding in Aurora (y-odvisna spremenljivka) v odvisnosti od temperature zraka in padavin (x-neodvisni spremenljivki). Za obe meteorološki spremenljivki smo izračunali osnovne opisne statistike (povprečje, maksimum, minimum in variacijski razpon). S korelacijsko analizo smo nato ugotavljali stopnjo povezanosti med višino pridelka (povprečni pridelek za vsa hmeljišča) in dekadnimi (10 dnevno obdobje) vrednostmi temperatur ter količine padavin. Kot vremenske spremenljivke smo v korelacijsko analizo vključili povprečno temperaturo in vsoto padavin od aprila do julija po dekadah za obdobje let 1992-2017 (24 spremenljivk) ter povprečja dveh, treh, štirih in petih zaporednih dekad (skupaj 76 različnih spremenljivk oz. kombinacij). S Studentovim 't-testom' smo testirali statistično značilnost korelacij, za nadaljnjo izdelavo regresijskega modela za napoved pridelka pa smo vključili samo spremenljivke z značilnim korelacijskim koeficientom >0,5. Uporabili smo postopno (stepwise) regresijo. Validacijo modela smo naredili s podatki za obdobje 2015-2017. Z modelom izračunane pridelke za ta leta smo primerjali z dejansko izmerjenimi pridelki. Za analize smo uporabili programa 'R' (R Core Team) in 'Excel' (Microsoft). 3 REZULTATI Z RAZPRAVO 3.1 Analiza vremenskih razmer v obdobju 1992-2017 Povprečna količina padavin v štirimesečnem obdobju od 1. aprila do 31. julija v letih 1992-2017 je znašala 505 mm. Najbolj namočen mesec je v povprečju maj (185 mm), sledita junij (124 mm) in julij (114 mm), ki sta glede količine padavin zelo podobna. V aprilu je bilo v povprečju v tem obdobju 82 mm padavin. S slike 1 in preglednice 1 je razvidno, da je medletna spremenljivost višine padavin zelo velika. V obdobju april-julij 2001 je padlo 747 mm padavin, v enakem obdobju leta 1993 pa samo 287 mm, kar pomeni, da znaša razlika med najbolj sušnim in najbolj namočenim letom kar 460 mm. Več o dejanskih padavinskih razmerah nam seveda povedo mesečne vrednosti za posamezna leta. Glede količine padavin ima največji koeficient variabilnosti avgust (51 %), največji razpon pa je bil v mesecu maju; leta 1992 je bilo v celem mesecu samo 33 mm dežja, leta 2007 pa kar 327 mm. Koliko lahko rastline hmelja izkoristijo padavine, pa je odvisno tudi od intenzitete padavin, razporeditve deževnih dni in lastnosti tal. Slika 1: Povprečne mesečne temperature zraka za obdobje april-julij let 1992-2017naIHPS, Žalec (Arhiv ..., 2018) Preglednica 1: Mesečne količine padavin in povprečne temperature zraka za obdobje april-julij let 1992-2017 na meteorološki postaji IHPS Žalec (Arhiv ..., 2018) emperatura zraka (°C) Količina padavin (mm) apr maj jun jul apr-jul apr maj jun jul apr-jul povprečje 11,2 16,1 19,6 21,0 17,0 82 98 124 114 418 maksimum 14,0 18,0 22,7 23,5 18,1 176 203 245 233 650 minimum 8,4 13,7 16,9 15,6 14,6 6 33 55 27 254 sd1 1,3 1,0 1,3 1,6 0,8 39 45 54 58 118 VR2 5,6 4,3 5,8 7,9 3,5 170 170 190 206 396 -standardni oc klon; 2-variacijski razpon Povprečna temperatura zraka v obdobju od 1. aprila do 31. julija 1992-2017 Je znašala 17,0 °C, od aprila do julija pa si sledijo povprečne mesečne temperature 11,2 °C, 16,1 °C, 19,6 °C in 21 °C (preglednica 1). Najtoplejše obdobje april-julij je bilo leta 2000 (18,1 °C) z rekordno toplim aprilom (14 °C) in nadpovprečno toplima mesecema majem in junijem. Zelo toplo obravnavano obdobje (17,9 °C) je bilo tudi v letih 2002, 2003, 2007 in 2017. Leta 2002 je bil ekstremno topel maj (18 °C), leta 2003 pa junij (22,7 °C). Leto 1993 je bilo najhladnejše; povprečna temperatura april-julij je bila samo 14,6°C, tako junij (16,9 °C) kot julij (15,6 °C) pa sta imela najnižje temperature v obravnavanem obdobju. Zelo hladna so bila tudi leta 2004 (15,6 °C) z ekstremno hladnim majem (13,7 °C), leti 1995 in 1996 (16,1 °C) ter leto 1997 (16,2 °C) z ekstremno hladnim aprilom (8,4 °C). Koeficient variabilnosti za temperature je bistveno nižji kot za padavine, znaša pa med 6,5 % za maj in 11,6 % za april. 3.2 Pridelek hmelja sort Savinjski golding in Aurora za obdobje 19922017 S slike 2 je razvidno, da je bil pridelek pri obeh sortah najnižji v letu 2003; za Savinjski golding je znašal povprečen pridelek samo 428 kg/ha, za Auroro pa 841 kg/ha. Leto 2003 je bilo nadpovprečno toplo, še posebej vroča sta bila meseca junij in julij. Junij 2003 je imel temperaturo kar 3,1 °C nad dolgoletnim povprečjem. Po količini padavin so bili vsi štirje meseci tega leta pod povprečjem, pomanjkanje vode se je od aprila do julija samo stopnjevalo, še posebej suh je bil julij s samo 57 % padavin glede na dolgoletno povprečje. Pri obeh sortah je bilo kar se tiče višine pridelka drugo najslabše leto 2000, ki je bilo v obravnavanem obdobju 1992-2017 najtoplejše z ekstremno toplim aprilom, hkrati pa sta bila april in junij izrazito suha meseca. Zelo nizki pridelki so bili pri obeh sortah (tretji najnižji pridelek za Savinjski golding in četrti najnižji za Auroro) tudi v letu 2015, ko je bil julij ekstremno vroč in je dosegel najvišjo temperaturo v obravnavanem obdobju (23,5 °C). Hkrati z ekstremnimi temperaturami zraka je bilo julija zelo malo padavin, v prvih dvajsetih dneh samo 18 mm. V raziskavi Črepinšek in Čeh (2016) za hmelj sorte Celeia v nobenem od zgornjih treh let niso bili doseženi najnižji pridelki; najslabši pridelki za sorto Celeia so bili v letih 2001, 2002 in 1999, ki so bila izrazito mokra leta z majskimi ekstremnimi padavinami. 287 1391 37.1 I " II4.8 !J ' !l i Ü1 O H N f i Ol O H (N t CftCftCfiCfiCfiCfiCfiCfiOOOOOOOOOOrHrHrHrHrHrHrHrH CftCftCfiCfiCfiCfiCfiCfiOOOOOOOOOOOOOOOOOO HHHHHHHHINININININININININNININININININININ 630 430 230 £ ^ -570 -770 303 247 370 286 229. -271 ■292 -66 120 -184 -301 -285 129 -416 -762 650 434 426 450 388 381 292 250 136 127 90 i 50 -19 s ŠS Si -150 -180 -192 -198 o > a ~ -350 -353 -348 -550 -750 -735 562 511 489 147 142 30 182 387 513 СЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛООООООООООгНгН^НгНгНгНгНгН слслслслслслслслоооооооооооооооооо HHHHHHHHNtNNNr^r^tNrJNr^r^NWNNr^r^W Slika 2: Odstopanja pridelka v posameznih letih od dolgoletnega povprečja 1163 kg/ha za sorto Savinjski golding (zgoraj) ter dolgoletnega povprečja 1603 kg/ha za sorto Auroro (spodaj) Najvišji pridelki za obe sorti so bili doseženi v letih 2014 in 1997. Leto 2014 je bilo nadpovprečno mokro, štirimesečno povprečje (april-julij) padavin je znašalo 725 mm (slika 3), kar je skoraj polovico več od dolgoletnega povprečja, padavine pa so bile enakomerno razporejene po vseh mesecih. Temperature v tem letu so bile povprečne v vseh štirih mesecih. Tudi v letu 1997 so bile padavine v vseh štirih mesecih nadpovprečne, april je bil ekstremno hladen, ostali meseci pa povprečno topli. Tudi hmelj sorte Celeia je imel v letih 2014 in 1997 drugi oziroma četrti najvišji pridelek v obdobju 1992-2015 (Črepinšek in Čeh, 2016). Slika 3: Mesečne količine padavin za obdobje april-julij 1992-2017 na IHPS, Žalec (Arhiv..., 2018) Wagner (1975, cit. po Hacin, 1989) je glede na višino pridelka hmelja v Savinjski dolini kot kriterij za rodovitna oziroma nerodovitna leta uporabil povprečno temperaturo zraka april-avgust. Kot rodovitna leta je definiral tista s temperaturo do 15,6 °C, nerodovitna pa nad 16,5 °C. Kot sta v svoji raziskavi ugotavljali že Črepinšek in Čeh (2016), te vrednosti zaradi spremenjenih temperaturnih razmer v zadnjih desetletjih (ARSO, 2018), ko je značilen pozitiven trend, ne držijo več. Če povzamemo vremenske razmere za najbolj in najmanj rodovitni dve leti, vidimo, da je bil izrazito najslabši pridelek v letu 2003, ki je bilo hkrati zelo vroče in zelo suho, prav tako so bili zelo nizki pridelki v letu 2000, ko je bilo ekstremno vroče ob sicer povprečnih padavinah. Najvišji pridelki so bili doseženi v nadpovprečno namočenih letih 2014 in 1997 ob sicer povprečnih temperaturah. 3.3 Korelacijska analiza velikosti pridelka ter temperaturnih in padavinskih razmer Povezanost med velikostjo pridelka ter temperaturami zraka in količino padavin smo ugotavljali s korelacijsko analizo. Vremenske spremenljivke smo izrazili kot dekadne vrednosti ter povprečja 2, 3, 4 in 5 zaporednih dekad. Korekcijska analiza je pokazala tako pozitivne kot negativne predznake korelacijskega koeficienta r, kar pomeni, da se pri nekaterih kombinacijah vremenskih spremenljivk hkrati z njihovim povečanjem poveča tudi pridelek (pozitiven r), pri drugih pa ima sprememba nasprotno smer (negativen r). Za Savinjski golding znaša največji r -0,78 (temperature od 3. dekade aprila do 3. dekade maja), za Auroro pa -0,72 (temperature od 2. dekade aprila do 1. dekade maja). Pridelek sorte Savinjski golding je močno koreliran tudi z aprilskimi temperaturami v prvi dekadi (r=+0,43) ter junijskimi padavinami v 2. in 3. dekadi (r=+0,35). Podobno velja za sorto Aurora, pri kateri je pridelek najbolj pozitivno koreliran z aprilsko temperaturo v 1. dekadi (r=+0,41) ter padavinami v 2. in 3. dekadi julija (r=+0,34). Višje temperature ob vzniku na začetku aprila torej vplivajo pozitivno na pridelek pri obeh sortah, prav tako zadostne količine padavin v juniju oziroma juliju. Po začetnih fazah rasti hmelj očitno potrebuje zmerne temperature, saj so korelacijski koeficienti med višino pridelka in temperaturami zraka v naslednjih dekadah negativni. Tudi za sorto Celeia v Savinjski dolini smo ugotovili, da je pridelek najbolj pozitivno koreliran z aprilskimi temperaturami in julijskimi padavinami (Črepinšek in Čeh, 2016). Pomembno je, da v analizi obravnavamo nize, krajše od mesečnih obdobij, saj so lahko padavine znotraj mesecev razporejene zelo neenakomerno, prav tako pa dekadna zaporedja temperatur včasih odstopajo od dolgoletnega povprečja. S slike 4 je tako razvidno, da je v večini let 1. dekada aprila hladnejša od 2. dekade in 2. dekada hladnejša od 3. dekade aprila. V letih 2016 in 2017 je bilo to zaporedje obrnjeno - topli 1. dekadi aprila sta sledili ohladitvi v 2. in 3. dekadi, kar upočasni rast hmelja in vpliva na nadaljnji razvoj v mesecu maju. O podobnih ugotovitvah o vplivu aprilskih temperatur na razvoj hmelja poročajo tudi nekatere druge raziskave (Kišgeci in sod., 1984). Korelacije med majskimi temperaturami zraka in pridelkom so negativne, saj prevelike količine toplote, ki so v tem času na voljo rastlinam hmelja, povzročijo prehiter prehod v generativno fazo. Razvoj cvetov v dnevih, ko je dan prekratek, vpliva na manjše število cvetov in s tem posledično manjši pridelek. Na formiranje cvetov pri hmelju ima velik vpliv tudi preskrbljenost z vodo, ker pa je na začetku rasti v klimatskih razmerah Savinjske doline večinoma dovolj padavin, ta povezanost iz korelacijskih koeficientov ni vidna. Na velikost in maso storžkov vplivajo julijske padavine v kombinaciji s temperaturami zraka, s čimer lahko pojasnimo velik pozitiven korelacijski koeficient med pridelkom in poletnimi padavinami, o čemer so poročali za območje Savinjske doline že tudi drugi avtorji (Hacin, 1989; Zmrzlak in Čeh, 2012). M / \ / 1 1 Ж ' X \ / i / v\/ / \ / /Д J / v / V / / i\ Si/ x A i A 'T» \ i / * 1 / / < / 1 V / \\ tJ4\ j \ / 1 # / ' / \ / t I If l\ ! ! ' >' i i \ t i i I / ' i l/ ' \ * / \ 1 * \ J V r l / ■ ll/ t V t M" i / i / < * M t \ v / / / V /\ "h \ s' ■ t i \ t ■ apr-l.dekada —■—apr-2.dekada * apr-3.dekada £ 12 Slika 4: Dekadne temperature zraka za mesec april na IHPS, Žalec (Arhiv 2018) 3.4 Regresijska modela za napoved pridelka Aurore in Savinjskega goldinga S postopno multiplo regresijo smo s podatki za obdobje 1992-2014 izdelali statistična modela za napoved pridelka hmelja sort Aurora in Savinjski golding, in sicer na način, da je napoved možna na osnovi vremenskih podatkov do konca julija. V preglednici 2 so za oba modela prikazane spremenljivke modela in vrednosti regresijskih koeficientov. Koeficient determinacije R2 za model Aurora znaša 0,67, vsi multipli korelacijski koeficienti so statistično značilni, stopnja značilnosti F testa je 0,0119. Z izdelanim modelom lahko pojasnimo 67 % variabilnosti pridelka z 8 neodvisnimi spremenljivkami, ki vključujejo različne kombinacije dekadnih temperatur za april in maj ter padavin za junij in julij (preglednica 2). Z modelom za sorto Savinjski golding lahko pojasnimo 78 % variabilnosti pridelka z neodvisnima spremenljivkama temperatura in padavine (R2=0,78). V model so vključene poleg aprilskih in majskih temperatur še temperature prvih dveh dekad v juniju ter padavine od 2. dekade maja do konca julija. Tako kot za model za Auroro so tudi za model Savinjski golding vsi multipli korelacijski koeficienti statistično značilni, F statistika znaša 0,0007. 18 16 14 10 8 6 4 Preglednica 2: Spremenljivke in regresijski koeficienti modelov za napoved pridelka hmelja, T-temperatura, P-padavine; 1, 2 in 3 označujejo zaporedne dekade v mesecu Model za sorto 'Aurora' Model za sorto 'Savinjski golding' Spremenljivka Regresijski koeficient Spremenljivka Regresijski koeficient a (prosti člen) 4570,7 a (prosti člen) 4720,8 Tapr1 33,5** Tapr1 15,3** Tapr3-maj 1 -71,5** Tjun1-jun2 -16,3* Tapr2-maj 1 -18,9** Pmaj2 -2,2* Tapr3-maj2 96,9* Pmaj3 -1,9' Pjul3 3,5* Pjun2 -2,1* Pjun2-jun3 -0,4* Pjun2-jun3 2,6* Pjul2-jul3 -0,3** Pjun-jul 0,3** Tapr2-maj 3 -244,6' Tapr3-maj3 -222,3' Stopnja značilnosti: ' - 0,10; * - 0,05; ** - 0,01 Enačba za napoved pridelka (Y) hmelja sorte Aurora: (r=0,819; R2=0,67; F=0,0119) Enačba za napoved pridelka (Y) hmelja sorte Savinjski golding: Jr = +720,8 + 15,37^,-! — löJ3^litlL_J:uri2 — 2,2?^ j s — — 2,1Р^П2 ^ -■^^JUnl-JH.nS П '^^Lin-JLii _ ---^сргЗ-љс.ЈЈ (r=0,885; R2=0,78; F=0,0007) Na sliki 5 so prikazani izmerjeni in modelirani pridelki za sorti Savinjski golding in Aurora. Model za Savinjski golding daje za 11 let previsoke in za 12 let prenizke pridelke. Največjo napako navzgor ima model za leto 2003, ko je napovedal za 32 % previsok pridelek, je pa bilo to ekstremno vroče in suho leto. Precej previsoke pridelke je napovedal model tudi za leti 1999 (+23 %) in 1993 (+19 %). Napovedi v ostalih letih odstopajo navzgor do 13 %, za leta 1992, 2002, 2005 in 2009 pa lahko rečemo, da so ustrezne, saj je razlika med modeliranimi in dejanskimi vrednostmi manjša od 1 %. Največje odstopanje modela navzdol znaša 25 % za leto 2010, v preostalih letih pa je model napovedal za manj kot 15 % nižji pridelek od dejansko izmerjenega. 2200 2000 1800 t 1600 eg Ä 1400 ■3 1200 T5 k 1000 s J 800 I 600 400 200 0 'Aurora'; r2=0,67 y • izmerjeno : modelirano — — — 1 : 1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Izmerjen pridelek (kg/ha) 1800 1600 ) 1400 g 1200 a ■Is 1000 800 600 400 200 0 'Savinjski golding'; r2=0,78 V • izmerjeno : modelirano — — — 1 : 1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Izmerjen pridelek (kg/ha) Slika 5: Izmerjeni in modelirani pridelki hmelja sort Savinjski golding (SG) in Aurora (AUR) za obdobje 1992-2017; model je preverjen na podatkih za obdobje 2015-2017. Modelirani pridelki za sorto Aurora so v primerjavi z izmerjenimi v 12 letih večji in v 11 letih manjši. Največjo napako ima model za leti 2006 in 2003, ko je napoved za 28 % oziroma 26 % prevelika. Veliko odstopanje navzgor je tudi v letu 2001 (23 %). Ostale napovedi, ki odstopajo navzgor, pa se razlikujejo od izmerjenih pridelkov za manj kot 16 %. Odstopanja modela navzdol (11 let) so največja v letu 1993, ko model napove 19 % premajhno vrednost. Za ostalih 10 let model daje 15 % ali manjšo razliko od dejansko izmerjenega pridelka. Regresijska modela za napoved pridelka sort Savinjski golding in Aurora, ki sta bila izdelana na podatkih za obdobje 1992-2014, smo preverili na triletnih podatkih za temperaturo zraka in padavine za obdobje 2015-2017. Ostopanje modela za napoved pridelka za Savinjski golding znaša v letu 2017 +17 %, v letu 2016 +2 % in v letu 2017 + 9 %. Model za Auroro pa je za leto 2017 napovedal 11 % prenizek pridelek, za leti 2015 in 2016 pa 14 oz 8 % prevelik pridelek. Z regresijskima modeloma smo na osnovi temperaturnih in padavinskih podatkov pojasnili večji del medletne spremenljivosti pridelka hmelja, na nepojasnjeni del variabilnosti pa lahko vplivajo številni ostali dejavniki okolja in rastline, kot npr. bolezni in škodljivci na hmelju, preskrbljenost tal s hranili, namakanje, zračna vlaga, veter, sevanje. V modelu smo upoštevali povprečne dekadne vrednosti padavin in temperature, na pridelek pa lahko pomembno vplivajo tudi ekstremno visoke ali nizke temperature (Wagner, 1975), namakanje, intenziteta ekstremnih nalivov ali morebitna visoka podtalnica (Marovt, 2007), česar v modelih nismo upoštevali. 4 SKLEP Z regresijskima modeloma za napoved pridelka hmelja sort Savinjski golding in Aurora lahko pojasnimo velik del medletne variabilnosti pridelka na osnovi temperatur zraka in padavin. Višje temperature na začetku aprila vplivajo pozitivno na velikost pridelka obeh sort, previsoke temperature v maju in juniju pa negativno. Močno je pridelek koreliran tudi z julijskimi padavinami; pri obeh sortah so pridelki višji pri večjih julijskih količinah padavin, kar sovpada s predhodnimi ugotovitvami Hacina (1989). Nepojasnjen del variabilnosti v modelu bi lahko izboljšali z vključitvijo dodatnih vremenskih spremenljivk, ki bi vsebovale ekstremne vrednosti temperature (maksimalne in minimalne dnevne vrednosti), upoštevati pa bi bilo smiselno tudi parametre rastline (starost, bolezni, škodljivci) v posameznih letih. 5 VIRI IN LITERATURA Abram V., Čeh B., Vidmar M., Hercezi M., Lazić N., Bucik V., Smole Možina S., Košir I. J., Kač M., Demšar L., Poklar Ulrih N. A comparison of antioxidant and antimicrobial activity between hop leaves and hop cones. Industrial crops and products, ISSN 09266690. 2015; 64: 124-134. Arhiv Inštituta za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije (IHPS). Izpis iz baze vremenskih podatkov in podatkov o višini pridelka za sorti Savinjski golding in Aurora. 2018. ARSO. Ocena podnebnih sprememb v Sloveniji do konca 21. stoletja: Povzetek dejavnikov okolja z vplivom na kmetijstvo in gozdarstvo. Ljubljana, Ministrstvo za okolje in prostor, Agencija Republike Slovenije za okolje, Ljubljana. 2018. 31 s. Čeh B., Oset Luskar M., Leskošek G., Ferlež Rus A. Vpliv rastnih razmer na rast in razvoj hmelja v letu 2013. Hmeljar. 2013; 74 (1-12): 16-17. Črepinšek Z., Čeh B. Pridelek hmelja sorte Celeia glede na vremenske razmere do konca julija. Hmeljarski bilten. 2016; 23: 14-26. Hacin J. Prispevek k poznavanju vpliva dejavnikov okolja na rast in razvoj ter na pridelek in vsebnost alfa kislin pri hmelju (Humulus lupulus L.). Magistrsko delo, Ljubljana, Univerza Edvarda Kardelja. 1989. 112 s. Kišgeci J., Mijavec A., Ačimović M, Spevak P, Vuči, N. Hmeljarstvo. Novi Sad, Poljoprivredni fakultet, Inštitut za ratarstvo i povrtarstvo. 1984. 374 s. Livk J. Letina hmelja v letu 2017 - nad pričakovanji. Hmeljar. 2017; 1-12: s. 42-44. Marovt M. Vpliv gostote in razporeditve rastlin na rast, razvoj in kakovost hmelja (Humulus lupulus L.) kultivarja 279D112. Dipl. delo. Ljubljana, Biotehniška fakulteta, oddelek za agronomijo. 2007. 41 s. The legend of the noble aroma. Styrian Golding, Celeia, katalog sort, Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, Žalec. 2016. Wagner T. Vpliv temperature in vlage na pridelek hmelja v Sloveniji. Hmeljarski bilten. 1975; 3: 81-88. Zmrzlak M., Čeh B. Agroekološke razmere za pridelavo hmelja. V: Hmelj od sadike do storžkov. Čeh B. (ur). Žalec, IHPS. 2012: 38-39. DEFOLIANTI NA HMELJU (Humulus lupulus L.) Silvo ŽVEPLAN1, Magda RAK CIZEJ2 in Franček POLIČNIK3 Strokovni članek / profesional article Prispelo / received: 25. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 16. december 2018 Izvleček V letu 2018 smo preizkušali učinkovitost defoliantov na hmelju sorte Aurora. Preizkušali smo herbicid, defoliant Beloukha (aktivna snov pelargonska kislina), skupaj z močilom in gnojilom in sicer: Beloukha samostojno, Beloukha z dodatkom 30 % uree amon nitrata (UAN), Beloukha z močilom Break thru S 240 in Beloukha s 30 % UAN ter dodatkom Break thru S 240. Kot standard smo uporabili herbicid, defoliant Reglone 200 SL, ki nima več dovoljenja za uporabo na hmelju v Sloveniji. V letu preizkušanja nismo dosegli pričakovane učinkovitosti herbicida Beloukha kot defolianta na hmelju, ne samostojno niti v kombinacijah. Dobro učinkovitost Beloukhe smo zabeležili pri enoletnih plevelih. Vzrok za slabo učinkovitost sredstva Beloukha je bil verjetno v neugodnih vremenskih razmerah, saj so bila tla pogosto zasičena z vlago. Ob uporabi herbicida Beloukha na hmelju nismo opazili fitotoksičnosti. Ključne besede: herbicid, defoliant, hmelj, pleveli, učinkovitost, fitotoksičnost DEFOLIANTS ON HOP (Humulus lupulus L.) Abstract We tested efficiency defoliants on hop Aurora variety in 2018 year. Different combinations of herbicide/defoliant Beloukha (a.i. pelargonic acid), together with adjuvant and fertilizer were tested: Beloukha solo, Beloukha with combination 30 % Urea and ammonium nitrate (UAN), Beloukha with combination Break thru S 240 and Beloukha with combination 30 % UAN and adjuvant Break thru S 240. All combinations compared with standard herbicide/defoliant Reglone 200 SL, which has been banned in Slovenia on hop in this year. In the year of testing herbicide Beloukha in all combinations we did not achieve good efficiency as defoliant on hop. Beloukha had good efficiency for annual weeds. Reason for bad efficiency herbicide Beloukha as defoliant on hop determinate in weather 1 Univ. dipl. inž. kmet., Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, Cesta Žalskega tabora 2, 3310 Žalec, e-pošta: silvo.zveplan@ihps.si 2 Dr., isti naslov, e-pošta: magda.rak-cizej@ihps.si 3 Mag. inž. hort., isti naslov, e-pošta: franci.policnik@ihps.si conditions; soil were often saturated with a lot of moisture. When we used Beloukha on hops, we did not observed phytotoxicity. Key words: herbicide/defoliant, hop, weeds, efficiency, phytotoxicity 1 UVOD Na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije v Žalcu (IHPS) smo v letu 2018 preskušali učinkovitosti defoliantov prizemnega dela hmelja (Humulus lupulus L.) v rodnem nasadu sorte Aurora. Defoliacija prizemnega dela rastlin hmelja (do višine 0,8 m) se izvaja zaradi lažjega strojnega obiranja, izboljšanja mikroklime v tem predelu rastlin in zmanjšanja potenciala bolezni. Preizkušali smo defoliant Beloukha prizvajalca Belchim Crop protection iz Belgije, in sicer samostojno, kot varianto Beloukha + 30% UAN, kot varianto Beloukha + Break thru S 240 proizvajalca BASF iz Nemčije in v kombinaciji Beloukha + 30% UAN + močilo Break thru. Variante smo primerjali z do nedavnega pri nas dovoljenim pripravkom Reglone 200 SL za defoliacijo spodnjega dela rastline hmelja. Želeli smo dobiti informacije o delovanju in vplivu sredstva Beloukha, ki je imel v letu 2018 v Nemčiji izredno dovoljenje za uporabo v hmeljiščih, na hmelj. Beloukha je herbicid, naravni desikant, ki je od leta 2015 registriran v Franciji, od leta 2016 pa tudi v Italiji, Španiji in na Portugalskem (Nguyen, C. in sod., 2016). V Sloveniji je neselektivni herbicid Beloukha, ki deluje kontaktno, že registriran v krompirju za sušenje krompirjevke ter v vinogradih za zatiranje enoletnega ozkolistnega in širokolistnega plevela ter za uničevanje mladic, ki izraščajo iz spodnjega dela starega lesa vinske trte. 2 MATERIAL IN METODE V poskusu smo uporabili dva herbicida (Beloukha in Reglone 200 SL; slednjega proizvaja Syngenta Crop protection iz Švice) in dodatke (30 % UAN ter močilo Break thru S 240). Defoliant - herbicid Beloukha bi ob dobrih rezultatih učinkovanja in morebitni razširitvi registracije lahko nadomestil herbicid Reglone 200 SL. 2.1 Uporabljen material Herbicid Beloukha EC je kontaktni neselektivni herbicid, ki deluje na širok spekter ozkolistnih in širokolistnih plevelov. Herbicid vsebuje 68 % aktivne snovi -pelargonska kislina. Tretirane rastline se 2-3 ure po tretiranju začnejo sušiti. Sredstvo ne deluje na korenine (Seznam ..., 2018). Herbicid Reglone 200 SL smo uporabili kot primerljiv standard, ki je imel še v letu 2017 izredno dovoljenje kot defoliant spodnjega dela rastline hmelja. Vsebuje 20 % aktivne snovi - dikvat. Je kontaktni neselektivni herbicid za sušenje (desikacijo) krompirjevke semenskega in jedilnega krompirja, za sušenje (desikacijo) semenske lucerne in detelje. Manjša uporaba: za sušenje (desikacijo) stročnic za pridelavo zrnja (fižol, grah, leča, čičerka, bob, soja). Herbicid vsebuje 20 % aktivne snovi -dikvat (Seznam ..., 2018). Sorta hmelja Aurora je diploidni križanec med sorto Northern Brewer in TG sejančkom neznanega izvora. Sorta je srednje zgodnja, v Sloveniji je tehnološko optimalno zrela od 23. do 30. avgusta. Goji se v Sloveniji, Avstriji in na Madžarskem. Potrebuje srednje saditvene razdalje. Storžki so povprečno dolgi 25 mm, 100 suhih storžkov povprečno tehta 15 g. Storžki so gosto raščeni, temno zeleni in se pri strojnem obiranju ne drobijo. Rastline imajo obliko srednje širokega valja. Ima 60 cm dolge zalistnike, ki odganjajo tudi na spodnjem delu trte (Hmezad..., 2018). Poskus smo škropili z nahrbtno škropilnico znamke Solo s škropilno palico s šobo Teejet 110 ° in delovnim tlakom 3 bare. Vse defoliante in dodatke smo uporabili v tretjinskih hektarskih odmerkih, ker smo škropili v pasovih. Izhodišče za porabo vode pri hmelju je bilo 400 L/m višine škropljenja. Škropili smo le spodnjih 0,8 m višine hmelja in za to uporabili 320 L vode/ha (Hmezad., 2018). 2.2 Postavitev poskusa Bločno zasnovan poskus je obsegal pet obravnavanj ter kontrolo, kjer nismo uporabili herbicidov - defoliantov (preglednica 1). Vsa obravnavanja in kontrole so bile izvedene v treh ponovitvah. V ponovitvi je bilo zajetih 72 rastlin hmelja sorte Aurora. Vse defoliante in dodatke smo uporabili v tretjinskih hektarskih odmerkih, ker smo škropili v pasovih (Lešnik, 2007). 2.3 Škropljenje Škropljenje pri obravnavanjih 2 do 6 smo izvedli 18. julija. Rastline hmelja so bile v fenofazi konec cvetenja - BBCH 69 (Fenofaze..., 2018). Širokolistni pleveli ob škropljenju: bela metlika (CHEAL) v fazi 2-8 parov listov, povprečne višine 13 cm; srhkodlakavi ščir (AMARE) v fazi 2-6 parov listov, povprečne višine 10 cm; perzijski jetičnik (VERPE) višine 5-17 cm, povprečno 12 cm; navadna zvezdica (STEME) višine 3-12 cm, povprečno 9 cm. Ozkolistni pleveli ob škropljenju: navadna kostreba (ECHCG) višine 15-80 cm, povprečno 55 cm in enoletna latovka (POAAN) višine 2-10 cm, povprečno 6 cm. S herbicidom - defoliantom smo škropili le spodnji del rastline hmelja do višine 0,8 m. Preglednica 1: Herbicidi/defolianti, aktivne snovi, formulacije, odmerki in termini škropljenj Kemični pripravki Aktivne snovi Formul. Odmerki (1/3) za škroplj. v pasovih (kg, L pripr./ha) Čas škropljenja 1 KONTROLA - - - - 2 REGLONE 200 SL Dikvat 200 g/L SL 1,25 Post-em 3 BELOUKHA (solo) Pelargonska kislina 680 g/L EC 5,3 Post-em 4 BELOUKHA + 30% UAN Pelargonska kislina 680 g/L + amonijski N 7,4%, nitratni N 7,4%, amidni N 15,2 % EC 5,3 + 33,0 (L UAN-a) Post-em 5 BELOUKHA + Break thru S 240 Pelargonska kislina 680 g/L + Polieter-polimetilsiloksan-kopolimer 100% EC + AL 5,3 + 0,1 (L Break thru) Post-em 6 BELOUKHA + Break thru S 240 + 30% UAN Pelargonska kislina 680 g/L + Polieter-polimetilsiloksan-kopolimer 100% + amonijski N 7,4%, nitratni N 7,4%, amidni N 15,2 % EC + AL 5,3 + 0,1 (L Break thru) + 33,0 (L UAN-a) Post-em Rastline hmelja so bile ob škropljenju v dobrem zdravstvenem stanju in kondiciji. Povprečna dnevna temperatura na dan škropljenja je bila 22,0 °C, povprečna relativna zračna vlažnost 63,2 %, preskrbljenost tal z vlago 75 %. Južni do jugovzhodni veter je pihal s hitrostjo 0-0,5 m/s. Količina prvih padavin, to je bilo dva dni po škropljenju, je bila 2,8 mm. Od škropljenja do konca meseca julija je padlo 31,4 mm padavin, v mesecu avgustu 91,2 mm padavin. Podatki o temperaturah in padavinah po dekadah so prikazani na sliki 1. NIIVVII I Ml П Г mniii Ii i mi Ii i Slika 1: Vremenski podatki (april-september) v letu 2018 (T 2018, P 2018) v primerjavi z dolgoletnim povprečjem (T povp., P povp.) (IHPS vreme, 2018) 2.4 Ocenjevanje Poskus smo prvič ocenjevali po 14-ih dneh in drugič po 29-ih dneh od škropljenja. V preglednici 2 so predstavljene glavne ocene 29 dni po škropljenju z defolianti. Učinkovitost in fitotoksičnost smo ocenjevali z vizualno procentualno metodo (Eppo PP1..., 2004; Eppo PP1..., 2018). Učinkovitost defoliantov na hmelju smo ocenjevali v odstotku odpadlih poškropljenih listov. Na podlagi te ocene in morebitne fitotoksičnosti smo podali skupne ocene za defoliante z ocenami od 1 (nezadostno) do 5 (odlično). Po navedeni skali smo ocenjevali učinkovitost herbicidov/defoliantov na prisotne plevelne vrste: Skala za ocenjevanje učinkovitosti defoliantov (%) za hmelj in plevele: odlično: 100 - 98 % zelo dobro: 97 - 94 % dobro: 93 - 92 % zadovoljivo: 91 - 87 % ne dovolj učinkovito: 86 - 65 % popolnoma nezadovoljivo: < 64 % Skupna ocena defolianta za hmelj (1 - 5) = učinkovitost + fitotoksičnost: 1 = najslabše, nezadostno delovanje, 5 = najboljše, odlično delovanje Ocena fitotoksičnosti (%): od 0 do 100 0 - nič fitotoksičnosti na hmeljnih trtah, 100 - popolnoma uničena hmeljna trta zaradi fitotoksičnosti 3 REZULTATI Z RAZPRAVO Poskusov z uporabo defoliantov na drugih poljščinah, predvsem na stročnicah, je bilo opravljenih veliko. Poskusov na hmelju pa je bilo opravljenih zelo malo in še ti so se večinoma nanašali na pivovarstvo. V našem poskusu smo se držali navodil za uporabo Beloukhe kot defolianta po nemških navodilih za uporabo. V letu 2018 smo beležili slabše učinkovitosti defoliantov kot preizkuševalci iz Francije (Nguyen in sod., 2016). Preglednica 2: Vizualno ocenjevanje učinkovitosti (%), fitotoksičnosti (%) in skupna ocena defoliantov (1-5) 29 dni po škropljenju Vizualna procentualna ocena *učinkovitosti (%) Zap. Latinsko ime Zaporedna številka herbicidne kombinacije št. 1 2 3 4 5 6 1 Chenopodium album K 92,3 81,0 84,3 88,3 86,7 2 Amaranthus retroflexus O 97,3 92,0 90,7 95,3 93,7 3 Veronica persica N 98,0 91,3 89,7 92,0 88,7 4 Stellaria media T 99,3 88,0 92,0 100,0 88,7 5 Echinochloa crus-galli R 97,3 92,3 86,0 94,0 88,3 6 Poa annua O 89,0 91,7 93,0 93,0 86,7 L A *HMELJ (Humulus / 91,7 10,7 36,0 18,3 45,0 lupulus L.) Učinkovitosti defolianta=odpad listov (%) **Ocena defolianta za / +4 +1 +2 -2 -3 hmelj (1 - 5) ***Fitotoksičnost na / 0 0 0 0 0 trtah hmelja (%) Reglone 200 SL smo uporabili po vzniku (Post 2) v odmerku 1,25 L/ha pri obravnavanju št. 2. Ocenili smo odlično učinkovitost (STEME 99,3 % in VERPE 98,0 %), zelo dobro (AMARE in ECHCG oba 97,3 %), dobro (CHEAL 92,3 %) in zadovoljivo (POAAN 89 %). Kot defoliant za hmelj je učinkoval dobro, odpadlo je 91,7 % poškropljenih listov, rang ocena je +4. Beloukha (solo) smo uporabili po vzniku (Post 2) v odmerku 5,3 L/ha pri obravnavanju št. 3. Ocenili smo dobro učinkovitost (ECHCG 92,3 %, AMARE 92,0 %, POAAN 91,7 %), zadovoljivo učinkovitost (VERPE 91,3 % in STEME 88,0 %) in nezadovoljivo učinkovitost (DIGSA 81 %). Kot defoliant za hmelj je učinkoval popolnoma nezadovoljivo, listje je ostalo precej zeleno, odpadlo je le 10,7 % poškropljenih listov, rang ocena je le +1. Beloukha + 30% UAN smo uporabili po vzniku (Post 2) v odmerku 5,3 L/ha + 33,0 L/ha UAN pri obravnavanju št. 4. Ocenili smo dobro učinkovitost (POAAN 93,0 % in STEME 92,0), zadovoljivo učinkovitost (AMARE 90,7 % in VERPE 89,7 %) in nezadovoljivo učinkovitost (ECHCG 86,0 % in CHEAL 84,3 %). Kot defoliant za hmelj je učinkoval popolnoma nezadovoljivo, listje je ostalo precej zeleno, odpadlo je le 36,0 % poškropljenih listov, rang ocena je +2. Beloukha + Break thru S 240 smo uporabili po vzniku (Post 2) v odmerku 5,3 L/ha + 0,1 L/ha Break thru S 240 pri obravnavanju št. 5. Ocenili smo odlično učinkovitost (STEME 100 %), zelo dobro (AMARE 95,3 % in ECHCG 94,0 %), dobro (POAAN 93,0 % in VERPE 92,0 %) in zadovoljivo (CHEAL 88,3 %). Kot defoliant za hmelj je učinkoval popolnoma nezadovoljivo, listje je ostalo precej zeleno, odpadlo je le 18,3 % poškropljenih listov, rang ocena je -2. Beloukha + Break thru S 240 + 30% UAN smo uporabili po vzniku (Post 2) v odmerku 5,3 L/ha + 0,1 L/ha Break thru S 240 + 33,0 L/ha UAN pri obravnavanju št. 6. Ocenili smo zelo dobro učinkovitost (AMARE 93,7 %), zadovoljivo učinkovitost (VERPE in STEME oba 88,7 %, ECHCG 88,3 %, CHEAL in POAAN oba 86,7 %). Kot defoliant za hmelj je učinkoval nezadovoljivo, listje je ostalo precej zeleno, odpadlo je le 45,0 % poškropljenih listov, rang ocena je -3. 4 ZAKLJUČKI Defoliant Beloukha je v vseh primerih v našem poskusu učinkoval od popolnoma nezadovoljivo do nezadovoljivo. Na plevelne vrste je bila učinkovitost večinoma od zelo dobre, preko dobre do zadovoljive in le redko nezadovoljive. V vseh primerih, tako defolianta za rastline hmelja kot herbicida za plevele, je bila učinkovitost primerjalnega standarda Reglone 200 SL precej boljša od proučevanega defolianta Beloukha in njegovih kombinacij. Tudi defoliant Reglone 200 SL je učinkoval v preučevanem letu slabše (le dobro, 91,7 % učinkovitost). V preteklih letih smo v poskusih ocenili njegovo učinkovitost kot zelo dobro (96,0 %). Pri uporabi herbicida (defolianta) Beloukha samostojno ali v kombinacijah Beloukha + 30% UAN, ali Beloukha + Break thru S 240 ali Beloukha + Break thru 5 240 + 30% UAN na trtah hmelja (panogah) nismo opazili znakov fitotoksičnosti. Vzrok za slabšo učinkovitost defoliantov v letu 2018 je po našem mnenju v veliki količini padavin 7 dni pred (74,6 mm padavin) in 7 dni po škropljenju z defolianti (31,2 mm padavin). Tla so bila pogosto zasičena z vlago, vseskozi je potekala intenzivna rast tako hmelja kot tudi plevelov. Na podlagi rezultatov poskusa lahko zaključimo, da učinkovitost defoliantov v letu 2018 ni bila zadovoljiva. Za pridobitev realnejših in natančnejših rezultatov učinkovitosti proučevanih defoliantov bi bilo potrebno poskus ponoviti. 5 VIRI IN LITERATURA Červenka, M., Ferakova, V., Haber, M., Kresanek, J., Paclova, L., Peciar, V., Šomšak, L., Rastlinski svet Evrope, Ljubljana, Mladinska knjiga Ljubljana, 1988, 102-103, 110111, 178- 179, 200-201, 302-303 EPPO STANDARDS PP1/139 (3) Weeds in hop, Efficacy Evaluation of Plant protection produce (18. oktober 2018) EPPO STANDARDS PP2, Good Plant Protection Practice, 2005, 45 Fenofaze. Dostopno na: http://spletni2.furs.gov.si/agromeT/feno/feno.asp (18. julij 2018). Hmezad. Dostopno na: http://www.hmezad.si/hmelj/sorte-hmelja/aurora-super-styrian IHPS vreme interno, 2018 Lešnik, M., Tehnika in ekologija zatiranja plevelov, Ljubljana, Kmečki glas, 2007, 186-223 Nguyen, C., Chemin, A., Vincent, G., 23e Conference du COLUMA. Journees Internationales sur la Lutte contre les Mauvaises Herbes, Dijon, France, 6-8 decembre 2016, 717-729 Seznam FFS. Dostopno na: http://spletni2.furs.gov.si/FFS/REGSR/index.htm (16. julij 2018). Šarić, T., Atlas korova, Sarajevo, Svietlost OOUR Zavod za udžbenike, 1978, 8-9, 66-67, 70-71, 166-167, 186-187, 190-191 PRIMERJAVA RAZLIČNIH GENOTIPOV HMELJA GLEDE NA VSEBNOST BETA-KISLIN Iztok Jože KOŠIR1, Andreja ČERENAK2 in Miha OCVIRK3 Izvirni znanstveni članek / scientific article Prispelo / received: 26. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 17. december 2018 Izvleček V pričujoči raziskavi smo se osredotočili na vsebnosti beta-kislin v različnih genotipih hmelja iz kolekcije žlahtniteljskega programa IHPS, z namenom ugotavljanja potencialno zanimivih za gojenje za namen pridelave beta-kislin, katerih potencialna uporaba se kaže v uporabi pripravkov za zatiranje varoje pri čebelah. V ta namen smo v času tehnološke zrelosti izbrali 31 vzorcev in v njih določili alfa- in beta-kisline ter vsebnosti eteričnega olja. Med genotipi smo odkrili pet takšnih, kjer je bila vsebnost beta-kislin več kot 6 %. Vsebnosti alfa-kislin pri teh genotipih niso dosegale visokih vrednosti in je bilo zato tudi razmerje alfa/beta relativno nizko. Ključne besede: hmelj, beta-kisline, alfa-kislin, eterično olje, genotipi COMPARISON OF DIFFERENT HOP GENOYPES WITH RESPECT TO BETA-ACIDS CONTENT Abstract In this study, we focused on the content of beta-acids in various hop genotypes from the SIHRB breeding program, with the aim to identify potentially interesting cultivars for producing beta-acids which are recently showing potential use for varroa suppression on bees. We selected 31 hop genotypes during the technological maturity and determined alpha- and beta-acids, as well as the content of essential oil. Among the genotypes we found five breeding lines where beta-acids content was over 6%. The alpha-acids content of these genotypes did not reach high values and therefore the alpha/beta ratio was relatively low. Key words: hops, beta-acids, alpha-acids, essential oil, genotypes 1 Doc. dr., Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, Cesta Žalskega tabora 2, 3310 Žalec, Slovenija, e-pošta: iztok.kosir@ihps.si 2 Izr. prof. dr., isti naslov, e-pošta: andreja.cerenak@ihps.si 3 Dr., isti naslov, e-pošta: miha.ocvirk@ihps.si 1 UVOD V Sloveniji je trenutno približno 8.500 čebelarjev, ki imajo v lasti in oskrbi 150.000 čebeljih družin in letno pridelajo od 2.000 do 2.500 t medu ter drugih čebeljih izdelkov. Tako predstavlja čebelarstvo pomemben gospodarski delež našega kmetijstva (KGZS, 2018). V čebelarstvu je v zadnjih letih prisotna tendenca naraščajoče uporabe ekoloških pripravkov za zatiranja varoje (Varroa destructor), torej takih, ki so sprejemljivi za čebeljo družino in zagotavljajo neoporečnost čebeljih pridelkov. Trenutno so prevladujoči tretmaji s preparati na osnovi mravljične in oksalne kisline. Hkrati so poznani in za ekološko zatiranje priznani še pripravki na bazi rastlinskih ekstraktov. Pri uporabi kateregakoli pripravka je potrebno paziti predvsem na stranske toksične lastnosti za čebeljo družino. Posebno pozornost zahteva proučitev možnosti prehajanja učinkovin v med in druge čebelje izdelke, kar ni dovoljeno, še posebej v primeru, ko takšne učinkovine predstavljajo tudi tveganje za človeka (Uradni list RS, št. 4/11, 2011). V zadnjem času so se na tujih trgih začeli pojavljati preparati na osnovi hmeljevih beta-kislin, ki se ponujajo kot alternativa in so prepoznani kot neškodljivi ter posledično za njih ni postavljenih mejnih vrednosti ostankov (Maximum Residue Limit - MRL) (European Medicines Agency, 2017). Pomembna panoga v slovenskem kmetijstvu je tudi hmeljarstvo, kjer letno pridelamo okoli 2.500 t hmelja in proizvodov iz hmelja, kar uvršča Slovenijo na peto mesto v svetovnem merilu s 3 % svetovne proizvodnje (IHGC, 2018). Dejstvo v hmeljarstvu je, da se vsaj 95 % vsega pridelka porabi usmerjeno v pivovarske namene. Posledično hmeljarska panoga vedno išče alternativne uporabe hmelja izven pivovarske panoge, toliko bolj v času tržnih viškov hmelja (Lavrenčič in sod., 2014). Poleg vloge hmelja v pivu kot surovine, ki zaokroži okus in aromo, je njegova zelo pomembna vloga tudi vloga konzervansa, saj je pivo ena redkih pijač, kjer se ne uporabljajo dodani konzervansi. Zaščitno vlogo v tem primeru imajo hmeljne beta-kisline, ki imajo dokazano protimikrobno učinkovanje (Suzuki, 2015). Hmelj je vir snovi, ki dajo pivu značilno sveže grenak okus (alfa- in beta-kisline) in tistih, ki prispevajo k aromi piva (poleg omenjenih alfa- in beta-kislin tudi nekatere sestavine hmeljnega eteričnega olja). Primarne spojine so grenčine, iz njih pa nastanejo z oksidacijo in kondenzacijo mehke in trdne smole. Mehke smole sestavljajo alfa-kisline (humuloni) in beta-kisline (lupuloni) (Ocvirk in sod., 2016). Različne sorte hmelja se razlikujejo po sestavi grenčin in obstojnosti le-teh med skladiščenjem. Količina alfa- in beta-kislin je odvisna od sorte hmelja, rastišča, klimatskih pogojev in stopnje zrelosti pridelka (Ocvirk in sod., 2018). Beta-kisline pri varjenju piva ne prispevajo toliko h grenčici kot alfa-kisline, zato visok delež beta-kislin ni cilj vzgoje novih sort hmelja, uporabnih v pivovarstvu. Beta-kislinam se pripisuje tudi ostrejša, manj želena grenčica kot alfa-kislinam, zato se za pivovarstvo razvijajo sorte z nižjo celokupno vsebnostjo beta-kislin. Ravno beta-kisline pa imajo protivnetno in antibakterijsko delovanje (predvsem proti Gram pozitivnim bakterijam). Znana je objava o vplivu beta-kislin hmelja na antilisterijski učinek v živilski industriji (Shen and Sofos, 2008), ravno tako pa poročajo o uporabi beta-kislin v industriji sladkorja, kjer beta-kisline (blagovna znamka BetaStab®) zelo dobro biocidno zavirajo razvoj anaerobnih bakterij (Pollach in sod., 2002). Že v preteklosti so se ostanki hmelja uporabljali kot dodatek pri krmi živali, zlasti pri prašičih (Brorsen in sod., 2002). Opaženo je bilo, da so te živali imele izboljšano zdravstveno stanje v primerjavi s kontrolnimi živalmi, ki jim niso dodajali hmelja. Glede na to, so bili opravljeni nadaljnji poskusi na kokoših v baterijski reji, kjer so opazili, da dodatki hmelja kažejo podobne učinke kot dodatki antibiotikov (Cornelison in sod., 2006). Nadaljnje študije pri ljudeh so dokazale antibakterijsko delovanje hmelja na številne bakterije tudi v humani medicini (Natarajan in sod., 2007; Ohsugi in sod., 2007). Za hmeljeve beta-kisline je bilo pokazano, da učinkujejo kot repelent na nekatere vrste rastlinskih uši in pršic, hkrati pa pri nekaterih taksonih pršic zmanjšajo ovipozicijo in imajo negativen vpliv na preživetje odraslih osebkov (Jones in sod., 1996). Prednost uporabe hmeljevih beta-kislin je v tem, da niso toksične in da so na voljo kot stranski produkt hmeljarske industrije (DeGrandi - Hoffman in sod., 2012). DeGrandi-Hoffman in sod. so v svoji raziskavi pokazali, da se ekstrakti beta-kislin lahko uspešno uporabljajo pri zatiranju varoje pri čebelah. S stališča uporabe hmelja v pivovarske namene so najpomembnejši sekundarni metaboliti eterična olja in alfa-kisline. To je glavni vzrok, da so vsi žlahtniteljski programi naravnani na vzgojo novih sort s primerno količino in sestavo omenjenih metabolitov. Za Slovenijo je hmelj pomembna kmetijska panoga, zato imamo na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije (IHPS) zelo dobro razvit žlahtniteljski program vzgoje novih sort hmelja. Kemijska karakterizacija novih kandidatnih križancev je bila v preteklosti usmerjena predvsem v analitiko določanja skupnih alfa-kislin z različnimi metodami in manj v podrobno analitiko slednjih. To je predvsem posledica dejstva, da so glavni cilji programa vzgoje novih sort prilagojeni potrebam in zahtevam pivovarske industrije. Sama sestava alfa-kislin je sicer pomemben parameter, vendar še vedno podrejen celokupni vsebnosti. Beta-kisline so bile v preteklosti zelo malo ali skoraj nič raziskane in zaradi tega nimamo željenih podatkov. V kolikor so se v procesu žlahtnjenja pojavili križanci, ki so imeli višje vsebnosti beta-kislin, to dejstvo ni predstavljalo posebne teže, v kolikor niso vsebovali tudi primerne količine alfa-kislin in eteričnega olja želene sestave ter ostalih želenih lastnosti kot so habitus rastline, pridelek in odpornost na bolezni. Posledica povedanega je, da imamo na IHPS v genski banki hmelja velik nabor uveljavljenih sort hmelja slovenskega in tujega porekla, kakor tudi novih križancev. Med njimi obstajajo tudi takšni genotipi, ki so po kriterijih pivovarske industrije manj zanimivi, vendar vsebujejo visoke količine beta-kislin, ki se lahko gibljejo od 1 do 10 % v suhi snovi in bi lahko bili pomemben naravni vir beta-kislin. V kolikor bi bili na osnovi sestave prepoznani kot primerni, bi lahko v bodoče predstavljali alternativo uporabi hmelja izključno za pivovarsko industrijo. Zaradi tega smo v pričujočem delu določili vsebnost in sestavo alfa- in beta-kislin v hmeljnih storžkih izbranega rastlinskega materiala, s ciljem pripraviti nabor ustreznih genotipov, ki bodo primerni za gojenje za namen pridobivanja beta-kislin. V hmeljarstvu in pivovarstvu je pomemben kazalec kvalitete določenega hmeljnega genotipa primerna vsebnost in sestava eteričnega olja, ki je pogojena z želeno končno aromo piva (Čerenak in sod., 2011). Vendar pa so eterična olja sestavljena iz preko 400 različnih spojin, ki so glede na genotip v olju prisotne v različnih količinah in razmerjih. Za nekatere izmed teh spojin obstajajo tudi podatki v literaturi, ki kažejo na njihovo privabilno ali odvračalno vlogo v primeru žuželk (Jones in sod., 1996) in bi lahko vplivale tudi na vedenjske vzorce čebel in varoj, v kolikor bi bile prisotne v ekstraktih in pripravkih. V primeru izbranih genotipov hmelja, je bila zato poleg analize alfa- in beta-kislin cilj tudi določitev vsebnosti eteričnih olj. 2 MATERIAL IN METODE 2.1 Vzorci hmelja V času tehnološke zrelosti konec avgusta oz. v začetku septembra smo v kolekcijskem nasadu IHPS zbrali 31 vzorcev hmelja različnih genotipov. Križanci so bili izbrani na podlagi podatkov, zbranih v preteklih letih ali na osnovi pedigreja. Iz vsake posamezne rastline smo nabrali povprečni vzorec, kar pomeni enak delež storžkov rastočih na zgornji, srednji in spodnji tretjini rastline. Vse vzorce storžkov smo posušili na 60 °C do vsebnosti vlage okoli 10 %, kar je normalna vlaga zračno suhega hmelja. Takoj po sušenju so bili vzorci v laboratoriju analizirani na vsebnost preostale vlage, alfa- in beta-kislin in vsebnost eteričnega olja. 2.2 Določanje vlage v vzorcih Vsebnost vlage smo določali v laboratoriju IHPS po metodi Analytica-EBC, 7.2. (EBC, 1997). Vsebnost vlage smo določali samo zaradi možnosti kasnejšega preračuna vsebnosti ostalih analitov na suho snov. Zaradi tega podatki o vsebnosti vlage kasneje v tem prispevku niso predstavljeni. 2-3 g vzorca hmelja smo zatehtali v aluminijasto posodo in jo dali v sušilnik, ogret na 103-104 °C za 1h. Zaprte posode smo ohladili na sobno temperaturo v eksikatoiju in jih stehtali. Iz razlike mas smo izračunali vsebnost vlage, ki smo jo upoštevali pri vseh ostalih parametrih pri izračunih vsebnosti na suho snov. Vse določitve so bile narejene v dveh ponovitvah. 2.3 Določanje vsebnosti alfa- in beta-kislin Vsebnost alfa-in beta-kislin smo določali v laboratoriju IHPS po metodi Analyica-EBC, 7.7 (EBC, 1998). Hmelj smo zmleli v mlinu do granulacije velikosti pod 2 mm. 5 g zmletega vzorca smo prenesli v bučko, kamor smo dodali 10 ml metanola, 50 ml dietiletra in 20 ml raztopine HCl (0,1 ml/l). Vsi reagenti so bili nabavljeni pri Sigma-Aldrich. Po stresanju 45 min smo odpipetirali 5 ml etrne faze in jo dodali v 50 ml bučko, ki smo jo dopolnili do oznake z metanolom. Približno 2 ml raztopine smo prefiltrirali skozi membranski PET filter 0,20 ^m (Chromafil®, Machery Nagel) in jo 2 ц1 injicirali v HPLC sistem Agilent Technologies 1200 series (Agilent Technologies, ZDA), opremljenim z DAD detektorjem in kolono Nucleodur 5-100 C18, 125x4 mm (Machery Nagel, Nemčija). Detekcija alfa- in beta-kislin je potekala pri valovni dolžini 340 nm. Kvantifikacija alfa- in beta-kislin je bila izvedena z eksternim standardom ICE 3 (Labor Veritas, Švica). Vse meritve so bile izvedene v dveh ponovitvah. 2.4 Določanje vsebnosti eteričnega olja Vsebnost eteričnega olja smo določali v laboratoriju IHPS po metodi Analytica-EBC, 7.10 (EBC, 2005) z destilacijo z vodno paro. 50 g zmletega hmelja smo prenesli v 2 l bučko in dodali 1l deionizirane vode. Po 3 h destilacije smo izmerili volumen eteričnega olja. 3 REZULTATI Z RAZPRAVO Iz preglednice 1 je razvidno, da so vsebnosti beta-kislin med 1,55 in 11,14 %. V 9 primerih so te vsebnosti višje od 5 %. Še posebej izstopata genotipa 108/157 (Dana x 21426) in 70/61 (Aurora x 63012), ki vsebujeta kar 11,14 oziroma 8,43 % beta-kislin. Pri prvem smo vsebnost 7,56 % določili že pred leti medtem ko je drugi dosegel vrednost kar 10,57 in 9,78 v dveh zaporednih letih; s to raziskavo smo njuno vlogo dodatno potrdili. Za oba je značilno, da imata nizko razmerje alfa/beta-kislin, še posebej to velja za slednjega, kjer je to razmerje komaj 0,49 (0,50 v preteklih letih), kar pomeni, da je njegova vrednost predvsem v količini beta-kislin. Pri križancu 70/61 je tudi količina eteričnega olja samo 0,86 ml/100g (0,88 ml/100 g v preteklem letu) in vsebnost alfa-kislin samo 4,16 % (5,25 in 5,01 % v preteklih letih). Ima pa ta križanec presenetljivo visoko vsebnost ksantohumola (0,51 %), leta 2010 je dosegel tudi 0,60 %. Glede na izmerjene parametre ta genotip verjetno ni pivovarsko perspektiven. Pri genotipu 108/157 je zanimivo, da ima poleg visoke vsebnosti beta-kislin tudi visoko vsebnost alfa-kislin (15,01 %; v preteklih letih od 11,24 - 13,60 %) in eteričnega olja (1,94 ml/100g; v preteklih letih od 2,31 - 2,79 ml/100g). S temi karakteristikami bi lahko bil zanimiv tudi za pivovarsko industrijo. Vsebnost beta-kislin med 6 in 7 % imajo trije genotipi, in sicer 71/224 (Merkur x SH2), 50/84 (279/104 x 01J 9/5) in 173/4 (25/266 x 305/28). Med njimi je zanimiv predvsem 173/4, ki ima poleg visoke vsebnosti beta-kislin tudi relativno visoko vsebnost alfa-kislin (13,15 %; v preteklih letih od 11,70 - 16,10) in predvsem eteričnega olja (2,52 ml/100g; v preteklih letih celo od 3,55 - 4,05 ml/100g), medtem ko je za genotip 71/224 značilno, da ima primerljivo vsebnost alfa-kislin (8,01%; v preteklih letih ta niha od 5,90 - 13,49 %) in nizko vsebnost eteričnega olja (0,85 ml/100g; v preteklih letih 1,06 ml/100g). Med genotipi so tudi posamezni, ki imajo zelo nizko vsebnost eteričnega olja in imajo z vidika pomembnosti k prispevku hmeljne arome v pivovarski uporabi nizko verjetnost uporabe. Takšni genotipi so 206/166 (0,21 ml/100g; 35/182 x 24/265), 276/64 (0,61 ml/100g; Styrian Eagle x 25/234), 288/169 (0,45 ml/100g; 66/2 x 284/113), 226/66 (0,33 ml/100g in v letu 2011 0,82 ml/100g; Savinjski golding x 272/93), 222/165 (0,56 ml/100g; Nugget x 55/252) in 226/121 (0,41 ml/100g oz. ml/100g v 2011; Savinjski golding x 272/93) (preglednica 1). Za genotipa 206/166 in 226/59 je zelo zanimivo, da sta imela tudi zelo nizke vsebnosti alfa-kislin (1,69 in 0,51 %). Tudi vsebnosti ksantohumola pri njiju so bile komaj 0,23 in 0,12 %. Genotipi, kjer je bilo razmerje alfa/beta-kisline najnižje (226/59, 226/66, 226/121), torej v prid beta-kislinam, žal niso perspektivni za gojenje z namenom pridelave beta-kislin, ker je pri njih tudi absolutna vsebnost beta-kislin razmeroma nizka. Navedeni križanci spadajo v isto družino križanja, in sicer so vsi potomci Savinjskega goldinga in moške rastline 272/93. Savinjski golding je poznan po fini aromi in nizkem deležu tako alfa- kot beta-kislin, omenjeno lastnost je sorta v tem primeru križanja zelo dobro prenesla na potomce. Preglednica 1: Vsebnost eteričnega olja (ml/100 g), alfa- in beta-kislin (%). Vse vrednosti so izražene na suho snov. a\ 00, a\ <4 in § C M ■c 1—1 ° 5 u o 00 in m ri o, TT T) § C M 'G '—1 ° S3 o o O* .-h" a\ CO 00 -н >-H (4 ^ ^ 0,3 % in CBD < 0,5 % in se uporablja v medicinske namene, kemotip II pri katerem je razmerje med THC in CBD približno enaka in kemotip III kjer je vsebnost THC < 0,3 % in prevladuje predvsem vsebnost CBD, to uporabljajo v predelavi za vlakna in v prehrani (de Meijer in sod., 2003). Pozneje so določili še dva druga kemotipa in sicer kemotip IV, ki vsebuje visoko vsebnost kanabinoida CBG > 0,3 % in CBD > 0,5% in kemotip V, kjer je večina kanabinoidov v zanemarljivih količinah (Pacifico in sod., 2008). Segregacijske analize potomcev štirih družin F1 generacije in desetih potomcev F2 generacije so nakazale model, da je razmerje CBD/THC značilno vezano s potomstvom posamezne linije, ki ga določa lokus B z 2 kodominantnima aleloma. Po tem modelu določa kemotip visokega deleža CBD ali THC homozigotno stanje alelov, medtem ko heterozigotnost omogoča mešani kemotip z določenim deležem tako CBD kot THC (de Meijer in sod., 2003). Žlahtnjenje navadne konoplje vedno bolj poteka v smeri nizke vsebnosti THC (< 0,2 %) in visoke vsebnosti CBD v navadni konoplji za različne medicinske namene. Z markerji, ki so povezani s kemotipom konoplje, lahko uspešno izvajamo selekcijo rastlin z visoko vsebnostjo THC, ter na podlagi tega izvajamo žlahtnjenje konoplje v smeri visoke vsebnosti CBD (Saletijn, 2015). Za določanje kanabinoidov so razvili različne metode kemotipizacije in genotipizacije. Najbolj pogoste metode so plinska kromatografija, tekočinska kromatografija ter molekularni markerji. Plinska ali tekočinska kromatografijo se uporabljata predvsem za določitev kemotipa, vendar ga s tekočinsko kromatografijo določimo natančneje. Za najbolj natančno določanje pa se uporabljajo DNA markerji povezani z geni, ki kodirajo THCA in/ali CBDA sintazo. Najbolj proučena izmed njih sta SCAR markerja dominantni D589 (Staginnus in sod. 2014) in kodominantni B1080/ B1192 (Pacifico in sod., 2006; Welling in sod., 2016). Sawler in sod. (2015) so z genotipizacijo (GBS -genotyping by sequencing) 124 genotipov konoplje različnih kemotipov ugotovili, da so akcesije z višjo vsebnostjo THC produkt križanj modernih komercialnih virov in domačih genotipov (landraces), medtem ko genotipi navadne konoplje vključujejo dednino evropsko-azijskega porekla in modernih sort. Prav tako so določili jasno ločnico med genotipi z višjo in nižjo vsebnostjo THC. Van Bakel in sod. (2011) so s sekvenciranjem DNA in RNA določili večjo aktivnost genov, vključenih v sintezo kanabinoidov pri indijski konoplji imenovani Purple Kush kot pri finski sorti navadne konoplje Finoli, medtem ko je med Finolo in USO 31 (sorta navadne konoplje) le malo razlik v številu ponovljivih genov kanabinoidne encimatske poti. 3 KANABIDIOL (CBD) IN DELTA-9-TETRAHIDROKANABINOL (THC) Kanabidiol (CBD) in njegov prekurzor kanabidiolna kislina (CBDA) sta dva glavna kanabinoida, ki nista psihoaktivna. CBD ima pri ljudeh antikonvulzivne, antivnetne, antipsihotične in antioksidativne farmakološke učinke. Pomaga pri zdravljenju nevroloških in nevrodegenerativnih bolezni kot so epilepsija, Parkinsonova bolezen, Alzheimeijeva bolezen, multipla skleroza, Huntingtonova bolezen in amiotrofična lateralna skleroza (Hofmann in Frazier, 2013). CBD ima sposobnost preprečevanja škodljivih učinkov konoplje in lahko zmanjša neželene učinke THC (Russo in Marcu, 2017). Deluje antibakterijsko in antiglivično in močno deluje proti bakteriji Staphylococcus aureus (Apendino in sod., 2008). Delta-9-tetrahidrokanabinol (THC) je glavna psihoaktivna molekula v konoplji in hkrati tudi najbolj preučevana (Bhattacharyya in sod., 2010). Zaradi vezave z receptorjema CB1 in CB2 vpliva na spastičnost, apetit, bolečino, umirjenost in razpoloženje pri ljudeh. Je tudi bronhodilatator, nevroprotektor in ima 20-krat večjo protivnetno moč kot aspirin (Russo in Marcu, 2017). Po drugi strani pa lahko povzroča dodatne psihotične učinke, anksioznost in pomanjkanje spomina. Prav tako je lahko pri redni uporabi konoplje z visoko vsebnostjo THC odgovoren za povečano tveganje za razvoj shizofrenije (Bhattacharyya in sod., 2010). Sinteza CBD in THC je katalizirana s serijo sintaznih encimov. V zadnjem koraku pride do pretvorbe kanabigerolne kisline (CBGA) bodisi v tetrahidrokanabinolno kislino (THCA) s pomočjo THCA sintaze, THCA se nato dekarboksilira v THC, bodisi v kanabidiolno kislino (CBDA) s pomočjo CBDA sintaze, ki ji sledi dekarboksilacija v CBD (Stiasna in sod., 2015). Nekatere študije navajajo, da lahko CBD v in vitro pogojih v kislem okolju izomerizira v THC, vendar pa ne obstajajo dokazi, da bi se to lahko zgodilo tudi pri ljudeh (Russo in Marcu, 2017). Kanabinoidi imajo regulacijski učinek na endokanabinoidni sistem pri ljudeh ter pozitivno vplivajo na številne psihopatološke procese s tem, da se vežejo na receptorje CB1 in CB2. THC se močno veže na receptoije, medtem ko ima CBD manjšo afiniteto za vezavo (Russo in Marcu, 2017). Formuli molekul CBD in THC sta prikazani na sliki 1. Kanabidiol Delta-9-tetrahidrokanabinol Slika 1: Formuli molekul CBD in THC Čeprav naj bi bil THC glavni dejavnik, ki je odgovoren za učinke konoplje, so v številnih študijah dokazali, da na njeno delovanje vplivajo tudi druge snovi v rastlini, ena od teh snovi je CBD. Če sta hkrati v telesu prisotna tako CBD kot THC, ima lahko CBD antagonističen učinek na THC s tem, ko zmanjšuje anksioznost (tesnobo) pri ljudeh, medtem ko jo, če je v telesu prisotna samo molekula THC, spodbuja. CBD ima nasprotne nevrološke učinke kot THC (Zuardi in sod., 2006, Bhattacharyya in sod., 2010). Na podlagi razmerja med vsebnostjo THC:CBD je možno določiti posamezne odmerke za paciente na individualni ravni, glede na postavljeno diagnozo in stopnjo bolezni. Največji napredek na področju zdravljenja ljudi s kanabinoidi so dosegli v Izraelu, kjer so leta 2015 s konopljo zdravili že okrog 23.000 ljudi (Janatova in sod., 2018). 3.1 Sorte navadne konoplje (Cannabis sativa ssp. sativa L.) v Sloveniji in vsebnost kanabinoidov (CBD in THC) Zaradi pozitivnih učinkov konoplje na zdravje ljudi gre vse več raziskav v smeri žlahtnjenja in iskanja genotipov konoplje z visoko vsebnostjo CBD in nizko vsebnostjo THC. Raziskave so do sedaj potekale predvsem na indijski konoplji, kjer je vsebnost THC višja od 0,2 %, kar pomeni, da se lahko v nekaterih državah goji samo za raziskovalne namene. Navadna konoplja v večini primerov vsebuje nizko vsebnost CBD (2-4 %) oz. kanabinoidov na splošno, vendar pa je razmerje med CBD in THC še vedno okrog 10:1. Sorte konoplje, ki imajo delež CBD > 12 % (v času cvetenja), imajo tudi delež THC > 0,3 % in jih je v skoraj vseh državah Evropske unije prepovedano gojiti (Mead in sod., 2017), z izjemo parih evropskih držav, kjer je dovoljena uporaba indijske konoplje v medicinske namene in pa tudi v rekreativne namene. Gojenje in pridelava indijske konoplje sta na Nizozemskem dovoljena s strani Ministrstva za zdravje, regulirano pa imajo tudi uporabo indijske konoplje v rekreativne namene. Pridelava je dovoljena tudi na Češkem, kjer jo je poleg tega dovoljeno na recept predpisati pacientom. Pacientom je dovoljeno indijsko konopljo predpisati še v Veliki Britaniji in v Švici. Do delne dekriminalizacije indijske konoplje je prišlo še v Nemčiji, Makedoniji in na Poljskem (Janatova in sod., 2018). Na Evropski sortni listi je do sedaj za gojenje dovoljenih 69 sort navadne konoplje (Plant ..., 2018). V Sloveniji lahko kmetje gojijo konopljo, če zaprosijo za dovoljenje gojenja konoplje na Ministrstvu za kmetijstvo gozdarstvo in prehrano Republike Slovenije (Pravilnik ..., 2018). Od leta 2015 do 2017 so bile v Sloveniji po površini pridelave najpogostejše sorte konoplje kot so: Feodra 17, USO 31, KC Dora, Tiborszallasi in Finola (Čeh in sod., 2017). Večinoma so francoske in madžarske sorte konoplje ter ena finska sorta, ki so namenjene za pridobivanje olja, vlaken, za krmo živali in prehrano ljudi (Tehnologija ..., 2018), z vsebnostjo THC < 0,2 %. Flajšman in sod. (2016) so v poljskem poskusu Biotehniške fakultete preučevali morfološke in tehnološke lastnosti navadne konoplje pri 7 sortah in sicer Fedora 17, Santhica 27, Futura 75, KC Dora, Finola, Kompolti hibrid TC in Monoica. Med drugimi so izvedli tudi analizo vsebnosti kanabinoidov CBD in THC s HPLC (High-performance liquid cromatography). Vse zgoraj naštete sorte spadajo v skupino kemotip III. Ugotovili so, da sta imeli najvišjo vsebnost CBD sorti Monoica (0,27 %) in KC Dora (0,21 %), najnižjo vsebnost pa sorta Santhica 27 (0,07 %). Ostale sorte so imele vsebnost okrog 0,15 %. V poskusu so izmerili dokaj nizke koncentracije CBD. Vsebnosti THC so bile pri istih sortah od pet do šestkrat nižje od vsebnosti CBD. Sorte z večjim številom ženskih socvetij so bolj primerne za pridobivanje CBD. 4 ZAKLJUČEK Konoplja vsebuje različne bioaktivne snovi, najbolj pomembni med njimi so kanabinoidi. Ti imajo številne zdravilne učinke na človeško telo in njegov endokanabinoidni sistem. Znanstvene raziskave potekajo predvsem v smeri kliničnih raziskav učinkov kanabinoidov (CBD in THC) na različne nevrološke procese. Večina raziskav je narejenih na indijski konoplji, ki ima vsebnost THC višjo od 0,2 %, gojenje takšne konoplje pa v Sloveniji ni dovoljeno. Vse več raziskav gre tudi v smeri žlahtnjenja navadne konoplje z ugodnim razmerjem med CBD in THC za medicinske namene, ter v smeri povezav različnih kemotipov in genotipov konoplje. Ugotovili smo, da natančne raziskave na področju določanja vsebnosti CBD in ostalih kanabinoidov v različnih sortah navadne konoplje iz Evropske sortne liste posebej niso bile narejene oz. so bile meritve za nekatere sorte narejene postransko in zato rezultati niso povsem optimalni. Zato bo potrebnih še kar nekaj raziskav za določanj e optimalne vsebnosti CBD v različnih genotipih navadne konoplje ter odbira in vzgoja rastlin z višjo vsebnostjo CBD. 5 VIRI IN LITERATURA Appendino G., Gibbson S., Giana A., PAgani A., Grassi G., Stavri M. Antibacterial cannabinoids from Cannabis sativa : a structure-activity study. Journal of Natural Products. 2008; 71: 1427-1430. Bhattaacharyya S., Morrison P. D., Fusar-Poli P., Martin-Santos R., Borgwardt S., Winston-Brown T., Nosarti C., O' Carroll C. M., Seal M., Allen P., Mehta M. A., Stone J. M., Tunstall N., Giampietro V., Kapur S., Murray R. M., Zuardi A. W., Crippa J. A., Atakan Z., McGuire P. K. Opposite Effects of Д-9-tetrahiydrocannabinol and Cannabidiol on Human Brain Function and Phychopatholoy. Neuropsychopharmacology. 2010; 35: 764-774. Bocsa I., Mathe P., Hangyel L. Effect of nitrogen on tetrahydrocannabinol (THC) content in hemp (Cannabis sativa L.) leaves at different positions. Journal of Industrial Hemp. 1997; 4: 80-81. Čeh B., Čremožnik B., Kolenc Z. Sorte konoplje z EU sortne liste v Sloveniji- površina, pridelek stebel in vsebnost eteričnega olja. Hmeljarski bilten. 2017; 24: 99-108. De Meijer E. P. M., Bagatta M., Carboni A., Crucitti P., Moliterni V. M. C., Ranalli P., Mandolino G. The inheritance of chemical phenotype in Cannabis sativa L. Genetics. 2003; 163 (1): 335-346. Flajšman M., Jakopič J., Košmelj K., Kocjan Ačko D. Morfološke in tehnološke lastnosti sort navadne konoplje (Cannabis sativa L.) iz poljskega poskusa Biotehniške fakultete v letu 2016. Hmeljarski bilten. 2016; 23: 88-104. Hillig K. W., Mahlberg P. G. A chemotaxonomic analysis of cannabinoid variation in Cannabis (Cannabaceae). American Journal of Botany. 2004; 91(6): 966-975. Hillig K. W. Genetic evidence for speciation in Cannabis (Cannabaceae). Genetic Resources and Crop Evolution. 2005; 52: 161-180. Hofmann M. E., Frazier C. J. Marijuana, endocannabinoids and epilepsy: Potential and challanges for improved terapeutic intervention. Experimental Neurology. 2013; 244: 43-50. Janatova A., Frankova A., Tlustoš P., Hamouz K., Božik M., Klouček P. Yield and cannabinoids contents in different cannabis (Cannabis sativa L.) genotypes for medical use. Idustrial Crops and Production. 2018; 112: 363-367. Kocjan Ačko D. Poljščine: pridelava in uporaba. Kmečki glas, Ljubljana. 2015; 187 s. Mead A., D. J., M. LL. The legal status of cannabis (marijuana) and cannabidiol (CBD) under U.S. law. Epilepsy and Behavior. 2017; 70: 288-291. Mechoulam R., in Hanuš L. Cannabidiol: an overview of some shemical and pharmacological aspects. Part I: chemical aspects. Chemistry and Physics of Lipids. 2002; 121: 35-43. Namdar D., Mazuz M., Ion A., Koltai H. Variation in the compositions of cannabinoid and terpenoids in Cannabis sativa derived from inflorecence position along the stem and extraction methods. Industrial Crops and Products. 2018; 113: 376-382. Pacifico D., Miselli F., Carboni A., Moschella A., Mandolino G. Time course of cannabinoid accumulation and chemotype development during the growth of Cannabis sativa L. Euphytica. 2008 160; 231-240. Pacifico D., Miselli F., Mischeler M., Carboni A., Ranalli P., Mandolino G. Genetics and marker-assisted selection on the chemotype in Cannabis sativa L. Molecular Breeding. 2006; 17: 257-268. Plant variety database- European Commission. Dostopno na: http://ec.europa.eu/food/plant/plant_propagation_material/plant_variety_catalogues_dat abases/search/public/index.cfm?event=SearchVariety&ctl_type=A&species_id=240&va riety_name=&listed_in=0&show_current=on&show_deleted (oktober 2018) Pollio A. The name of Cannabis: A short guide for nonbotanists. Cannabis and cannabinoid research. 2016; 1.1: 234-238. Pravilnik o pogojih za pridobitev dovoljenja za gojenje konoplje in maka. 2018. Ur. l. RS, št. 40/11. Dostopno na: http://www.pisrs.si/Pis.web/pregledPredpisa?id=PRAV10544 (oktober 2018) Russo E. B. in Marcu J. Cannabis pharmacology: The usual suspect and a few promising leads. Advances in Pharmacology. 2017; 80: 67-134. Saletijn E. M. J., Zhang Q., Amaducci S., Yang M., Trindade L. M. New developments in fiber hemp (Cannabis sativa L.) breeding. Industrial Crops and Products. 2015; 68: 3241. Sawler J., Stout J. M., GardnerK. M., Hudson D., Vidmar J., Butler L., Page J. E., Myles S. The genetic structure of marijuana and hemp. Plos one. 2015; 1-9. Schultes R.E., Klein W. M., Plowman T., Lockwood T. E. Cannabis: an example of taxonomic neglect. Botanical Museum Leaflers Harvard University. 1974; 23: 337-367. Staginnus C, Zorntlein S, de Meijer E. A PCR marker linked to a THCA synthase polymorphism is a reliable tool to discriminate potentially THC-rich plants of Cannabis sativa. L. J Forensic Sci. 2014; 59: 919-926. Stiasna K., Presinszka M., Vyhnanek T., Trojan V., Mrkvicova E., Hrivna L., Havel L. 2015. Analysis of genes from cannabinoid biosynthetic pathway. Dostopno na: https://www.researchgate.net/profile/Tomas_Vyhnanek3/publication/283715294_analys is_of_genes_from_cannabinoid_biosynthetic_pathway/links/56446b0208ae9f9c13e450 8c/analysis-of-genes-from-cannabinoid-biosynthetic-pathway.pdf (oktober2018) Tehnologija pridelave industrijske konoplje. Kmetijsko gozdarska zbornica Slovenije, Ljubljana. 2016; 9 s. The Plant List 2013. Dostopno na: http://www.theplantlist.org/ (oktober 2018) Van Bakel H., Stour J. M., Cote A. G., Tallon C. M., Sharpe A. G., Hughes T. R., Page J. E. The draft genome and transcriptome of Cannabis sativa. Genome biology. 2011; 17 str. Vanhove W., Surmont T., Van Damme P., De Ruyver B. Yield and turnover of illicit indoor cannabis (Cannabis spp.) production. Forensic Science International. 2012; 212: 158-163. Welling M. T., Liu L., Shapter T., Raymond C. A., King G. J. Caracterisation of cannabinoid composition in a diverse Cannabis sativa L. germplasm collection. Euphytica. 2016; 208: 463-475. Zuardi A. W., Crippa J. A., Hallak J. E., Moreira F. A., Guimaraes F. S. Cannabidiol, a Cannabis sativa constituent, as an antipsyhotic drug. Brazilian Journal od Medical and Biological Research. 2006; 39 (4): 421-429. VPLIV STRESA NA TVORBO TERPENOFENOLNIH SPOJIN -KANABINOIDOV V NAVADNI KONOPLJI (Cannabis sativa L.) Jan Jurij ERŽEN1 in Darja KOCJAN AČKO2 Pregledni članek / review article Prispelo / received: 22. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 17. december 2018 Izvleček Konoplja (Cannabis sativa L.) od preloma tisočletja ponovno pridobiva na pomenu kot vsestranska industrijska in prehranska rastlina, v zadnjih letih pa je tudi raziskovana kot zdravilna rastlina, in sicer zaradi smole, ki vsebuje kanabinoidno zmes tetrahidrokanabinola (THC) in kanabidiola (CBD). Njun pomen za človeka in sodobno fitoterapijo je neizpodbiten. Kemijska analitika smole omogoča jasno poznavanje razmerij farmacevtsko pomembnih spojin. Omejujoči dejavniki okolja določajo uspešnost rasti in tvorjenje sekundarnih metabolitov - kanabinoidov, ki so sestavni del žleznih trihomov ženskega socvetja. Poznavanje dejavnikov, ki vplivajo na fiziologijo in biokemične odzive rastline, so sestavni del ekonomsko upravičljive pridelave socvetij konoplje za farmacevtske in kozmetične namene. Ključne besede: konoplja, Cannabis sativa, smola, žlezni trihomi, THC, CBD, fitoterapija, okoljski dejavniki, sekundarni metabolizem, kemotip EFFECTS OF STRESS ON THE FORMATION OF TERPENOPHENOLIC COMPOUNDS - CANNABINOIDS IN HEMP (Cannabis sativa L.) Abstract From the start of the new millennia, hemp (Cannabis sativa L.) gains importance as a versatile industrial and food crop. In the last few year's research has moved forward on the medicinal properties of cannabinoid rich resin containing the most important two cannabinoids tetrahydrocanabinol (THC) and cannabidiol (CBD). Evidence for their importance for human phytotherapy is accumulating. Chemical analysis of resin content allows us precise quantification of the constituents and their respected ratios enabling identification of chemically important compounds. The environmental limiting factors dictate plant growth success and the final chemical composition of glandular trichomes of female inflorescences. Understanding the parameters, that affect physiology and biochemical responses of 1 Študent, Oddelek za agronomijo, Jamnikarjeva 101, Oddelek za agronomijo, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, Slovenija, e-naslov: jan.jurij.erzen@gmail.com 2 Doc. dr., isti naslov, e-naslov: darja.kocjan@bf.uni-lj.si the plant are necessary for the economically viable production of cannabis flowers intended for various pharmaceutical and cosmetic applications. Key words: hemp, Cannabis sativa, resin, glandular trichomes, THC, CBD, phytotherapy, enviromental factors, secondary metabolism, chemotype 1 UVOD Na aktivnost sekundarnega metabolizma pri rastlinah vplivajo različni zunanji stresni signali, ki povzročijo odziv različnih prilagoditvenih mehanizmov (Taiz, 2010). Abiotski oziroma okoljski dejavniki odločilno vplivajo na fiziološke in biokemične procese. Medsebojna povezanost obeh vrst procesov v rastlini povzroči razporejanje energije za tvorbo primarnih in sekundarnih spojin. V stresnih okoliščinah rastline nehajo vlagati energijo v tvorbo primarnih gradnikov rastlinskih tkiv, celičnih sten, maščobnih kislin in proteinov ter jo preusmerijo v tvorbo bolj zahtevnih obrambnih komponent. Med stresne dejavnike prištevamo temperaturni stres, fotosintetski stres in tvorbo repelentnih aromatičnih snovi ob napadu herbivorov (Herms and Mattson, 1992). Rastline imajo mehanizme in načine odzivanja na stresne dejavnike, mesto tvorbe sekundarnih spojin pa je odvisno od rastlinske vrste. Količina in stopnja izraženosti posameznih sekundarnih spojin sta genetsko in okoljsko pogojeni, pri čemer večji stresni signali povečajo njihovo akumulacijo (Siegler, 2012). Rastline se z žleznimi trihomi branijo in reagirajo v skladu s stresnimi signali, ki jih prejemajo iz okolja. Pri konoplji, sorodnici hmelja iz družine konopljevk (Cannabaceae) in rodu koprivovk (Urticales), ni bilo opravljenih veliko raziskav glede vpliva abiotskih dejavnikov na sestavo in produkcijo kanabinoidov (Hazekamp, 2016). Redke študije se posvečajo vplivu posameznega stresnega dejavnika, kar zakriva možnost podrobnega razumevanja pri tvorbi trihomov, smolnatih žleznih izcedkov, v katerih se akumulirajo kanabinoidi. Ker v naravi na procese v rastlini pogosto vpliva sočasno več stresnih dejavnikov, kot so intenziteta svetlobe, višja temperatura, nizka zračna vlaga in sušni stres, to otežuje jasno kvantifikacijo vpliva posamičnega dejavnika na sestavo obrambnih spojin. V znanstveni literaturi so glede abiotskih dejavnikov v povezavi s tvorbo kanabinoidne smole mnenja deljena, posamezne raziskave so mestoma pripeljale do nasprotujočih dognanj. V študiji kanadskih raziskovalcev so ugotavljali, da povečevanje dušika negativno vpliva na končno vsebnost kanabidov ob žetvi (Small, 2015), obratno pa je ugotovila ob žetvi madžarskih sort madžarska raziskovalna skupina (Bosca 1998). V prispevku bomo predstavili nekaj glavnih vplivov okolja in njihove znane učinke. 2 OBRAMBNE FUNKCIJE TRIHOMOV KONOPLJE Konopljini trihomi predstavljajo širok spekter obrambnih mehanizmov rastline, ki jih lahko razdelimo glede na osnovno funkcijo: • filtriranje škodljivih valovnih dolžin sončnega sevanja, • preprečevanje izsuševanja ali hlajenja listne površine, • preprečevanje premikanja insektov po nadzemnih delih rastline, • privabljanje ali odvračanje insektov in preprečevanje prehranjevanja herbivorov, • preprečevanje vzpostavljanja glivičnih in bakterijskih kolonij z inhibiranjem njihove rasti. 2.1 Sestava trihomov Znano je, da trihomi pri večini višjih rastlin prevzemajo več obrambnih funkcij hkrati. Enako velja za žlezne trihome konoplje. Trihomi konoplje so kemično zelo raznovrstni smolnati izcedki epidermalnih žlez konoplje, ki tvorijo kompleksno zmes terpenofenolnih spojin, izhajajočih iz dveh biosinteznih poti - malonilne in malonske (Fellermeier, 2001). Vsaka od njih tvori enega od prekurzorjev geranil pirofosfat in olivetol, ki skupaj tvorita CBG - kanabigerol, prekurzor vsem kanabinoidom, z izjemo kanabinola CBN, ki je znan kot razpadni produkt THC, CBD in drugih (El Sohly, 2005; Florez-Sanchez, 2008). Različne molekule kanabinoidov absorbirajo specifične valovne dolžine svetlobe, oddajajo različne aromatične spojine ter sestavljajo bolj in manj trpežne strukture trihomov (Clarke, 1981). 3 OKOLJSKI DEJAVNIKI TVORBE KANABINOIDOV 3.1 Vpliv dolžine cvetenja na vsebnost kanabinoidov Rastlina konoplje je zaradi svoje izjemne fenotipske plastičnosti najdena v vseh geografskih širinah našega planeta. Od ekvatorja do 60. poldnevnika najdemo različne podvrste konoplje, prilagojene na različne klimate (Hillig, 2005; Chandra, 2009). Kljub temu da je v večini primerov rastlina enoletnica, lahko v ekvatorialnih temperaturnih in svetlobnih razmerah postane trajnica (Clarke in Merlin, 2013). Tako je v ekvatorialnih območjih najdena Cannabis sativa L. spp. sativa, znana po daljšem obdobju cvetenja in slabšem fotoperiodičnemu odzivu ter višjem odstotku THC v nadzemnih delih in socvetjih (Bazzaz, 1975). V subekvatorialnih pasovih, kjer so razlike med dnevom in nočjo jasno poudarjene, bolje uspeva Cannabis sativa L. spp. indica, kjer je čas cvetenja krajši zaradi prilagajanja na krajšo rastno sezono. Temu primerno je odstotek vsebnosti kanabinoidov na socvetjih manjši vendar bolj raznolik. V severnih območjih Finske in Rusije pa poznamo podvrsto Cannabis sativa L. spp. ruderalis, katere posebnost je neodzivnost na fotoperiodo. Prehod iz vegetativnega razvoja v generativnega je pri tej podvrsti vnaprej določen s starostjo rastline in ne s krajšanjem dneva (Hillig, 2005). Rastline z antociani, fenoli, tanini, karotenoidi, stilbeni, kumarini in navsezadnje tudi kanabinoidi branijo svoje rastne in reproduktivne organe (Florez-Sanchez, 2009). Spodbujanje proizvodnje sekundarnih metabolitov je pri prehranskih in zdravilnih rastlinah pomemben vidik, ki lahko močno vpliva na produktivnost posamezne rastlinske vrste. Znano je, da so rastline, ki doživljajo stresne dejavnike v okolju, bogatejše v hranilih in učinkovitejše za prehranske potrebe posameznika (Brandt, 2001). 3.2 Vpliv dolžine osvetljenosti Genotipi podvrst konoplje sativa, indica in ruderalis reagirajo na krajše ali daljše dobe osvetljenosti z različno tvorbo kanabinoidov (Potter, 2009). Večja gostota osvetljenosti vpliva na tvorbo krajših internodijev in na gostejši cvetni nastavek, kar poveča količino biomase, na kateri se nahajajo kanabinoidi (Russo, 2011). Ker so fotosintetski produkti prekurzoj v sintezni poti kanabinoidov, se z daljšim osvetljevanjem v času cvetenja tvori več tistih, ki so nujni za sintezo sekundarnih spojin terpenov in fenolov. Tako ruderalis, ki ni fotoperiodično občutljiva podvrsta, cveti pod daljšim svetlobnim režimom (18 ur svetlobe in 6 ur teme) in tvori več primarnih in sekundarnih metabolitov, kar pomeni več smole v povezavi s povečano maso socvetij (Potter, 2014). Podobno so ugotovili za šentjanževko, pri kateri večja fotosintetska aktivnost vpliva na večjo sintezo hipericina ob povečanju biomase (Mosaleeyanon, 2005). Povezave med omenjenimi interakcijami so kompleksne in zahtevajo nadaljnja znanstvena preučevanja, ki bi teze potrdila ali zavrgla. 3.3 Vpliv UV žarkov na kanabinoidni profil trihomov Pomen sestave valovnih dolžin svetlobe je bil ugotovljen s preučevanjem škodljivih UV žarkov, ki so pokazali znaten vpliv na sintezo THC. To se ujema s spoznanji o večji vsebnosti bioaktivnih snovi v rastlinah, ki se nahajajo v višjih gorskih območjih (Zhang, 2008; Jansen, 1998 ). V raziskavi pa UV sevanje ni imelo vpliva na količino trihomov na splošno, ampak predvsem na sestavo, ki je bila nagnjenja k večji sintezi THC (Lydon, 1987). 3.4 Vpliv sušnega stresa Znana funkcija žleznatega trihoma pri rastlinah je prekrivanje nadzemnih delov z namenom preprečevanja izsuševanja površine rastlinskih tkiv (Lusa, 2015). Konopljini trihomi služijo podobnemu evolucijskemu prilagoditvenemu namenu. Konoplja, ki raste v sušnem podnebju, je v primerjavi z deževnimi območji proizvajala manjše količine kanabinoidov, predvsem THC, saj ima v deževnih sezonah na voljo več vode za rast in ne potrebuje zaščite pred izsušitvijo. Zadostna preskrbljenost z vodo pomeni tudi, da bo rastlina manj vlagala v sekundarne metabolne procese (Pate, 1983). Nasprotno pa je primerjava osojnega in prisojnega hriba v maroškem hribovju je pokazala manjše količine smole tam, kjer je bil vdor vlažnega zraka iz morja večji (Bouquet, 1950). 3.5 Vpliv povečane koncentracije CO2 Dodajanje CO2 je pogost ukrep v cvetličarski in vrtnarski industriji za hitrejši in večji pridelek (Lavola, 1994). Ker so vplivi dodajanja CO2 dokazani na različnih rastlinskih modelih in je komercialna uporaba tega inertnega plina čedalje pogostejša, je vredno omeniti vpliv, ki ga CO2 nudi gradnikom sekundarnih metabolitov. Dodajanje CO2 konoplji v rastnih komorah je znatno povečalo kapaciteto fotosinteznega aparata za fiksacijo ogljika in zvišalo saturacijske nivoje (Chandra, 2008). Povečanje fotosinteze pomeni povečanje kapacitete rastline za fiksacijo ogljikovih skeletov in tvorbo produktov sekundarnega metabolizma (Akula, 2011). Zaradi tega preide v sintezne korake sekundarnega metabolizma več prekurzorskih molekul, ki vplivajo na večjo sintezo kanabinoidov. Ker so terpeni in fenoli organske molekule, sestavljene iz ogljikovih skeletov, ki prihajajo kot intermediarni produkti biosintezne poti, ki poteka v kloroplastu, je dodajanje večjih koncentracij CO2 kot prekurzorja za večjo aktivnost fotosinteze posledično omogočalo tudi več gradnikov za tvorbo smole. 3.6 Vpliv tal Nasprotujoči izsledki študij na področju vplivov tal na tvorbo kanabinoidov nudijo različne interpretacije. Raziskan je predvsem vpliv dušika (Bosca, 1998), medtem ko so ostali elementi raziskani v manjšem obsegu. Različni izsledki dajejo nasprotujoče podatke o vplivu dušika, saj so študije glede na določene večje ali manjše odmerke dušika poročale tako o povečevanju kot zmanjševanju vsebnosti THC. Poročila o vplivu fosforja in kalija so maloštevilna, vendar je opažena pozitivna korelacija med povečevanjem gnojilnih odmerkov in povečevanjem sinteze kanabinoidov (Pate,1999), prav tako so znani vplivi težkih kovin na povečanje THC (Linger, 2005). Vsekakor pa so vplivi tal slabo raziskani, poleg tega raziskave za zdaj niso dale jasnih in enoznačnih rezultatov. 3.7 Vpliv napada/privabljanja insektov Napad škodljivcev in s tem povezan metabolični odziv rastlin je natančno raziskal Acamovic (2005). Rastline konoplje izločajo vrsto metabolitov kot obrambni odziv na signale vdora v organizem, ki se prenašajo preko mehanskih poškodb (McPartland, 2000). Različni genotipi konoplje tvorijo raznolike terpenske profile, ki imajo odvračalni vpliv na obnašanje insektov (Regnault-Roger, 1997). 3.8 Vpliv prisotnosti patogenov Patogeni delujejo kot elicitoiji signalov za obrambno reakcijo rastline na molekularni ravni. Spregledan vidik pri raziskavah je vpliv endogeno naseljenih organizmov - endofitov, ki nudijo dodatni imunski odziv rastlinskemu gostitelju. Izolacija in identifikacija teh gliv bi pomenila nove možnosti uravnavanja imunskega odziva rastline. Rezultati raziskav Phomopsisa na konoplji so pokazali razlike v sestavi kanabinoidov ob interakciji z glivnim patogenom (McPartland, 1984). To lahko povzroči večjo odpornost rastline na bolezni ali pa izzove njen sekundarni metabolizem in pripelje do večje proizvodnje kanabinoidov (Kusari in sod., 2013). 4 ZAKLJUČKI Rastne razmere, ki zadostijo potrebam konoplje, so prisotne v večini zemeljskih ekosistemov. Glavni dejavniki, kot so temperatura, zračna vlaga, prehranjenost tal, količina padavin, vplivajo tako na primarne kot tudi sekundarne procese v rastlini in predstavljajo pomembno točko preučevanja v naslednjih desetletjih, saj je potrebno zapolniti vrzeli, ki so nastale v času stigmatizacije rastline kot škodljive prepovedane droge. Okoljski dejavniki in poznavanje okoliščin tvorbe smole je vidik, ki v zadnjih letih prihaja v ospredje zaradi potreb po izobraževanju javnosti in ločevanja med navadno in indijsko konopljo. Pridelovanje rastlin za pridobivanje kozmetičnih, prehranskih ali farmacevtskih substanc zahteva nadaljnja raziskovanja na nivoju laboratorijskih in poljskih poskusov. Raziskave, ki bi omogočile standardizacijo sort konoplje in procesov pridelave in predelave, bodo v prihodnosti pridobivale na pomenu skupaj drugimi vzpenjajočimi vejami industrije, kozmetike in farmacije. 5 VIRI IN LITERATURA Acamovic, T., & Brooker, J. D. Biochemistry of plant secondary metabolites and their effects in animals. Proceedings of the Nutrition Society, 2005; 64(3), 403-412. Akula, R., & Ravishankar, G. A. Influence of abiotic stress signals on secondary metabolites in plants. Plant signaling & behavior, 2011; 6(11), 1720-1731. Brandt, K., & M0lgaard, J. P. Organic agriculture: does it enhance or reduce the nutritional value of plant foods?. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2001; 81(9), 924931. Chandra, S., Lata, H., Khan, I. A., & Elsohly, M. A. Photosynthetic response of Cannabis sativa L. to variations in photosynthetic photon flux densities, temperature and CO2 conditions. Physiology and Molecular Biology of Plants, 2008; 14(4), 299-306. Clarke, R. C., & Merlin, M. D. Cannabis: evolution and ethnobotany. Univ of California Press. 2013; 465p. Clarke, R. C. Marijuana botany: An advanced study: The propagation and breeding of distinctive cannabis. Ronin publishing, 1981; 197p. ElSohly, M. A., & Slade, D. Chemical constituents of marijuana: the complex mixture of natural cannabinoids. Life sciences, 78(5), 2005; 539-548. Flores-Sanchez, I. J., & Verpoorte, R. Secondary metabolism in cannabis. Phytochemistry reviews, 7(3), 2008; 615-639. Gershenzon, J. Changes in the levels of plant secondary metabolites under water and nutrient stress. Phytochemical adaptations to stress Springer, Boston, MA, 1984; 273320. Gorelick, J., & Bernstein, N. Elicitation: An underutilized tool in the development of medicinal plants as a source of therapeutic secondary metabolites. In Advances in agronomy, 124, Academic Press, 2014; 201-230. Hazekamp, A., Tejkalova, K., & Papadimitriou, S. Cannabis: from cultivar to chemovar II—a metabolomics approach to Cannabis classification. Cannabis and Cannabinoid Research, 1(1), 2016; 202-215. Herms, D. A., & Mattson, W. J. The dilemma of plants: to grow or defend. The quarterly review of biology, 67(3), 1992; 283-335. Hillig, K. W. Genetic evidence for speciation in Cannabis (Cannabaceae). Genetic Resources and Crop Evolution, 52(2), 2005; 161-180. Jansen, M. A., Gaba, V., & Greenberg, B. M. Higher plants and UV-B radiation: balancing damage, repair and acclimation. Trends in plant science, 3(4), 1998; 131-135. Kusari, P., Kusari, S., Spiteller, M., & Kayser, O. Endophytic fungi harbored in Cannabis sativa L.: diversity and potential as biocontrol agents against host plant-specific phytopathogens. Fungal diversity, 60(1), 2013; 137-151. Latta, R. P., & Eaton, B. J. Seasonal Fluctuations in Cannabinoid Content of Kansas Marijuana. Economic Botany, 1975; 153-163. Lanyon, V. S., Turner, J. C., & Mahlberg, P. G. Quantitative analysis of cannabinoids in the secretory product from capitate-stalked glands of Cannabis sativa L.(Cannabaceae). Botanical Gazette, 142(3), 1981, 316-319. Lavola, A., & Julkunen-Tiitto, R. The effect of elevated carbon dioxide and fertilization on primary and secondary metabolites in birch, Betula pendula (Roth). Oecologia, 99(3-4), 1994; 315-321. Linger, P., Ostwald, A., & Haensler, J. Cannabis sativa L. growing on heavy metal contaminated soil: growth, cadmium uptake and photosynthesis. Biologia plantarum, 49(4), 2005; 567-576. Lusa, M. G., Cardoso, E. C., Machado, S. R., & Appezzato-da-Gloria, B. Trichomes related to an unusual method of water retention and protection of the stem apex in an arid zone perennial species. AoB PLANTS, 2015; 7. Lydon, J., Teramura, A. H., & Coffman, C. B. UV-B radiation effects on photosynthesis, growth and cannabinoid production of two Cannabis sativa chemotypes. Photochemistry and Photobiology, 46(2), 1987; 201-206. McPartland, J. Pathogenicity of Phomopsis ganjae on Cannabis sativa and the fungistatic effect of cannabinoids produced by the host. Mycopathologia, 87(3), 1984; 149-153. McPartland, J. M., Clarke, R. C., & Watson, D. P. Hemp diseases and pests: management and biological control: an advanced treatise. CABI, 2000; 272s. Mosaleeyanon, K., Zobayed, S. M. A., Afreen, F., & Kozai, T. Relationships between net photosynthetic rate and secondary metabolite contents in St. John's wort. Plant Science, 169(3), 2005; 523-531. Pate, D. W. Chemical ecology of Cannabis. Journal of the International Hemp Association, 2(29), 1994; 32-37. Pate, D. W. The phytochemistry of Cannabis: its ecological and evolutionary implications. Advances in hemp research. Food Product Press, New York, 1999; 21-42. Potter, D. J. Cannabis horticulture. Handbook of Cannabis; Pertwee, RG, Ed.; Oxford University Press: Oxford, UK, 2014; 65-88. Regnault-Roger, C. The potential of botanical essential oils for insect pest control. Integrated Pest Management Reviews, 2(1), 1997; 25-34. Russo E.B. Taming THC: potential cannabis synergy and phytocannabinoid-terpenoid entourage effects. British Journal of Pharmacology, 163,2011; 1344-1364. Small, E. Evolution and classification of Cannabis sativa (marijuana, hemp) in relation to human utilization. The Botanical Review, 81(3), 2015; 189-294. Seigler, D. S. Plant secondary metabolism. Springer Science & Business Media, 2012; 759p. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plant physiology 5th Ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2010; 782p. Zhang, W. J., & Björn, L. O. The effect of ultraviolet radiation on the accumulation of medicinal compounds in plants. Fitoterapia, 80(4), 2009; 207-218. PREHRANSKA SESTAVA INDUSTRIJSKE KONOPLJE GLEDE NA SORTO Anita KUŠAR1, Marko FLAJŠMAN2, Darja KOCJAN AČKO3, Igor PRAVST4 in Barbara ČEH5 Izvirni znanstveni članek / scientific article Prispelo / received: 15. 10. 2018 Sprejeto / accepted: 10. 11. 2018 Izvleček Industrijska konoplja (Cannabis sativa L. var. sativa) predstavlja aktualno popestritev sodobnih jedilnikov zaradi svoje ugodne prehranske sestave. Vsebuje prehransko pomembne beljakovine in maščobe z ugodno maščobnokislinsko sestavo. V raziskavi je bil preučevan vpliv sorte na prehransko sestavo semen konoplje, pridelanih v bločnem poljskem poskusu v letu 2017 v Ljubljani. Obravnavanih je bilo 9 različnih sort: Fedora 17, KC Dora, Santhica 27, Kompolti hibrid TC, Monoica, Futura 75, Helena, Tiborszallasi in USO 31. Rezultati kažejo na dokazljive razlike med sortami v pridelku surovih beljakovin in maščob na enoto pridelave ter v vsebnosti maščob, medtem ko ni dokazanih razlik med sortami v vsebnosti beljakovin. Vsebnost surovih beljakovin je bila med 19,0 % in 22,6 %, vsebnost maščob pa med 18,2 % in 28,6 %. Z vidika prehranske sestave in pridelka surovih beljakovin oz. maščob (kg/ha) so se kot najbolj ustrezne sorte v poskusnih razmerah pokazale sorte Futura 75, Tiborszallasi in KC Dora. Ključne besede: industrijska konoplja, Cannabis sativa, prehranska sestava semena, beljakovine, maščobe 1 Doc. dr., Inštitut za nutricionistiko, Tržaška cesta 40, 1000 Ljubljana, e-pošta: anita.kusar@nutris.org 2 Asist. dr., Biotehniška fakulteta, Jamnikarjeva 101, 1000 Ljubljana, e- pošta: marko.flajsman@bf.uni-lj.si 3 Doc. dr., isti naslov, darja.kocjan@bf.uni-lj.si 4 Prof. dr., Inštitut za nutricionistiko, Tržaška cesta 40, 1000 Ljubljana, e-pošta: igor.pravst@nutris.org 5 Dr., Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, Cesta Žalskega tabora 2, 3310 Žalec, e-pošta: barbara.ceh@ihps.si NUTRITIONAL COMPOSITION OF HEMP IN RELATION TO THE VARIETY Abstract Hemp (Cannabis sativa L. var. sativa) represents the current improvement of modern diets because of its favorable nutritional composition. It contains nutritionally important proteins and oil with a favorable fatty acid composition. The study examined the influence of the variety on the nutritional composition of hemp seeds produced in a field experiment in 2017 in Ljubljana, where nine different varieties were used: Fedora 17, KC Dora, Santhica 27, Kompolti hybrid TC, Monoica, Futura 75, Helena, Tiborszallasi and USO 31. The results indicated that there are differences between varieties in the yield of crude proteins and fats per unit of production and in the content of fat, while the varieties did not prove to be different in protein content. The crude protein content was between 19.0 % and 22.6 % and the fat content was between 18.2 % and 28.6 %. From the point of view of the nutritional composition and yield of raw proteins/fats (kg/ha), the varieties Futura 75, Tiborszallasi and KC Dora turned out to be the most interesting varieties in the conditions of the experiment in 2017. Key words: hemp, Cannabis sativa, nutritional composition of seeds, proteins, fats 1 UVOD Konopljina semena imajo pomembno mesto v sodobni prehrani, saj so bogat vir nenasičenih maščobnih kislin, beljakovin, prehranskih vlaknin ter nekaterih vitaminov in mineralov (Kriese in sod., 2004; Leizer in sod., 2000; Callaway in sod., 2004; Galasso in sod., 2016, Mattila in sod., 2018). Vsebujejo 25 do 35 % maščob, 20 do 30 % beljakovin, 20 do 30 % ogljikovih hidratov, od tega 10 do 15 % prehranskih vlaknin, od vitaminov predvsem A in E, od mineralov pa magnezij, baker, cink in železo. Za konopljine beljakovine je značilna ugodna aminokislinska sestava; semena namreč vsebujejo tudi esencialne aminokisline, po svoji sestavi pa so precej podobne beljakovinam živalskega izvora in so dobro prebavljive (Russo in Reggiani, 2015; Vonapartis in sod., 2015; Aluko, 2017). Konopljino olje pa odlikuje ugodna maščobno-kislinska sestava, predvsem visoka vsebnost nenasičenih maščob; običajno jih vsebuje več kot 80 % (Vonapartis in sod., 2015; Aluko, 2018). Med nenasičenimi maščobami v konopljinem olju je največ linolne kisline (omega-6), v pomembnem deležu pa sta zastopani tudi a-linolenska (omega-3) in oleinska kislina (omega-9) (Dulf in sod., 2005; Vonapartis in sod., 2015; Aluko, 2017). V sodobni prehrani je pomembno nadomeščanje nasičenih maščob z nenasičenimi, saj to prispeva k nižjim vrednostim holesterola v krvi, kar zmanjšuje tveganje za razvoj bolezni srca in ožilja (Kris-Etherton in sod., 2002; Mišurcova in sod, 2011; Orsavova in sod., 2015). V prehrani ima konopljino olje pomembno vlogo tudi zaradi ugodnega razmerja med linolno in a-linolensko kislino (Dulf in sod., 2006), ki je opredeljeno v razmerjih med 3:1 in 5:1 (EFSA, 2009). V sodobni prehrani je omenjeno razmerje pogosto precej višje, predvsem zaradi uživanja olj s prevladujočo linolno kislino (omega-6), kar povečuje tveganje za razvoj številnih nenalezljivih bolezni, tudi srčno-žilnih bolezni (Simopoulos, 2008; Gomez Candela in sod., 2011). Raziskave pridelovanja industrijske konoplje v različnih evropskih državah in drugod po svetu kažejo na to, da je prehranska sestava semen močno odvisna od sorte in agrotehničnih dejavnikov (Galasso in sod., 2016; Kriese in sod. 2004; Vogl in sod., 2008; Mölleken in sod., 2000), zato je vključevanje vrednotenja prehranske sestave eden od pomembnih parametrov pri preizkušanju sort za pridelovanje. V raziskavi, ki smo jo zastavili v letu 2017, smo želeli primerjati prehranske lastnosti različnih sort konoplje, pridelane v naših agroekoloških razmerah na isti lokaciji. 2 MATERIAL IN METODE 2.1 Vzorci semena devetih različnih sort navadne konoplje Vzorce semena devetih različnih sort konoplje smo pridobili iz poljskega poskusa v letu 2017, zasnovanega v okviru ciljnega raziskovalnega projekta »V4-1611 Pridelava industrijske konoplje (Cannabis sativa L.) v Sloveniji« na laboratorijskem polju Biotehniške fakultete v Ljubljani. Poskus je bil postavljen kot bločni poljski poskus v treh ponovitvah, kjer smo izvedli 3 gostote setve (100, 200 in 300 kalivih semen/m2) in vključili 9 sort konoplje: Fedora 17, KC Dora, Santhica 27, Kompolti hibrid TC, Monoica, Futura 75, Helena, Tiborszallasi in USO 31. Poskusno polje je bilo jeseni 2016 preorano do globine 20 do 25 cm, pred setvijo spomladi 2017 pa dopolnilno obdelano z vrtavkasto brano do globine 10 cm. Velikost osnovne parcele je bila 3 x 6 m (18 m2). Setev je bila izvedena 19. maja 2017 s poskusno parcelno sejalnico Plotman PM proizvajalca Wintersteiger (Avstrija). Pred setvijo smo glede na rezultate analize tal opravili založno gnojenje s 500 kg/ha NPK 0-14-28 in 260 kg/ha KANa. Med rastjo posevka nismo dognojevali in nismo zatirali plevelov. Vzorce semena smo pobrali v času tehnološke zrelosti, in sicer od 28. septembra do 3. oktobra 2017. Vzorci semen za posamezno sorto so bili v vsakem bloku združeni po gostotah setve in dostavljeni v laboratorij Inštituta za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, kjer so opravili kemijske analize. 2.2 Vremenske razmere v času poljskega poskusa v Ljubljani V maju 2017 je padlo manj padavin kot v dolgoletnem povprečju, tudi temperatura je bila nekoliko nižja. V juniju je padlo relativno veliko padavin (150 mm), razporeditev je bila neenakomerna, temperatura pa je bila več kot 2 stopinji nad povprečjem. V juliju, ki je bil tudi nadpovprečno topel, je padlo le 73 mm padavin, kar pa ni imelo opaznih posledic na razvoj rastlin. V avgustu je padlo manj kot polovica povprečnih padavin (samo 60 mm), temperatura je bila 2,2 stopinji nad povprečjem. September je bil nekoliko hladnejši od dolgoletnega povprečja in nadpovprečno moker, saj je padlo kar 347 mm padavin, od tega večina (97 %) do 20. septembra (slika 1). Slika 1: Povprečne mesečne temperature in vsote padavin za mesece v času izvedbe poljskega poskusa v letu 2017 ter za obdobje 1985 - 2015 v Ljubljani (ARSO, 2018) 2.3 Določanje vlage v vzorcih semena Vsebnost vlage so določali v laboratoriju IHPS po metodi SIST EN ISO 665:2001. 5 g vzorca konopljinih semen so zatehtali v aluminijasto posodo in jo dali v sušilnik, ogret na 102 - 104 °C za 3 h. Zaprte posode so ohladili na sobno temperaturo v eksikatorju in jih stehtali. Z ohlajenimi semeni so ponovili postopek sušenja za 1 h, jih ponovno stehtali in po ugotovitvi enakih mas zaključili, da so bila semena popolnoma suha. Iz razlike mas so izračunali vsebnost vlage, ki so jo upoštevali pri vseh ostalih parametrih pri izračunih vsebnosti na suho snov. Vse določitve so bile narejene v dveh ponovitvah. 2.4 Določanje vsebnosti maščob in maščobnokislinske sestave Vsebnost maščob in maščobnokislinsko sestavo so določali v laboratoriju IHPS po Soxhletu (SIST EN ISO 659:1998). Semena so zmleli v mlinčku do granulacije velikosti pod 2 mm. 10 g zmletega vzorca so prenesli v bučko, ki so jo opremili s Soxhletovim aparatom in dodali 150 ml topila heksan (Sigma-Aldrich). Ekstrakcijo so izvajali 6 ur. Topilo so odstranili iz vzorca s sušenjem pri 105 - 107 °C do konstantne mase. Iz razlike mas so izračunali vsebnost maščob. Vse določitve so bile narejene v treh ponovitvah. S pomočjo plinske kromatografije so določili kvalitativno in kvantitativno sestavo esencialnih ter neesencialnih maščobnih kislin po njihovi derivatizaciji v metilne estre, v skladu z metodo SIST EN ISO 12966:2015). 2.5 Določanje vsebnosti beljakovin v vzorcih semena Vsebnost beljakovin so v laboratoriju IHPS določali po metodi Analytica-EBC, 3.3.1. Pri tem so uporabljali reagente podjetja Sigma-Aldrich. 1g zmletega vzorca so prenesli v razklopne kivete, dodali 10 g katalizatorske zmesi (Se:CuSO4:Na2SO4 = 6:6:375) in 20 ml 98 % H2SO4. Sledil je razklop pri 110 °C 4 h. Ohlajeni razklopni zmesi so dodali raztopino NaOH (450 g/l) in destilirali. Destilat so uvajali v raztopino H3BO3 (20 g/l) z dodatkom indikatorja bromkrezol zeleno. Sledila je titracija z 0,5 M raztopino HCl. Iz porabe kisline in ob upoštevanju ustreznega faktorja (14) so izračunali vsebnost beljakovin v vzorcu. Vse meritve so bile narejene v treh ponovitvah. 2.6 Statistična analiza Statistično analizo smo izvedli s programom R (R core Team, 2016). Kjer je bil ugotovljen vpliv sorte na merjeno odzivno spremenljivko, smo razlike med povprečji preverili z Duncan-ovim testom (p<0,05). 3 REZULTATI Z RAZPRAVO Raziskava je pokazala, da na vsebnost surovih beljakovin v konopljinih semenih sorta ni imela značilnega vpliva (p=0,316). Vsebnost surovih beljakovin je bila med 19,0 in 22,6 % (preglednica 1). V primerjavi z razpoložljivimi rezultati drugih raziskav je vsebnost nekoliko manjša (Anwar in sod., 2006; Vonapartis in sod., 2015; Galasso in sod., 2016), prav tako tudi v primerjavi z našo preliminarno raziskavo iz leta 2016, ko so bile vrednosti najmanj 22,4 in največ 28,8 % (Kušar in sod., 2017). Navedeno dejstvo kaže na to, da je na vsebnost surovih beljakovin pomembno vplivalo leto pridelave. Rezultatov vsebnosti surovih beljakovin med obema letoma ni mogoče med seboj neposredno primerjati, saj je šlo v letu 2016 zgolj za preliminarno raziskavo, ki je vključevala vrednotenje semen navadne konoplje, pridelanih na različnih lokacijah in v različnih razmerah. Ker v letu 2018 raziskavo iz leta 2017 nadaljujemo, bomo v prihodnje na podlagi analize semen iz 2018 lahko ovrednotili tudi vpliv leta pridelave na preučevane parametre. Dodatno ugotavljamo, da so se sorte značilno razlikovale po pridelku surovih beljakovin na enoto pridelave (p<0,001); kot najbolj produktivna se je pokazala sorta Futura 75 (173 kg/ha), sledijo pa ji sorte Helena (102 kg/ha), Tiborszallasi (92 kg/ha), KC Dora (80 kg/ha) in Kompolti hibrid TC (73 kg/ha). Najmanj beljakovin na enoto pridelave smo pridelali s sortama Santhica 27 (60 kg/ha) in USO 31 (39 kg/ha). Preglednica 1: Vsebnost in pridelek surovih beljakovin ter maščob v semenih industrijske konoplje iz poskusa v Ljubljani v letu 2017 (% oz. kg/ha, povprečje ± standardna napaka) Sorta Vsebnost surovih beljakovin (%) Pridelek surovih beljakovin (kg/ha) Vsebnost maščob (%) Pridelek maščob (kg/ha) KC Dora 21,0 ± 0,2 79,8 ± 0,8 cd* 26,4 ± 1,1 ab* 100,3 ± 4,1 c* Fedora 17 21,9 ± 1,6 73,3 ± 5,2 de 25,2 ± 0,2 b 84,3 ± 0,7 d Futura 75 22,6 ± 2,7 172,9 ± 20,9 a 28,6 ± 0,5 a 218,1 ± 3,9 a Helena 20,8 ± 0,8 102,3 ± 3,9 b 25,6 ± 0,9 ab 125,7 ± 4,3 b Kom. hibrid 20,0 ± 1,4 72,7 ± 5,0 de 27,2 ± 1,5 ab 99,0 ± 5,3 c Monoica 20,1 ± 0,4 59,0 ± 1,1 e 26,7 ± 1,1 ab 78,3 ± 3 d Santhica 27 21,3 ± 1,6 59,7 ± 4,5 e 18,2 ± 3,6 d 51,0 ± 10,1 e Tiborszallasi 21,1 ± 2,5 91,6 ± 10,9 bc 28,2 ± 0,8 a 122,8 ± 3,6 b USO 31 19,0 ± 1,6 39,0 ± 3,3 f 21,6 ± 1,8 c 44,19 ± 3,7 e * p<0,001; p-vrednosti vpliva V nasprotju s surovimi beljakovinami je bil vpliv sorte na vsebnost maščob značilno pomemben (p<0,001). Semena so vsebovala med 18,2 in 28,6 % maščob (preglednica 1). Največ maščob je vsebovala sorta Futura 75 (28,6 %), sledijo sorte Kompolti hibrid TC (27,2 %), Monoica (26,7 %) in Helena (25,6 %). Najmanj maščob sta vsebovali sorti USO 31 (21,6 %) in Santhica 27 (18,2 %). Ugotavljamo, da je bila tudi vsebnost maščob, v primerjavi z rezultati preliminarne raziskave iz leta 2016, ko so semena vsebovala med 32,5 in 37,7 % maščob (Kušar in sod., 2017), v semenih, pridelanih v letu 2017, bistveno manjša. Prav tako je bila vsebnost podpovprečna v primerjavi z rezultati drugih raziskav, v katerih so primerjali različne sorte oz. genske vire konoplje (Kiralan in sod, 2010; Vonapartis in sod., 2015, Galasso in sod, 2016). V nadaljevanju raziskovalnega dela bomo ovrednotili tudi vpliv leta pridelave na vsebnost maščob v semenih navadne konoplje, s čimer bomo dobili več informaciji glede tega parametra. Sorte pa so se med seboj značilno razlikovale tudi po pridelku maščob na enoto pridelave. Dokazljivo največji pridelek maščob je imela sorta Futura 75 (218 kg/ha), sledijo pa ji sorte Helena (126 kg/ha), Kompolti hibrid TC (99 kg/ha) in KC Dora (110 kg/ha). Preglednica 2: Vsebnost skupnih nenasičenih maščob in nekaterih izbranih nenasičenih maščob v semenih navadne konoplje (%, povprečje ± standardna napaka), pridelane v poskusu v Ljubljani v letu 2017, ter razmerje med linolno (omega-6) in a-linolensko kislino (omega-3) Sorta Nenasičene maščobe (%) a-linolenska kisl. omega-3 (%) Linolna kislina, omega-6 (%) Oleinska kislina, omega-9 (%) ra 6 : ra 3 KC Dora 84,3 ± 1,1 ab*1 16,2 ± 0,6 ab*2 52,2 ± 0,4 ab*2 13,5 ± 0,2 bc*2 3,2 : 1 ab*2 Fedora 17 80,3 ± 2,6 abcd 12,5 ± 1,8 bc 49,5 ± 2,2 abc 15,1 ± 1,5 abc 4,0 : 1 abc Futura 75 85,5 ± 0,9 ab 16,3 ± 0,3 ab 52,8 ± 0,7 ab 14,0 ± 0,1 bc 3,2 : 1 ab Helena 79,4 ± 2,9 abcd 13,4 ± 1,7 bc 48,5 ± 2,5 abc 15,1 ± 1,3 abc 3,7 : 1 abc Kom.hibrid 76,8 ± 7,1 bcd 11,8 ± 3,7 bc 45,2 ± 6,3 bc 17,3 ± 3,0 ab 4,0 : 1 bc Monoica 81,9 ± 2,5 abc 13,6 ± 1,7 abc 49,9 ± 2,1 abc 15,9 ± 1,2 abc 3,7 : 1 abc Santhica 27 71,8 ± 4,3 d 9,4 ± 1,8 c 42,7 ± 3,7 c 17,0 ± 1,6 abc 4,6 : 1c Tiborszallasi 87,6 ± 0,4 a 18,2 ± 0,3 a 53,9 ± 0,5 a 13,2 ± 13,2 c 3,0 :1 a USO 31 74,1 ± 10,0 cd 11,1 ± 5,7 c 42,7 ± 8,6 c 18,4 ± 4,3 a 4,2 : 1 bc 1,1 p<0,01; *2p<0,05; p-vrednosti vpliva sorte na sestavo semena Konopljina semena so dober vir nenasičenih maščobnih kislin, ki imajo pomembno vlogo v prehrani, predvsem z vidika nadomeščanja nasičenih maščob z nenasičenimi (Dulf in sod., 2006; Orsavova in sod., 2015). Skupna vsebnost nenasičenih maščob je bila v semenih, pridelanih v letu 2017, med 71,8 in 87,6 % (preglednica 2). Razlike med sortami so precejšnje, vendar na to kažejo tudi rezultati drugih raziskav (Vogl in sod., 2004; Orsavova in sod., 2015; Galasso, 2016). Med nenasičenimi kislinami v konopljinih semenih je v največjem deležu zastopana linolna kislina (omega-6), sledita pa ji še a-linolenska kislina (omega-3) in oleinska kislina (omega-9). Omenjene nenasičene maščobne kisline imajo varovalno vlogo pri preprečevanju bolezni srca in ožilja, zato je priporočljivo, da le te predstavljajo večji del zaužitih maščob s prehrano (Kris-Etherton in sod., 2002; Mišurcova in sod, 2011). Največji delež linolne in a-linolenske kisline so v našem poskusu vsebovale sorte Tiborszallasi (53,8 %; 18,2 %), Futura 75 (52,8 %; 16,3 %) in KC Dora (52,2 %; 16,2 %), oleinske kisline pa sorti USO 31 (18,4 %) in Kompolti hibrid TC (17,3 %) (preglednica 2). Variabilnost v vsebnosti omenjenih nenasičenih maščobnih kislin je bila ugotovljena tudi v drugih podobnih raziskavah, ki so preučevale vpliv genotipa na maščobno-kislinsko sestavo pri konoplji (Vogel in sod., 2004; Galasso in sod., 2016; Anwar in sod., 2006). Pri preučevanju maščobno-kislinske sestave ima pomembno vlogo tudi razmerje med omega-3 in omega-6 maščobnimi kislinami, ki je pri konopljinem olju ugodnejše v primerjavi z nekaterimi drugimi rastlinskimi olji, kot so na primer sončnično, koruzno in nekatera druga olja (Dulf in sod.; Orsavova in sod., 2015). Tudi pri tem parametru se kažejo razlike med sortami; razmerje je precej variabilno, to je med 3:1 do 4,6:1 (preglednica 2). Dokazano je, da so v prehrani najbolj priporočljiva živila z razmerjem omega-6 in omega-3 v vrednosti 3:1 do 5:1 (EFSA, 2009), kar pomeni, da v naveden rang po svoji maščobno-kislinski sestavi sodijo vse preučevane sorte. Najbolj ugodno razmerje med obravnavanimi sortami so dosegle sorte Tiborszallasi (3:1), KC Dora (3,2:1) in Futura 75 (3,2:1). 4 ZAKLJUČEK Z vidika prehranske sestave in pridelka surovih beljakovin oz. maščob (kg/ha) so bile v poskusu v Ljubljani v letu 2017 najbolj ustrezne sorte Futura 75, Tiborszallasi in KC Dora. Med temi sortami sta Futura 75 in KC Dora glede uporabe namenjeni za pridelavo semen, Tiborszallasi pa pridelavi vlaken, vendar je očitno sorta univerzalna, torej tudi za pridelavo semen. Ker prehranska sestava v letu 2017 pridelanih semen bistveno odstopa od rezultatov v preliminarni raziskavi v letu 2016 in rezultatov iz drugih raziskav, bomo raziskavo ponovili na isti lokaciji v letu 2018 in rezultate primerjali med leti. Zahvala. Delo je bilo narejeno v okviru ciljnega raziskovalnega projekta V4-1611 Pridelava industrijske konoplje (Cannabis sativa L.) v Sloveniji. Financerjema MKGP in ARRS se najlepše zahvaljujemo. 5 VIRI IN LITERATURA Aluko R.E. Hemp Seed (Cannabis sativa L.) Proteins: Composition, Structure, Enzymatic Modification, and Functional or Bioactive Properties. V: Sustainable protein resources. Elsevier Academic Press Inc., San Diego. Nadathur S.R., Wanasundara J.P.D., Scalin L. (ur.). 2017; 121-132 Anwar F., Latifa S., Ashrafb M. Analytical Characterization of Hemp (Cannabis sativa) Seed Oil from Different Agro-ecological Zones of Pakistan. JAOCS. 2006; 83(4): 323329 ARSO. Agencija Republike Slovenije za okolje. Dostopno na: www.arso.gov.si (oktober 2018) Callaway J.C. Hempseed as a nutritional resource: An overview. Euphytica. 2004; 140: 6572 Dulf F.V., Bele C., Spinean S, Chedea V.S., Zegrean G., Socaciu C. Comparative studies on fatty acid fingerprint from total lipids and phytosterol esters of some edible plant oils. Buletin USAMV-CN. 2006; 62: 225-230 EFSA. Scientific Opinion of the Panel on Dietetic products, Nutrition and Allergies on a request from European Commission related to labelling reference intake values for n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids. The EFSA Journal. 2009; 1176: 1-11 Galasso I., Russo R., Mapelli S, Ponzoni E., Brambilla I.M., Battelli G., Reggiani R. Variability in seed traits in a collection of Cannabis sativa L. genotypes. Frontiers in Plant Science. 2016; 7(688): 1-9 Gomez Candela C., Bermejo Lopez L.M., Loria Kohen V. Importance of a balanced omega 6/omega 3 ratio for the maintenance of health: nutritional recommendations. Nutr. Hosp. 2011; 26: 323-329 Kiralan M., Gül V., Kara S.M. Fatty acid composition of hempseed oils from different locations in Turkey. Spanish Journal of Agricultural Research. 2010; 8(2): 385-390 Kriese U., Schumann E., Weber W., Beyer M., Bruhl L., Matthaus B. Oil content, tocopherol composition and fatty acid patterns of the seeds of 51 Cannabis sativa L. genotypes. Euphytica. 2004; 137: 339-351 Kris-Etherton P.M.; Harris W.S.; Appel L.J. Fish consumption, fish oil, omega-3 fatty acids, and cardiovascular disease. Circulation. 2002; 106: 2747-2757 Kušar A., Čeh B., Flajšman M., Kocjan Ačko D., Pravst I. Raznolikost hranilne sestave navadne konoplje (Cannabis sativa L. var. sativa). V: Novi izzivi v agronomiji 2017. Laško. Zbornik simpozija. 2017: 82-87 Leizer C., Ribnicky D., Poulev A., Dushenkov S., Raskin I. The composition of hemp seed oil and its potential as an important source of nutrition. Journal of Nutraceuticals, functional & medical foods. 2000; 2(4): 35-53 Mattila P., Mäkinen S., Eurola M., Jalava T., Pihlava J.M., Hellström J., Pihlanto A. Nutritional Value of Commercial Protein-Rich Plant Products. Plant Foods for Human Nutrition. 2018; 73: 108-115 Mišurcova L.; Vavra Ambrožova J.; Samek D. Seaweed lipids as nutraceuticals. Adv. Food Nutr. Res. 2011; 64: 339-355 Mölleken H., Mothes R., Dudek S. Quality of Hemp Fruits and Hemp Oil in Relation to the Maturity of the Fruits. Bioresource Hemp, Wolfsburg 13.-16. September 2000. 2000: 17 Orsavova J., Misurcova L., Ambrozova J.V., Vicha R., Mlcek J. Fatty Acids Composition of Vegetable Oils and Its Contribution to Dietary Energy Intake and Dependence of Cardiovascular Mortality on Dietary Intake of Fatty Acids. Int. J. Mol. Sci. 2015; 16: 12871-12890 R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2016. Dostopno na: https://www.R-project.org/ Russo R., Reggiani R. Evaluation of protein concentration, amino acid profile and antinutritional compounds in hemp seed meal from dioecious and monoecious varieties. Am. J. Plant Sci. 2015; 6: 14-22 Simopoulos, A.P. The importance of the omega-6/omega-3 fatty acid ratio in cardiovascular disease and other chronic diseases. Exp. Biol. Med. 2008; 233: 674-688 Vogl C.R., Mölleken H., Lissek-Wolf G., Surböck A., Kobert J. Hemp (Cannabis sativa L.) as a Resource for Green Cosmetics: Yield of Seed and Fatty Acid Compositions of 20 Varieties Under the Growing Conditions of Organic Farming in Austria. Journal of industrial hemp. 2004; 9(1): 51-68. Vonapartis E., Aubin M.P., Seguin P., Mustafa A.F., Charron J.B. Seed composition of ten industrial hemp cultivars approved for production in Canada. Journal of Food Composition and Analysis. 2015; 39: 8-12 ANALIZA MEHANSKIH LASTNOSTI VLAKEN, IZOLIRANIH IZ RAZLIČNIH SORT KONOPLJE Silvo HRIBERNIK1, Tanja KOS2, Marko FLAJŠMAN3 in Barbara ČEH4 Izvirni znanstveni članek / original scientific paper Prejeto / received: 22. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 17. december 2018 Izvleček V članku predstavljamo rezultate postopka izolacije vlaken iz različnih vrst konoplje, katerega cilj je pridobivanje elementarnih vlaken in ne vlaknatih snopov. Vlakna smo ločili iz stebla konoplje z uporabo postopka encimske goditve ter mehanske obdelave; razgradnjo pektina, tj. strukturnega polisaharida, ki se nahaja v primarni celični steni smo dosegli z encimsko obdelavo. Analizo finosti vlaken in nateznih lastnosti smo izvedli v skladu s standardnimi metodami z uporabo dinamometra, morfološko analizo površine vlaken pa z vrstičnim elektronskim mikroskopom. Morfologija vlaken po encimski obdelavi izkazuje širok nabor različnih površinskih artefaktov tako znotraj posamezne sorte, kot med vlakni različnih sort; mehansko ločevanje vlaken, ki je sledilo encimski obdelavi ni v celoti rezultiralo v popolni ločitvi snopov v elementarna vlakna in odstranitvi lignina. Analogno z mikroskopsko analizo tudi rezultati preskušanja mehanskih lastnosti izkazujejo širok raztros izmerjenih vrednosti; korelacija opažanj iz obeh metod nakazuje, da neenakomerna debelina vlaken in snopov vlaken pomembno vpliva na njihovo finost ter nadalje na njihovo obnašanje pri nateznih obremenitvah. Ključne besede: izolacija vlaken, površinska morfologija, natezna trdnost in raztezek 1 Dr., Laboratorij za obdelavo in preskušanje polimernih materialov, Fakulteta za strojništvo, Smetanova ulica 17, 2000 Maribor, Univerza v Mariboru, e-pošta: silvo. hribernik@um. si 2 Dipl. inž., isti naslov, e-pošta: tanja.kos@um.si 3 Dr., Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, Jamnikaijeva 101, 1000 Ljubljana, e-pošta: marko.flajsman@bf.uni-lj.si 4 Dr., Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, Cesta Žalskega tabora 2, 3310 Žalec, e-pošta: barbara.ceh@ihps.si ANALYSIS OF MECHANICAL PROPERTIES OF FIBRES, ISOLATED FROM DIFFERENT HEMP VARIETIES Abstract This study presents the results of fibre procurement from different hemp varieties, targeting the isolation of single fibres rather than fibrous agglomerates. In order to separate fibres from the whole plant, enzymatic retting and mechanical removal were employed. Pectin that connects bast fibres in hemp stalk is necessary to be removed in order to isolate single fibres; pectins are structural polysaccharides contained in the primary cell wall and their decomposition is usually achieved by enzyme action. Analysis of tensile properties and fineness of hemp fibres was conducted according to standardised methods with dynamometer, while morphological examination of hemp fibres was performed with an electron scanning microscope. Morphology of enzymatically-treated fibres showed a wide variety of structural features within one single variety, let alone when different varieties were compared; mechanical separation which followed enzyme treatment did not result in complete separation of fibres and removal of lignin. Analogous to visual investigation, mechanical analysis of enzyme-treated hemp bast fibres also shows a wide scattering of measured values of tensile properties; correlating these results with observed fibre morphology, the inhomogeneity of fibre agglomerate diameters was recognised as on one of the main factors influencing the fibre fineness and their behaviour during tensile tests. Key words: isolation of fibres, surface morphology, tensile strength and elongation 1 UVOD Konopljina vlakna izkazujejo vrsto uporabnih lastnosti; nizka gostota, zelo dobre fizikalno-mehanske lastnosti, poleg tega pa so zaradi svoje okoljske sprejemljivosti ter velike količine vlaken, ki jih je mogoče pridelati, zelo primeren vir materialov v bio-krožnem gospodarstvu. V tem pogledu je ponovna rast proizvodnje konoplje v Evropi povezana tudi z vse večjo potrebo po zamenjavi steklenih vlaken z naravnimi, bio-razgradljivimi vlakni v avtomobilski industriji ter v sektorju kompozitnih materialov. Na sliki 1a je prikazana proizvodnja konopljinih tehničnih vlaken v Evropi med letoma 2000 in 2016 (z okrog 34.500 ton je bilo v letu 2016 proizvedenih največ vlaken po letu 2000) ter površine, ki so bile zasajene s to kulturo, na sliki 1b pa deset držav, ki so bile največje proizvajalke konopljinih vlaken v letu 2016. Nam najbližja Avstrija je bila v letu 2016 na 7. mestu globalne lestvice proizvajalcev konopljinih vlaken, z okrog 3.270 ton (Food and Agriculture Organzation of the United Nations). Prikazana statistika pridelave konopljinih vlaken vključuje le tehnična vlakna, ki so rezultat mehanske predelave konopljinih stebel, medtem ko so, odvisno od aplikacije vlaken, potrebne še dodatne poobdelave (v primeru zagotavljanja potrebne kakovosti vlaken za tekstilne namene), predvsem pa predstavlja največji izziv sama izolacija vlaken iz stebel. V okviru projekta Pridelava industrijske konoplje (Cannabis sativa L.) v Sloveniji je ena od aktivnosti tudi analiza mehanskih lastnosti in morfoloških lastnosti vlaken, ki bo omogočila izbiro najprimernejših sort konoplje za nadaljnjo pridelavo vlaken. V ta namen je potrebno izvesti učinkovito izolacijo vlaken iz stebel ter zagotoviti kakovost le-teh, ki bo ustrezala namenjeni aplikaciji, tj. predelavi v tekstilne izdelke. Konopljina vlakna se ponašajo z vrsto pozitivnih in uporabnih lastnosti, zaradi katerih so zelo primerna za tekstilne aplikacije. Njihove mehanske lastnosti močno presegajo natezne trdnosti, ki jih izkazujejo bombažna vlakna, poleg tega pa so tekstilni izdelki iz konopljinih vlaken prijetni na otip in znatno prispevajo k toplotnemu udobju uporabnika; ker so ta vlakna odporna na delovanje mikrobov in razvoja plesni, so zelo priporočljiva za uporabo v toplih in vlažnih okoljih. Slika 1: a) rdeča črta predstavlja proizvodnjo konopljinih tehničnih vlaken (v tonah), modra črta predstavlja površine, zasajene s konopljo (v hektarjih), oboje med letoma 2000 in 2016 v Evropi; b) deset največjih proizvajalk konopljinih tehničnih vlaken na svetu v letu 2016 (v tonah) (FAOSTAT, Food and Agriculture Organization of the United Nations: http://www.fao.org/faostat/enMhome) V pričujočem članku bomo predstavili izvedbo izolacije vlaken iz stebel ter njihov vpliv na uporabne lastnosti; glavni cilj študije je priprava elementarnih vlaken. tj. ločitev tehničnih skupkov vlaken v posamezna vlakna in analiza njihovih mehanskih lastnosti, ki bodo indikator za njihovo primernost v tekstilnih procesih kot so predenje in tkanje. Namen predstavljene raziskave je pridobivanje vlaken iz različnih vrst konoplje, kjer je poudarek na izolaciji elementarnih vlaken oz. na ločevanju vlaknatih skupkov. 2 MATERIAL IN METODE Stebla različnih sort konoplje smo vzorčili v poljskih poskusih na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije (Žalec; IHPS) ter na Biotehniški fakulteti v Ljubljani (BF) v letu 2017. Poskus na poskusnem posestvu IHPS je bil posejan 3. maja 2017. Posejanih je bilo 12 sort konoplje. Tri tedne pred setvijo smo tla pobranali, da so vzniknili pleveli, ki smo jih z brananjem uničili tik pred setvijo, ko smo obenem vdelali gnojilo KAN v količini 70 kg/ha dušika (N). Količina semena za setev (60 kg/ha) je bila enaka za vse sorte, kakor tudi vsa ostala agrotehnika. Parcele so bile velike 3x3 m. Po setvi smo posevek povaljali in ga pokrili pred ptiči s kopreno do vznika konoplje. Prejšnji posevek so bile oljne buče. Poskus ni bil namakan. 11. avgusta smo poželi nadzemni del zgodnejših sort (brez robnih rastlin na parcelah v širini okrog 0,5 m): Fedora 17, KC Dora, USO 31, Finola in Santhica 27, 18. avgusta pa sorte: Monica, Tiborszallasi, Tisza, Kompolti hibrid TC, Ferimon, Carmagnola in Antal, in sicer ko so bile sorte v razvojni fazi začetek tvorjenja semen. Takoj smo izvedli vzorčenje stebel za namen analize vlaken. Poskus na BF je bil zastavljen kot bločni poljski poskus v treh ponovitvah, v katerega je bilo vključenih 12 sort konoplje, od tega 7 dvodomnih (Kompolti hibrid TC, Antal, Monoica, Marina, KC Dora, Tiborszallasi in Tisza) in 5 enodomnih (Futura 75, Fedora 17, USO 31, Santhica 27 in Helena). Setev je potekala 4. maja 2017 na medvrstno razdaljo 12,5 cm in pri setveni normi 300-400 rastlin/m2. Pred setvijo je bilo opravljeno gnojenje s 500 kg/ha NPK 0-14-28 in 260 kg/ha KAN-a. Velikost osnovne parcelice je bila 18 m2. Posevka med rastjo nismo dognojevali, plevelov nismo zatirali. Vzorčenje stebel je potekalo ročno 17. in 18. avgusta 2017. Stebla smo za namen analize za vlakna vzorčili iz sredinskih 4 m2 osnovne parcele. Postopek goditve z encimi smo izvedli z encimi Beisol PRO (CHT Benzema) skladno z njihovo recepturo. Postopek obdelave smo izvajali v aparatu Labomat (Mathis). V raztopini 2% neionskega pralnega sredstva (na osnovi maščobnih alkoholov) Sandoclean PC (Clariant), smo pripravili 4% raztopino encima pektinaze Beisol PRO. Glede na kopelno razmerje 1:15 smo preračunali potrebno količino kopeli. Raztopini smo uravnali pH na 8-9. Iz stebel smo odstranili liste in cvetove. Očiščena stebla smo narezali na krajše kose (10-15cm), jih stehtali in preračunali potreben volumen kopeli. Stebla konoplje smo obdelovali 15 min v raztopini encima pri temperaturi 55°C. Po 15 minutah smo povišali temperaturo na 85°C, ter podaljšali čas na 105 min pri nespremenjenih obratih (4 rpm). Po 1 h in 45 min smo vzeli vzorce iz Labomata in jih spirali najprej z destilirano vodo (60°C) ter nato še pod navadno tekočo vodo. Z uporabo preparirnih igel smo mehansko ločili še mokra vlakna; izolirana vlakna smo posušili na zraku. Izolacijo vlaken smo izvedli na naslednjih sortah: Fedora, Santhica, Futura 75, Santhica 27, Lipko, Carmagnola, CD Dora, Ferimon, Monoica, Kompolti hibrid, Tiborszallasi, Anthal, Uso 31, Fedora, G. Simba in Helena. Mikroskopsko analizo morfologije vlaken smo izvedli z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) Carl Zeiss FE-SEM Supra 35 VP. Izolirana vlakna konoplje smo pritrdili na aluminijaste nosilce z dvostranskim prevodnim ogljikovim trakom in jih analizirali pri pospeševalni napetosti U = 1 kV. Določanje mehanskih lastnosti in finosti (titer) vlaken je potekalo skladno s standardnimi metodami (določanje mehanskih lastnosti posameznih vlaken: SIST EN ISO 5079:1999 in določanje linearne gostote: SIST EN ISO 1973:1999). Finost smo določili na osnovi določanja lastne frekvence nihanja vlakna z uporabo aparata Vibroskop (Lenzing Instruments), pretržno silo in pretržni raztezek vlaken pa na aparatu Vibrodyn istega proizvajalca (vlakna z ustrezno predobtežbo vpnemo v prižeme v raztezamo do pretrga). Programska oprema ustvari grafični in številčni rezultat pretržnega raztezka, sile in specifične pretržne napetosti. Vsi vzorci so bili predtem klimatizirani, merjenje poteka na 20°C pri 65-odstotni vlažnosti. 3 REZULTATI Z RAZPRAVO Na sliki 2 so predstavljeni SEM posnetki encimsko izoliranih vlaken izbranih sort konoplje. Izkazana morfologija in površinska topografija vlaken je zelo heterogena; med predstavljenimi vlakni je velik razpon v dimenzijah, tj. premerom vlaken in površinskim izgledom - v nekaterih primerih izkazujejo vlakna izrazito fibriliramo površino (npr. vzorec Kompolti; slika 2i), pri nekaterih pa je razvidno, da pri mehanskem razvlaknjenju, ki je sledilo goditvi, vlakna še vedno vsebujejo ostanke drugih komponent stebla. Takšna morfologija in topografija izoliranih vlaken sta posledica uporabe relativno blagega postopka goditve z uporabo encimov, s katerim se želimo čim bolj približati postopkom, ki so najpogosteje uporabljeni v praksi, tj. biološka goditev. S postopkom goditve odstranimo pektin v parenhimni srednji lameli, ki povezuje vlakna z ličjem ter v primarni celični steni vlakna. Pektini so kompleks koloidnih kislinskih polisaharidov in njihova razgradnja skoraj vedno poteka encimsko (Bernava in sod., 2015). Slika 2: Vzdolžni videz izoliranih vlaken iz različnih vrst konoplje: a) Anthal; b) KC Dora; c) Fedora; d) Futura 75; e) Gorička Simba in f) Helena Slika 3: Vzdolžni videz izoliranih vlaken iz različnih vrst konoplje: a) Tiborszallasi; b) USO 31 in c) Kompolti Takšen način izolacije vlaken predstavlja tudi ekološko najbolj prijazno rešitev, saj bi s kemijskimi postopki goditve bolj obremenjevali okolje (v primeru obdelave velikih količin vlaken), vendar je očitno, da način goditve, ki smo ga uporabili v prvi fazi, ne daje želenih rezultatov v smislu zagotavljanja kakovosti vlaken, ki bi bila primerna za uporabo v tekstilnem sektorju. Poleg potencialnih težav, ki bi jih tako morfološko heterogena vlakna predstavljala v mehanskih postopkih predelave v prejo, lahko predvidimo, zaradi prisotnosti neceluloznih komponent, tudi zaplete pri postopkih plemenitenja in barvanja, tj. kemijskih postopkih poobdelave. Pretržne (mehanske) lastnosti vlaken smo določili z nateznim obremenjevanjem; zabeležili smo vrednosti natezne trdnosti ter raztezka ob pretrgu. Vrednosti teh parametrov so za različne vrste konopljinih vlaken, podane na slikah 4 in 5. Analogno s SEM posnetki izoliranih vlaken se tudi v primeru rezultatov določanja mehanskih lastnosti kaže velik raztros izmerjenih vrednosti za natezno trdnost in raztezek. Ob korelaciji teh rezultatov posameznih vzorcev vlaken z njihovo morfologijo lahko sklepamo, da je izrazita nehomogenost v premeru vlaken razlog za visoke vrednosti standardne deviacije. V nekaterih primerih, kot je razvidno iz mikroskopske analize, nam ni uspelo popolnoma ločiti vlaken, tj. pripraviti individualna/posamezna vlakna za določanje nateznih lastnosti, kar seveda v veliki meri vpliva najprej na določanje finosti takšnih vlaken ter posledično na njihovo obnašanje pri natezni obremenitvi (v primerjavi s posameznimi vlakni). Kljub temu lahko v tej fazi raziskave, s spremljanjem trenda nateznih lastnosti med posameznimi vzorci, sprejmemo določene zaključke: sorta Monoica izkazuje najvišje vrednosti natezne trdnosti v kombinaciji z raztezkom, ki se nahaja nekje v povprečju vseh določenih vrednosti. Izmerjene vrednosti, kljub visokem raztrosu, se nahajajo v rangu tistih, ki so navedene v literaturi (Sankari, 2000), v nekaterih primerih pa vrednosti, izmerjene v naši raziskavi, močno presegajo vrednosti, ki jih navajajo določeni avtorji (Sengloung in sod., 2008). Pri primerjavi različnih študij je seveda pomembno upoštevati velik vpliv, ki ga imata na določanje trdnosti vlaken, oblika vzorca oz. skupka vlaken ter pogoji testiranja (npr. uporabljene vpenjalne dolžine) (Rijavec in sod., 2017). Natezna trdnost [cN/tex] FEDORA - Žalec -1 SANTHICA - Žalec ^-1 FUTURA 75 ^-1 SANTHICA 27 ^-1 UPKO ^-1 CARMAGNOLA ■ Polzela ^-1 CK DORA- Polzela ^-1 FERIMON ■ Polzela ^-1 MONOICA ■ Polzela ^-i KC DORA - 2. množitev ^-1 KOMPLOT1 HIBRID ^-1 T1BORSZCLSI ^-1 ANTHAL ^-1 USO 31 ^-1 FEDORA ^-1 G SIMBA ^-1 HELENA ^-1 FUTURA ^-1 0 10 50 30 40 50 60 70 80 30 100 Slika 4: Rezultati določanja natezne trdnosti izoliranih vlaken konoplje Slika 5: Rezultati določanja raztezka izoliranih vlaken konoplje ob pretrgu Mehanske lastnosti podajajo deformacije, ki nastanejo zaradi delovanja zunanjih sil na snov. V realnih polimemih sistemih se pojavljajo elastične lastnosti trdnih snovi in lastnosti viskoznih tekočin istočasno. Če opišemo elastičnost s Hookovim zakonom in viskoznost z Newtonovim zakonom, govorimo o linearni visko-elastičnosti, saj je napetost oziroma strižna napetost v obeh slučajih sorazmerna deformaciji oziroma hitrosti deformacije: c = E -s (1) pri tem je: c - natezna napetost, s - raztezek, E - modul elastičnosti. Najpomembnejši in najlažje izvedljiv je natezni preizkus, kjer material raztezamo s konstantno hitrostjo do pretrga. Pri avtomatskem beleženju preizkusa dobimo krivuljo odvisnosti podaljška Al od naraščajoče sile F. Sila, ki deluje na vlakno, razvije v vlaknu ravnotežno protisilo oziroma napetost c = F/A (2) pri tem je: F - sila, A - površina in deformacijo (raztezek) s = Al/l0 (3) pri tem je: Al - sprememba dolžine vlakna, l0 - začetna dolžina vlakna. Konstruiramo lahko krivuljo napetost-deformacija a = f(s). Iz nje lahko poleg pretržnih lastnosti določimo tudi druge pomembne visko-elastične pokazatelje. Oblika krivulje a = f (s) je značilna za posamezno vrsto vlaken in je odvisna od molekulske in nadmolekulske strukture. Na potek krivulje vplivajo še vlažnost in temperatura okolja ter čas delovanja sile. a/s krivulje so pokazatelj določene strukturne ureditve vlaken. Potek krivulje a = f(s) je opisan s tremi področji različnih naklonov I, II in III na sliki 6. Slika 6: Krivulja odvisnosti napetosti od deformacije a = f (s) za vlakna Na sliki 6 je prikazana primerjava med modelom visko-elastičnega vlakna (črna linija) in izbranim primerom pretržne krivulje izoliranega konopljinega vlakna v naši raziskavi. Krivulja za modelna visko-elastična vlakna izkazuje v področju sorazmernosti, ki ustreza elastični deformaciji, bolj strm vzpon v primerjavi s konopljinim vlaknom, ki pri nizkih obremenitvah izkazuje skoraj linearno obnašanje, pri povišanju obremenitve, pa izkazuje krivulja za konopljina vlakna izrazit upor napram sili raztezanja. 4 ZAKLJUČEK Laboratorijska obdelava tehničnih vlaken konoplje z encimi se je izkazala kot obetavna metoda za delno ločevanje vlaknatih skupkov, vendar bo za zagotavljanje potrebne kakovosti vlaken za tekstilno predelavo potrebna tudi kemijska obdelava vlaken. Glede na izkazane natezne lastnosti, v testiranem naboru vlaken lahko kot sorte z najbolj obetavnimi mehanskimi lastnostmi izpostavimo Monoico, Kompolti hibrid, Simbo, KC Doro, Heleno in Futuro. V nadaljevanju projekta že izvajamo kemijsko alkalno po-obdelavo encimatsko obdelanih vlaken, s čimer bomo izboljšali postopek izolacije. Na takšen način bomo pridobili bolj homogena vlakna za samo izvedbo analiz, katerih rezultati bodo bolj nedvoumno razvrstili vrste konoplje v smislu njihovih mehanskih lastnosti. Predstavljeni rezultati bodo predstavljali podlago za empirično izbiro najprimernejših vrst konoplje v različnih sektorjih; od tradicionalne uporabe v tekstilnih izdelkih do uporabe v biokompozitih ter biomedicinskih aplikacijah. Zahvala. Avtorji se zahvaljujejo za finančno pomoč pri izvedbi projekta ''Pridelava industrijske konoplje (Cannabis sativa L.) v Sloveniji'' Javni agenciji za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije in Ministrstvu za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano. 5 VIRI IN LITERATURA Bernava A., Reihmane S., Strazds G. Influence of Pectinase Enzyme Beisol PRO on Hemp Fibres Retting. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. 2015; 64(1): 77-81. Food and Agriculture Organzation of the United Nations. www.faostat.org Rijavec T., Janjić S., Kocjan Ačko D. Revitalization of Industrial Hemp Cannabis sativa L. var. sativa in Slovenia: a Study of Green Hemp Fibres. Tekstilec. 2017; 60 (1): 36-48. Sankari H.S. Comparison of Bast Fibre Yield and Mechanical Fibre Properties of Hemp (Cannabis sativa L.) cultivars. Industrial Crops and Products. 2000; 11:73-84. Sengloung T., Kaveeta L., Müssig J. Physical Properties of Traditional Thai Hemp Fiber (Cannabis sativa L.). Journal of Industrial Hemp. 2008; 13(1): 20-36. SIST EN ISO 5079:1999. Textiles - Fibres - Determination of breaking force and elongation at break of individual fibres (ISO 5079:1995). Tekstilije - Vlakna -Ugotavljanje pretržne sile in pretržnega raztezka posameznih vlaken (ISO 5079:1995) SIST EN ISO 1973:1999. Textile fibres - Determination of linear density - Gravimetric method and vibroscope method (ISO 1973:1995). Tekstilna vlakna - Ugotavljanje dolžinske mase - Gravimetrična in vibroskopska metoda (ISO 1973:1995) POTREBNE DODELAVE NA UNIVERZALNEM KOMBAJNU ZA NATANČNO ŽETEV KONOPLJE Ivan PAHOLE1, Matej PAL2, Boštjan RAZBORŠEK3, Urban BELCA4 in Aleš BELŠAK5 Strokovni članek/ professional paper Prispelo / received: 25. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 10. december 2018 2018 Izvleček V zadnjem času se na naših njivah ponovno goji konoplja (Cannabis sativa L.) za industrijske namene. Zaradi nehomogenosti tal na posejanih njivah, žilavosti stebel v času zrelega semena, neenakomerne višine in majhnih površin predstavlja izziv spravilo njenega semena. Način spravila z uporabo obstoječe tehnike za spravilo žit predstavlja zelo velik izziv. Zaradi lastnosti stebel rastline je pri spravilu treba z obstoječo strojno tehniko upoštevati mnogo zahtevnejše pogoje. Pri tem je treba ustrezne konstrukcijsko-tehnološke parametre kombajna še posebej ovrednotiti, da se pri spravilu ne pojavljajo težave. V poskusu je bilo ugotovljeno, da višina reza in drugi tehnološki parametri nastavitve stroja določajo uspešnost spravila brez zastojev. V članku so predstavljene spremembe oziroma dodelava kombajna za žetev žit, ki so bile izvedene za uspešno žetev semena industrijske konoplje. Ključne besede: konoplja, spravilo semena, kombajn, dodelava strojev THE NECESSARY RECONSTRUCTION OF COMBINE FOR ACCURATE HARVESTING OF INDUSTRIAL HEMP SEED Abstract A hemp (Cannabis sativa L.) for industrial purposes belongs to field crops that has recently started to grow in Slovenia again. Due to different growing potentials of the field the plant is adequately rich in seeds and leaves, whereas, when grows on smaller fields, the harvest required a big challenge. The existing methods of harvesting cereals are not suitable for harvesting of hemp stems. Owing to special 1 Izr. prof., dr, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru, Smetanova 17, 2000 Maribor, e-pošta: ivan.pahole@um.si 2 Mag. inž. str., Kmetija Pal, Pal Marjan, Zlatoličje 96, Zlatoličje, 2205 Starše, e-pošta: matej .pal@gmail.com 3 Univ. dipl. gosp. inž., Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru, Smetanova 17, 2000 Maribor, e-pošta: bostjan.razboršek@um.si 4 Študent, e-pošta: belca.urban@gmail.com 5 Doc. dr, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru, Smetanova 17, 2000 Maribor, e-pošta: ales.belsak@um.si properties of the plant structure, it is necessary to consider very demanding conditions of harvesting with the existing machinery. Primarily, it is required to evaluate the relevant design- and technology-related parameters of machinery in order not to encounter problems during harvesting. In this study, it was confirmed that the cutting height and other combine processing parameters determine the success of the harvest without congestion. The article presents the modifications that were made to the combine for harvesting grain, so the harvest of industrial hemp was made at most successful way. Key words: hemp, seed harvesting, combine harvester, modifications on machinery 1 UVOD Konoplja je rastlina, ki ponuja množico različnih možnosti uporabe in predstavlja velik potencial kot nadomestna ali dopolnilna kultura tudi na s hranili skromno preskrbljenih tleh, na katerih rentabilno pridelavo kmetijskih rastlin morda ne bi pričakovali, še zlasti zato, ker se nizajo možnosti predelave različnih delov rastline v posebne produkte (Robinson, 2000; Robinson, 2016). Navajamo glavne značilnosti rastlin konoplje, ki so ključnega pomena pri zasnovi kombajnov za spravilo semena konoplje. Višina rastline glede na kulture, ki jih pogosteje srečujemo na naših njivskih površinah, je precej večja. Steblasta pokončna oblika z omejenimi stranskimi poganjki predstavlja obliko, ki uspeva v vrstni postavitvi z zamikom ali brez. Struktura stebla z usmerjenimi vlakni omogoča mehanske lastnosti, kot so večja trdnost in žilavost glede na druge rastline. Nekatere sorte konoplje lahko ob ugodnih rastnih razmerah zrastejo tudi nad 300 cm visoko. Vsi nadzemni deli konoplje so uporabni, čeprav posamezne dele rastline vrednotimo različno (Schreiber, 2002). Glavne posebnosti pri spravilu industrijske konoplje so: • višina rastline tudi čez 3 metre, • neenakomerna višina rastlin istega posevka in • izredno žilavo steblo, katerega vlakna se navijajo okrog vseh vrtečih se delov kombajnov za spravilo konoplje v času zrelega semena. Osnovna cilja pri žetvi semena sta: • pobrati največji možni delež semena in • v mlatilnico stroja (kombajna) spraviti čim manj stebel. Tako preprečimo dotok velike količine mase rastlin v mlatilnico in posledično zmanjšamo možnost navijanja vlaken. Povprečna višina socvetja 15 različnih sort konoplje v času tehnološke zrelosti semena v oglednem sortnem poskusu s konopljo na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije v letu 2017 (velikost parcel za vsako sorto 3x3 m, prejšnji posevek oljne buče, gnojenje s fosforjevimi in kalijevimi gnojili glede na analizo tal, gnojenje z dušikom pred setvijo v odmerku 70 kg/ha dušika v obliki gnojila KAN, nenamakano) je bila minimalno 50 cm in maksimalno 180 cm (Čeh, 2017). V istem poskusu avtorji navajajo, da lahko konoplja zraste čez 3 metre višine, kot navaja tudi Schreiber (2002), in ima zelo neenakomerno višino, zato je potrebno višino reza pri kombajnu vedno znova prilagajati posevku, da dosežemo optimalno višino žetve semena. Standardni kombajni za žetev žit ne omogočajo pobiranje semena na prej omenjenih višinah. Ravno tako standardni kombajni nimajo zaščitenih strojnih delov proti navijanju vlaken, ki so v steblih konoplje in predstavljajo največji izziv pri žetvi semena konoplje. Navijanje vlaken je bilo v glavnem vzrok za strojelome in okvare pri dosedanjem delu. Seme konoplje vsebuje olja, ki povzročajo lepljenje mase na strojne dele mlatilnice (slika 1). Slika 1: Delno zamašeno sito pod bobnom mlatilnice Slika 2 prikazuje namensko izdelan kombajn. Zgornji kosilni greben (pozicija 1) kosi socvetje in spravlja vršičke na prečni in nato na vzdolžni transporter (pozicija 4). Zalogovnik (pozicija 3) je namenjen kot vmesni zalogovnik. Praznjenje se izvaja na prikolico. Kombajn nima mlatilnice, zato se vršički dokončno obdelajo v skladiščih. Kosilni greben (pozicija 2) je namenjen za košnjo stebel. Po odrezu stebel, jih vertikalni valji spravijo v ožjo red, ki ostaja med kolesi kombajna. Za žetev konoplje na tak način potrebujemo še sušilnico in ustrezno opremo, da lahko seme ločimo od ostalega dela socvetja. Brez ustrezne dodatne opreme tak način žetve ni primeren za razmere v Sloveniji. Tudi to je bil vzrok za predelavo standardnega kombajna. Slika 2: Namensko izdelan kombajn za žetev industrijske konoplje Hemp-flax (Hemp-flax 2017) V prispevku je prikazan pregled predelave kombajna proizvajalca CLASS tip MERCATOR 50M. Kombajn je starejšega datuma proizvodnje in je bil cenovno ugoden, zato smo ga tudi izbrali za predelavo. Spremembe in dodelave na kombajnu so delno sofinancirane v okviru projekta CRP: V4-1611. 2 MATERIAL IN METODE DELA Večina kombajnov, ki so izdelani za žetev žit, ne dosega zahtevanih višin za žetev industrijske konoplje, zato so bile na kombajnu CLASS, MERCATOR 50M izvedene naslednje spremembe: • povečanj e višine vstopnega ustj a kombaj na, • sprememba delitve na situ pod bobnom mlatilnice, • zaščita vrtečih delov pred navijanjem vlaken in • odstranitev transporterja za povratno maso v mlatilnico. 2.1 Povečanje višine dosega vstopnega ustja kombajna Dvig celega kombajna smo dosegli z zamenjavo koles skupaj s pnevmatikami. Stara kolesa so imela dimenzijo 14.9/13R26 in širino 36 cm. Novo nameščena kolesa imajo dimenzije 11.2/R48 in so široka 26 cm. Tako smo pridobili približno 25 cm višine (slika 3 in slika 4). Nova kolesa so ožja od originalnih, zato manj potlačijo stebla konoplje, kar je ugodno, če jih v drugi fazi kosimo. Ploščinski tlak na podlago se je sicer povečal, vendar so se preizkusi izvajali na lahkih prodnatih tleh, tako da ni bilo težav. Konstrukcija kombajna dovoljuje naknadno dograditev dodatnih koles spredaj. S tako dograditvijo se ploščinski tlak na tla zmanjša. Slika 3: Pridobitev na višini z zamenjavo koles Slika 4: Kolesa večjega premera in spremenjena prijemališča hidravličnih cilindrov Dodatno višino smo pridobili s spremembo položaja prijemališč hidravličnih cilindrov (slika 4 in slika 5). Spremenjena je bila pozicija sornika, na katerega je spojen hidravlični cilinder. Razdalja na sliki 5 je bila 100 mm. Ušesa, v katerih je sornik, smo odrezali in nato privarili na novo pozicijo. Prilagajanje višine vstopnega dela je izvedeno s hidravličnima cilindroma in ročnim krmiljenjem višine. Slika 5: Pridobitev na višini s spremembo položaja prijemališč hidravličnih cilindrov Slika 6: Dokumentacija za spremenjeno obliko rešetke 2.2 Spremembe v mlatilnici kombajna Sprememba oblike rešetke pod bobnom mlatilnice kombajna je bila izvedena na osnovi naslednjih razmišljanj in izkušenj (slika 1): • delitev med posameznimi žicami v kletki je premajhna, • površina na žicah je groba in semena se prijemajo, • seme konoplje dokaj hitro pade iz socvetja in ni potrebna tako intenzivna obdelava med bobnom mlatilnice in rešetko. Izvedene spremembe na situ mlatilnice so prikazane na sliki 6 in sliki 7: • povečanje delitve med žicami iz 9 mm na 14 mm, • povečan premer žice iz 3,3 mm na 4 mm, • spremenjen material žice, uporabljeno je bilo nerjavno jeklo W. Nr. 1.4301, • spremenj ena j e bila oblika reber na izstopu iz rešetke. Slika 7: Končna montaža sita v mlatilnico kombajna. Izdelava nove rešetke je bila izvedena po metodi vzvratnega inženirstva v Laboratoriju za prilagodljive obdelovalne sisteme na Fakulteti za strojništvo. Izvedene so bile naslednje aktivnosti: • posneta je oblika obstoječe rešetke (slika 1), • izdelan je bil numerični model oblike z računalniško CAD/CAM opremo (slika 8), • z omenjeno opremo je bila izdelana nova oblika rešetke (slika 6), • na laserskem rezalniku so bila izdelana rebra za rešetko, • na CNC rezkalnem stroju so bile izdelane letve, izvrtanih je bilo 860 izvrtin, • izvedeno je bilo preizkusno varjenje, • sledil je preizkus pravilnosti oblike v kombajnu, • končno popolno varjenje, • montaža žice iz nerjavnega jekla, • končna montaža kletke v mlatilnico kombajna (slika 7). Slika 8: Možnost spreminjanja položaja motovila glede na kosilni greben kombajna. 3 REZULTATI Z RAZPRAVO Zamašitve mlatilnice. Po spremembah na situ (slika 7) so bile zamašitve mlatilnice praktično odpravljene. Preizkusi žetve konoplje so bili izvedeni na več parcelah s skupno površino 6,5 hektarja. Do zamašitve je prišlo le enkrat. Na enem delu njive so bile rastline izredno goste in visoke. Ker strojnik, ki je med delom sodeloval pri izvajanju meritev, ni pravočasno zmanjšal hitrosti, je prišlo do manjše zamašitve med bobnom mlatilnice in sitom. Preizkus zmogljivosti je bil izveden na njivi s površino 0,9 ha. Osnovni podatki o preizkusu: • površina njive 0, 90 ha, • čas žetve (neto brez časa čiščenja): 130 minut, • povprečna določena hitrost gibanja kombajna pri žetvi konoplje: 7,3 km/h, • vrtilna frekvenca bobna mlatilnice: 660 min-1, • rezalni parametri na vstopnem delu enaki kot pri žetvi žita, • vrtilna frekvenca motovila 70 min-1, • odprtost lopute za zrak 40%. Žetev je potekala po pričakovanjih. Meritve števila vrtljajev na kombajnu ter slikanje in snemanje parametrov na posameznih sklopih so motnje, ki strojnika dodatno obremenjujejo tako, da čisto natančne zmogljivosti stroja za enkrat ni mogoče podati. 3.1 Povečanje višine dosega vstopnega ustja kombajna Ugotovimo lahko, da je povprečna višina konoplje zelo različna glede na sorto. To pomeni, da mora kombajn zagotavljati rezanje rastlin na višini vsaj 1,5 m (Konoplja.net, 2017), pri nekaterih nižjih sortah, pa mora biti omogočena možnost reza tudi na višini 45 cm. Nujno potrebno pa je, da ima stroj možnost nastavljanja višine reza žetve brezstopenjsko med delom. Potrebno je poudariti, da pri tako različnih višinah rastlin konoplje ne moremo uporabljati strojev (kombajnov), ki bi imeli večjo širino vstopnega žetvenega dela. Pri žetvi lahko prihaja do primerov, ko imamo v smeri vožnje na eni strani vstopnega dela zelo nizke rastline na drugi strani pa visoke rastline. Slika 9 prikazuje stanje, ko je motovilo prenizko. V tem primeru motovilo odriva socvetje. Ker motovilo drgne po rastlini, pade zrnje iz socvetja in se ga veliko raztrese po njivi. Potrdimo lahko, da morata biti tako kosilni greben, kot motovilo kombajna na primerni višini, glede na sorto industrijske konoplje. Še bolj pomembno pa je, da se lahko višina kosilnega grebena in motovila neodvisno spreminjata med delovanjem kombajna. Slika 10 prikazuje primerno višino kosilnega grebena in motovila. Motovilo mora biti na taki višini, da je os rotacije motovila vsaj nekoliko višja, kot je višina konoplje. Če je to omogočeno, potem motovilo zagrabi vrh konoplje oziroma socvetja, jo nagne v vstopni del in na kosilnem grebenu odreže. Transportni sistem odrezani del usmeri v mlatilnico kombajna. Tako je tudi bistveno zmanjšan raztros zrnja (Pahole in sod., 2017). Slika 9: Kosilni greben in motovilo je prenizko in odriva rastlino. Slika 10: Kosilni greben in motovilo na primerni višini. 3.2 Povečanje dosegljive višine vstopnega dela kombajna Največje povečanje višine kosilnega grebena in motovila je bilo doseženo s spremembo položaja prijemališč hidravličnih cilindrov. Sliki 5 in 4 prikazujeta omenjeni poseg. Skupna višina, na katero je možno dvigniti kosilni greben, znaša sedaj 180 cm, kar ustreza podatkom o višini rastline. Nastavitev višine motovila je odvisna od višine konoplje in višine socvetja. Višino je potrebno prilagajati glede na omenjene višine konoplje na njivi. Slika 5 prikazuje možnost spreminjanja položaja motovila glede na kosilni greben kombajna. Pri žetvi mora strojnik prilagajati tako višino kosilnega grebena kakor tudi višino motovila glede na višino konoplje. Prilagajanje višine je izvedeno s hidravličnimi cilindri in ročnim krmiljenjem. Obodna hitrost motovila mora biti nekoliko večja kot je hitrost vožnje kombajna. Zelo ugodno je, če se jo lahko brezstopenjsko spreminja (hidravlični pogon ali elektromotorni pogon). Na obstoječi izvedbi kombajna je bila hitrost motovila nekoliko zmanjšana, spreminjati pa je med žetvijo ni bilo možno. Na preizkusih je bilo izmerjeno število vrtljajev n= 60 vrtljajev/minuto. Preizkus je pokazal, da je primerna. 3.3 Spremembe v mlatilnici kombajna Sprememba oblike rešetke pod bobnom mlatilnice. Seme konoplje vsebuje olja. Pri trku semena ob sito pod bobnom mlatilnice se nekatera semena razbijejo, delci semen pa se primejo na sito in posledično zamašijo sita. Demontaža in montaža košare je velik poseg v kombajn, saj moramo odstraniti vstopno ustje kombajna, boben mlatilnice in vso zaščitno pločevino (slika 7). Po preizkusu se je pokazalo, da je spremenjena oblika sita primerna. Lepljenja polomljenih zrn na sito pod bobnom mlatilnice praktično ni opaziti. Do zamašitve je prišlo le enkrat. 3.4 Preprečitev navijanja vlaken konoplje na posamezne dele kombajna Vlakna industrijske konoplje imajo veliko natezno trdnost in relativno majhen premer vlakna. Glede na te značilnosti se vlakna navijajo ne vrteče dele strojev (slika 11). Posledica je, da se vlakna, ki imajo premer od 0,01 do 0,05 mm, pomikajo tudi mimo tesnil na vležajenjih ter izbrišejo mast iz ležajev. Tako ostanejo ležaji brez mazanja, kar zmanjša njihovo življenjsko dobo. Prijemi za zmanjšanje tega pojava so naslednji: • v mlatilnico kombajna moramo spustiti čim manj stebel z vlakni, • vrteče dele fizično zaščitimo tako, da ne pridejo v stik z vlakni (slika 12). Univerzalnega splošnega navodila praktično ni. Tako je treba to reševati od primera do primera. Omenjeni izzivi se izvajajo v nadaljevanju projekta. Slika 12: Zaščita polgredi s plastično Slika 11: Navijanje vlaken na vležajenju cevjo 4 ZAKLJUČEK Žetev konoplje v letu 2018 je pokazala, da so bile spremembe in dograditve na kombajnu učinkovite. Do zamašitve mlatilnice je prišlo tekom preizkusa le enkrat. Zmogljivost kombajna se ni zmanjšala. Navijanje vlaken je bilo preprečeno na mestih, kjer so bile izvedene zaščite. Prisotnost primesi v zrnju se bo izvedla v zimskem času. Preizkusi so pokazali, da gre predelava kombajna, ki poteka v okviru tehniških in finančnih zmožnosti, v pravi smeri. Spremembe so bile izvedene na osnovi izkušenj strojnikov in znanj s področja strojništva. Strokovna literatura o tej specifični panogi piše zelo malo. Preizkušanje kombajna je bilo žal časovno zelo omejeno, saj je čas tehnološke zrelosti konoplje zelo kratek. Raziskovalna skupina je povezana s pridelovalci konoplje v Sloveniji; z nekaterimi sodelovanje poteka zelo uspešno. Zahvala. V članku so prikazani rezultati dela, opravljenega v drugem letu trajanja Ciljnega raziskovalnega projekta V4-1611: Pridelava industrijske konoplje (Cannabis sativa L.) v Sloveniji. Za sodelovanje se zahvaljujemo: kmetiji Pal, lastniku Marjanu Palu, Zlatoličje 96, Starše in kmetiji Oliverja Berdena, Murski Petrovci 22, Tišina ter dr. Barbari Čeh z Inštituta za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije. 5 VIRI IN LITERATURA Chen Y., Gratton J.L., Liu J. Power Requirements of Hemp Cutting and Conditioning, Biosystems Engineering. 2004; 87(4): 417-424. CRP V4-1611. http://www.ihps.si/rastline-tla-in-okolje/pridelava-industrijske-konoplje-cannabis-sativa-l-v-sloveniji/ (cit. 25. oktober 2017). Čeh B. Hemp varietis from the EU variety list in Slovenia : World hemp congress 2017: International professional-educational-agri-economic-social event of Industrial hemp, Ljubljana 12.-15. October 2017. Hemp-flax; http://hempflax.com/en/equipment (12. junij 2017). https://tu- dresden.de/ing/maschinenwesen/int/ast/ressourcen/dateien/publikationen/Vorlesungsskr ipte/ grundlagen_maehdrescher.pdf?lang=de (20.09.2018). Kremensasa A., Stapilioniene R., Vaitkus S., Kairyte A. Investigations on physical-mechanical properties of effective thermal insulation materials from fibrous hemp. Procedia Engineering. 2017; 172: 586-594. Pahole I., Matej P., Urban B., Aleš B. Tehnološke zahteve za kombajne na njivah s konopljo v Sloveniji. Hmeljarski bilten, december 2017 https://www.dlib.si/stream/URN:NBN:SI:DOC-9SD8QSRX/e1d11cc8-7242-4544-956b-4c52fecc4aaa/PDF Robinson D. Velika knjiga o konoplji. Ljubljana : samozaložba Aleksander Urbančič. 2000. Robinson R. Industrial oil crops. London : Academic Press. 2016. Schreiber Gisela. The hemp handbook. London : Fusion press. 2002. Wastlhuber H. Vorlesung im Fach Be- und Verarbeitung von Naturstoffen. TU Dresden, Dresden. 2009. VPLIV UPORABE PRIPRAVKOV MINERAL NA PRIDELEK ZGODNJEGA ZELJA Iris ŠKERBOT1, Igor ŠKERBOT2 in Tatjana RUPNIK3 Strokovni članek/ professional paper Prispelo / received: 26. oktober 2018 Sprejeto / accepted: 14. december 2018 Izvleček Belo zelje je zelenjadnica, ki jo pridelujejo številni slovenski pridelovalci vrtnin. Na višino in kakovost pridelka pomembno vplivajo izbira sorte, vremenske razmere, agrotehnika in pojav ter uspešnost obvladovanja škodljivcev in bolezni. V poskusu na Ljubečni pri Celju smo preizkušali vpliv uporabe pripravkov Mineral na pridelek zgodnjega zelja sorte Jetedor F1 pri pridelavi na agrotekstilu in na pridelek zgodnjega zelja sorte Reactor F1 pri pridelavi na golih tleh z uporabo herbicida. Rezultati enoletnega preizkušanja kažejo, da lahko z vključevanjem pripravkov Mineral za zalivanje po presajanju zelja (v 4 % koncentraciji) vplivamo na vigor in razvoj mladih rastlin. V obeh preizkušanjih se je pokazalo, da je zgodnje zelje, ki ni bilo tretirano s pripravki Mineral, oblikovalo manj zbite glave in posledično dalo tudi manjše pridelke. Ključne besede: zelje, sredstvo za krepitev rastlin, pridelek, Mineral IMPACT OF THE USE OF PRODUCTS MINERAL ON THE YIELD OF EARLY CABBAGE Abstract Many vegetable producers are producing a white cabbage as an important kind of vegetable. The significant influence on the amount and quality of yield have the choice of variety, weather conditions, agrotechnique and pests and diseases. In a trial near Celje, we tested the impact of products Mineral on the yield of early cabbage variety Jetedor F1, grown on ground cover, and on the yield of early cabbage variety Reactor F1, grown on the bare soil with using herbicide. Products Mineral are natural plant strengthening agents. The results of the one-year testing of Mineral use show that with the integration of Mineral green and Mineral blue for watering after transplantation of cabbage, we can contribute to the vigor and 1 Mag., univ. dipl. inž. agr., Kmetijsko gozdarska zbornica Slovenije, Kmetijsko gozdarski zavod Celje, Trnoveljska cesta 1, 3000 Celje, e-pošta: iris.skerbot@ce.kgzs.si 2 Univ. dipl. inž. agr., isti naslov, e-pošta: igor.skerbot@ce.kgzs.si 3 Univ. dipl. inž. agr., AS AN d.o.o., Celovška cesta 69c, 1000 Ljubljana, e-pošta: tatjana.rupnik@mineralzarastline.si development of the young plants. Both trails have shown that early cabbage, which was not treated with Mineral products, formed less compact heads and consequently give lower yield. Key words: cabbage, plant strenghtners, yield, Mineral 1 UVOD Belo zelje (Brassica oleracea L. var. capitata L.) je vrtnina, ki ima tudi zaradi tradicije v Sloveniji posebno mesto med vrtninami. Po podatkih Statističnega urada Republike Slovenije smo belo zelje v letu 2016 pridelovali na skupno 384,7 ha njivskih površin (SI-STAT, 2018). Večina pridelka belega zelja je najpogosteje namenjenega za predelavo (kisanje zelja), vedno pogosteje pa v kolobarju najdejo svoje mesto tudi zgodnje sorte oziroma hibridi. Višino in kakovost pridelka pomembno oblikujejo vremenske razmere, saj pridelava belega zelja poteka v glavnem na prostem. V pridelavi zelja pogosto težave povzročajo škodljivci, kot so na primer kapusovi bolhači (Phyllotreta spp.), kapusova muha (Delia radicum), gosenice kapusovega belina (Pieris brassicae), repnega belina (Pieris rapae), kapusove sovke (Mamestra brassicae) in kapusovega molja (Plutella xylostella), od bolezni pa pridelavo ogroža črna žilavka kapusnic (Xanthomonas campestris), bela gniloba (Sclerotinia sclerotiorum), golšavost kapusnic (Plasmodiophora brassicae), črna listna pegavost kapusnic (Alternaria brassicae) in druge. Pridelovalci zelja za obvladovanje težav skušajo upoštevati in izvajati čim širši kolobar, posebno pozornost posvečajo oskrbi posevkov s potrebnimi makro- in mikrohranili, redno spremljajo razvoj posevkov in zdravstveno stanje, da lahko po potrebi pravočasno ukrepajo. Zaradi klimatskih sprememb in s tem povezanimi težavami v pridelavi, pridelovalci v zadnjih letih pogosto posegajo po pripravkih za krepitev rastlin. Pri tem jih pogosto vodi tudi želja po zmanjšanju uporabe fitofarmacevtskih sredstev ter dodatna skrb za okolje in potrošnika. Sredstva za krepitev rastlin (SKR) so nam lahko v pomoč, ko s tradicionalnimi gojitvenimi ukrepi ne uspemo dovolj učinkovito zadržati škodljivih organizmov na ravni, do katere ne povzročajo velikih izgub. Med SKR v EU uvrščamo nekaj tisoč pripravkov, katerih formalni status z zakonodajo ni popolnoma urejen. Pri SKR izpostavljamo ugodne učinke na gojene rastline in mikrobni svet v tleh in na rastlinah, ki povzročijo, da se rastline lažje branijo pred škodljivimi organizmi in se bolje obnavljajo po poškodbah zaradi škodljivih organizmov in drugih dejavnikov. SKR delujejo celostno, zato lahko celovito spreminjajo mikroekosistem rastline in tal. Po mehanizmih delovanja ločimo več kot 12 skupin. Pogosto vsi mehanizmi delovanja niso povsem znani in delovanje poznamo le na podlagi empiričnih izkustev. Učinek je lahko v času spremenljiv in je odvisen od izhodiščnega proizvodnega substrata in pogojev uporabe. Večinoma imajo dober učinek ob večkratni preventivni uporabi, dokler so rastline še zdrave. Pogosta uporaba velikih količin SKR lahko povzroča fitotoksičnosti, škoduje naravnim sovražnikom in opraševalcem ter lahko vpliva na videz in okus pridelkov. Pri številnih vrtninah se izogibamo uporabi teh sredstev tik pred spravilom pridelka (Tehnološka navodila ..., 2017). Med pripravki za krepitev rastlin, ki so dostopni slovenskim pridelovalcem vrtnin, pridelovalci pogosto posežejo po pripravkih Mineral zeleni, Mineral modri, Mineral rumeni, Mineral rumeni forte, Mineral rdeči in Mineral rdeči forte. Njihova odlika je v vsebnosti kar preko 70 različnih hranil, ki jih rastline potrebujejo za rast in razvoj. Njihova učinkovitost je okrepljena z rastlinskimi ekstrakti, ki rastline krepijo in zagotavljajo zdravo rast. Mineral zeleni z raznoliko vsebnostjo hranil vpliva predvsem na rast in razvoj koreninskega sistema. Najbolj vpliva na razrast lasastih koreninic, ki so zadolžene za črpanje vode in hranil iz tal. Je naravno sredstvo za krepitev rastlin namenjeno za vzpodbuditev optimalnega razvoja koreninskega sistema, okrepitev rastlin in povečanje odpornosti proti stresom iz okolja. Mineral modri se uporablja kot osnovno hranilo za rast in razvoj vseh nadzemnih delov rastlin, tako zelenja kot cvetov. Njegova glavna prednost je visoka vsebnost makro hranil v naravni obliki, ki jih rastline potrebujejo v večjih količinah. Zaradi njihovega naravnega izvora rastlina hranila lažje absorbira ter izkoristi za optimalno rast in razvoj. Njihovo pomanjkanje pri rastlinah vodi v zaostajanje v razvoju, pritlikavost ter slab cvetni nastavek, izboljšuje tudi kakovost pridelka, občutno višja je vsebnost antioksidantov, vitaminov in mineralov. Pridelek je bolj obstojen, zato po spravilu dlje časa ostane svež. Rastline in plodovi so bolj izenačeni po velikosti, zato je več uporabnega pridelka. Mineral rumeni je naravno sredstvo, ki se uporablja kot sredstvo za povečevanje naravne odpornosti proti boleznim in stresom iz okolja. Vsebuje rastlinske ekstrakte, ki krepijo odpornost, in sicer pospešijo tvorbo voskov na listni površini, ki imajo nalogo ščitenja rastline pred negativnimi zunanjimi vplivi. Vplivajo tudi na debelino celičnih sten, ki so pomemben dejavnik pri odpornosti rastlin, saj škodljivi mikroorganizmi tanjše celične lažje predrejo. Mineral rdeči je naravno sredstvo, ki se uporablja kot sredstvo za povečevanje naravne odpornosti proti škodljivcem. Vsebuje rastlinske ekstrakte, ki krepijo odpornost proti škodljivcem, in sicer pospešijo tvorbo voskov na listni površini ter okrepijo listne dlačice, ki imajo vlogo oviranja škodljivcev. Nadzemni deli, kot so listje, stebla in cvetovi, so čvrstejši in imajo krepkejšo strukturo, kar škodljivcem otežuje prehranjevanje. Mineral rdeči forte je naravni pripravek, ki se uporablja kot za krepitev naravne odpornosti proti škodljivcem. Vsebuje rastlinske ekstrakte ter hranila, ki krepijo odpornost rastlin ter omejujejo razvoj in širjenje škodljivcev. Uporabimo ga po tem, ko smo na rastlinah opazili prve posamezne škodljivce (Mineral, 2018). V poljskih poskusih smo želeli preizkusiti delovanje pripravkov Mineral na pridelek zgodnjega zelje sort Jetedor F1 in Reactor F1. V prispevku prikazujemo del rezultatov prvega leta raziskave. 2 MATERIAL IN METODE 2.1 Pridelava zgodnjega zelja na tleh prekritih z agrotekstilom Na kmetiji na Ljubečni smo v letu 2018 zasnovali poskus pridelave zgodnjega zelja sorte Jetedor F1 na tleh, prekritih z agrotekstilom. To je UV stabilna tkanina, porozen material, ki prepušča vodo le navzdol in je narejen iz neskončnih PP trakov in je primerna za uporabo v rastlinjakih ali na prostem. Sadike zelja so bile vzgojene pri profesionalnem pridelovalcu sadik. 13. aprila 2018 smo 770 sadik zelja v razvojni fazi 4-5 listov (BBCH 14-15) presadili na tla, prekrita z agrotekstilom, na razdaljo 0,45 x 0,45 cm. Obravnavanja so predstavljena v preglednici 1. Preglednica 1: Obravnavanja v poskusu Pridelava zgodnjega zelja na tleh, prekritih z agrotekstilom Oznaka za obravnavanje Po presajanju Po pojavu prvih odraslih osebkov kapusovih bolhačev in na rastlinah prvih poškodb A - kontrola - - B - Škropljenje z 8 % konc. Mineral rdeči forte 27. aprila, 14. maja škropljenje s 4 % konc. Mineral rumeni in 10. junija s 4 % konc. Mineral rdeči C Zalivanje s 4 % konc. pripravka Mineral zeleni po presajanju (19. aprila) in 26. aprila zalivanje s 4 % konc. pripravka Mineral modri D - 440 sadik smo po presajanju (19. aprila) zalili s 4% konc. pripravka Mineral zeleni in nato 26. aprila te sadike še enkrat zalili s 4 % konc. pripravka Mineral modri. Zalivanje smo izvedli z ročno zalivalko, vsaka rastlina pa je bila zalita z 0,2 l raztopine. 330 presajenih sadik nismo tretirali s pripravki Mineral. Kmalu po presajanju smo na rastlinah opazili prve posamične odrasle osebke kapusovih bolhačev in na rastlinah tudi prve poškodbe. 220 zalitih sadik in 165 nezalitih sadik smo zato 27. aprila poškropili z 8 % konc. Mineral rdeči forte, 14. maja smo te rastline poškropili še s 4 % konc. Mineral rumeni in nato še 10. junija s 4 % konc. Mineral rdeči. Del posevka, ki ni bil ne zalit in ne škropljen z Mineralom, je služil kot kontrola. Vsa ostala agrotehnika je bila enaka za vse rastline. Zaradi težav s kapusovimi bolhači je pridelovalec 30. aprila in nato še 3. maja celoten posevek tretiral z insekticidom Karate zeon 5 CS v odmerku 0,15 l/ha. Vsa škropljenja so bila izvedena z nahrbtno škropilnico SOLO 425. V posevku nismo uporabili herbicidov in tudi ne fungicidov. Celoten posevek je pridelovalec s hranili oskrboval skladno z gnojilnim načrtom. Spravilo zelja je potekalo v terminu od 7. 6. do 4. 7. 2018. V dveh terminih spravila smo od vsakega obravnavanja pobrali 15 zeljnih glav in stehtali tržni pridelek. 2.2 Pridelava zgodnjega zelja na golih tleh Na kmetiji na Ljubečni smo v letu 2018 zasnovali poskus pridelave zgodnjega zelja sorte Reactor F1 na golih tleh. Sadike zelja so bile vzgojene pri profesionalnem pridelovalcu sadik. 11. aprila 2018 smo 1320 sadik zelja v razvojni fazi 4-5 listov (BBCH 14-15) presadili na njivo, na gola tla, na razdaljo 0,45 x 0,50 cm. Obravnavanja so predstavljena v preglednici 2. Preglednica 2: Obravnavanja v poskusu Pridelava zgodnjega zelja na golih tleh Oznaka za obravnavanje Po presajanju Po pojavu prvih odraslih osebkov kapusovih bolhačev in na rastlinah prvih poškodb A - kontrola - - B - Škropljenje z 8 % konc. Mineral rdeči forte 27. aprila, 14. maja škropljenje s 4 % konc. Mineral rumeni in 10. junija s 4 % konc. Mineral rdeči C Zalivanje s 4 % konc. pripravka Mineral zeleni po presajanju (13. aprila) in 26. aprila zalivanje s 4 % konc. pripravka Mineral modri D 660 sadik smo po presajanju (13. aprila) zalili s 4 % konc. pripravka Mineral zeleni in nato 26. aprila te sadike še enkrat zalili s 4 % konc. pripravka Mineral modri. Zalivanje smo izvedli z ročno zalivalko, vsaka rastlina pa je bila zalita z 0,2 l raztopine. 660 presajenih sadik nismo tretirali s pripravki Mineral. Kmalu po presajanju smo na rastlinah opazili prve posamične odrasle osebke kapusovih bolhačev in na rastlinah tudi prve poškodbe. Polovico zalitih sadik (330 sadik) in polovico nezalitih (330 sadik) sadik smo zato 27. aprila poškropili z 8 % konc. Mineral rdeči forte, 14. maja smo te rastline poškropili še s 4 % konc. Mineral rumeni in nato še 10. junija s 4 % konc. Mineral rdeči. Del posevka, ki ni bil ne zalit in ne škropljen z Mineralom, je služil kot kontrola. Vsa ostala agrotehnika je bila enaka za vse rastline. Zaradi težav s kapusovimi bolhači je pridelovalec 30. aprila celoten posevek tretiral z insekticidom Karate zeon 5 CS v odmerku 0,15 l/ha, nato pa še dvakrat (9. maja in 1. junija) še z insekticidom Bulldock EC 25 v odmerku 0,3 l/ha. Vsa škropljenja so bila izvedena z nahrbtno škropilnico SOLO 425. V posevku so pred presajanjem uporabili herbicid Stomp aqua v odmerku 2,9 l/ha. V ni bil uporabljen fungicid. Celoten posevek je pridelovalec s hranili oskrboval skladno z gnojilnim načrtom. Spravilo zelja je potekalo v terminu od 29. junija do 26. julija 2018. V dveh terminih spravila smo iz vsakega obravnavanja pobrali 15 zeljnih glav in stehtali tržni pridelek zelja. 2.3 Vremenske razmere v času izvajanja poskusa V letu 2018 je vremensko dogajanje odstopalo od dolgoletnega povprečja in to odstopanje se odrazilo tudi v rastlinski pridelavi. Iz preglednice 3 je razvidno, da je bila povprečna temperatura zraka na višini 2 m v letu 2018 v Celju v januarju in v obdobju od aprila do vključno julija 2018 višja od povprečne temperature v dolgoletnem obdobju od 1981 do 2010. V Celju smo z izjemo meseca junija zabeležili večjo mesečno količino padavin kot v dolgoletnem obdobju 1981-2010. Višje temperature zraka in razporeditev ter količina padavin v tem letu so vplivale tako na rast in razvoj rastlin in pojav in razvoj škodljivcev in bolezni kot tudi na izvedbo agrotehničnih opravil v posevkih vrtnin. Posledično so vremenske razmere vplivale tudi na termin aplikacije sredstva Mineral. Preglednica 3: Vremenske razmere v času od januarja do junija 2018, Celje (ARSO, 2018) Povprečna srednja Količina padavin dnevna T (C°) (mm) Mesec 2018 1981-2010 2018 (1981-2010) Januar 4,2 -0,3 60 47 Februar -1,3 1,0 130 50 Marec 3,6 5,2 87 71 April 13,7 * 94 * Maj 17,1 14,9 158 90 Junij 19,6 * 108 132 Julij 20,2 19,9 173 123 Opomba: *ni podatka 3 REZULTATI Z RAZPRAVO 3.1 Pridelava zgodnjega zelja na tleh, prekritih z agrotekstilom Zelje, zalito z Mineral zeleni in Mineral modri, je po zalivanju kazalo boljši vigor kot zelje, ki ni bilo zalito. Zelje, pridelano brez uporabe Minerala, je oblikovalo že na videz manj zbite glave, ki so posledično dale manjši pridelek. V času pridelave zgodnjega zelja so na mladih rastlinah zelja precejšnjo škodo povzročili odrasli osebki kapusovih bolhačev. Med obravnavanji nismo zasledili razlik v napadenosti. Ker težav s tem škodljivcem kljub uporabi pripravka Mineral rdeči forte nismo uspeli zmanjšati, je bil v posevku uporabljen v ta namen registriran insekticid. V tem poskusu smo največji pridelek zelja dosegli v primeru zalivanja in škropljenja z Mineralom (obravnavanje C; preglednica 4), nekoliko manjši pridelek pa v primeru le zalivanja (obravnavanje D; preglednica 4) ali le škropljenja z Mineralom (obravnavanje B; preglednica 4). Poskus bomo v naslednjem letu ponovili, da preverimo oziroma potrdimo v letu 2018 v poskusu nakazane rezultate. Preglednica 4: Pridelek zelja (v kg/ha) v poskusu Pridelava zgodnjega zelja na tleh, prekritih z agrotekstilom Obravnavanje Pridelek (kg/ha) A 44500 B 64500 C 69000 D 63000 3.2 Pridelava zgodnjega zelja na golih tleh Zelje, zalito z Mineral zeleni in Mineral modri, je po zalivanju kazalo boljši vigor kot zelje, ki ni bilo zalito s tema dvema pripravkoma. V času pridelave zgodnjega zelja so na mladih rastlinah zelja precejšnjo škodo povzročili odrasli osebki kapusovih bolhačev. Med obravnavanji nismo zasledili razlik v napadenosti. Ker težav s tem škodljivcem kljub uporabi pripravka Mineral rdeči forte nismo uspeli zmanjšati, je bil v posevku uporabljen v ta namen registriran insekticid. Zelje, pridelano na golih tleh brez uporabe pripravkov Mineral, je oblikovalo manj zbite glave, ki so posledično dale tudi manjše pridelek. V poskusu smo največje pridelke zelja dosegli v primeru zalivanja in škropljenja z Mineralom (obravnavanje C; preglednica 5), nekoliko manjše pridelke pa v primeru le zalivanja ali le škropljenja z Mineralom (obravnavanji D in B; preglednica 5). Poskus bomo v naslednjem letu ponovili, da preverimo oziroma potrdimo v letu 2018 v poskusu nakazane rezultate. Preglednica 5: Pridelek zelja (v kg/ha) v poskusu Pridelava zgodnjega zelja na golih tleh Obravnavanje Pridelek (kg/ha) A 42222 B 45854 C 47216 D 46081 4 SKLEPI Rezultati enoletnega preizkušanja pripravkov Mineral nakazujejo, da lahko z uporabo Mineral zeleni in Mineral modri za zalivanje po presajanju vplivamo na vigor in razvoj mladih rastlin. Z uporabo pripravkov Mineral lahko vplivamo na kakovost in količino pridelka zgodnjega zelja, saj se je v obeh preizkušanjih nakazalo, da je zgodnje zelje, ki ni bilo tretirano s pripravki Mineral, oblikovalo manj zbite glave in posledično dalo tudi manjše pridelke. Ker sta bila poskusa zastavljena brez ponovitev, le-to ni omogočalo statistične obdelave podatkov, tako da ne moremo trditi, da so razlike med obravnavanji v prid uporabi pripravkov Mineral dokazljive, se je pa nakazalo pozitivno delovanje na vigor in razvoj mladih rastlin ter na kakovost in količino pridelka zgodnjega zelja in zato menimo, da je smiselno, da se poskusi ponovijo in potrdijo ali ovržejo v letu 2018 v poskusu nakazane rezultate. Tudi z dvakratno zaporedno uporabo Mineral rdeči forte (v razmiku 3-4 dni) na večji pridelovalni površini, kjer so hkrati v bližini še druge gojene ali prosto rastoče gostiteljske rastline kapusovih bolhačev, tega škodljivca nismo uspeli obvladati v zadovoljivi meri (nastanek gospodarskih škod). V prihodnjih poskusih je smiselno preizkusiti možnost zmanjšanja števila uporabe insekticidov ali zmanjšanja odmerkov insekticidov ob hkratni uporabi pripravkov Mineral ob zadovoljivem obvladovanju bolhačev. Zaradi vremenskih razmer v letu 2018 (pogoste padavine, razmočen teren in zato še dodatno otežena aplikacija) pogostejša aplikacija od navedene ni bila možna, je pa smiselno v prihodnje v zgodnjem zelju ponoviti preizkušanje pripravkov Mineral s poudarkom na krajših razmikih med tretiranji. V prihodnje velja dodelati aplikacijo pripravkov Mineral (preizkusiti dodajanje sredstev preko fertirigacije ali možnost uporabe traktorskih škropilnic za zalivanje), saj se bo le tako lahko uporaba pripravkov Mineral razširila pri večjih ali profesionalnih pridelovalcih zelja. Zaradi zmanjševanja števila prehodov in posledično tudi zaradi zmanjševanja stroškov aplikacije je smiselno v bodoče preizkusiti tudi združljivost različnih pripravkov Mineral z najpogosteje uporabljanimi insekticidi in fungicidi v pridelavi zelja. 5 VIRI IN LITERATURA Ilijaš D., Strgulec M., Kalan M., Lešnik M., Kocjan Ačko D., Trdan S., Šantavec I., Kolčmanič A., Dolničar P., Zemljič A., Turinek M., Bajec D., Rodič K., Dolenšek M. Tehnološka navodila za ekološko pridelavo poljščin. 2017. Dostopno na: https://www.program-podezelja.si/sl/knjiznica/157-tehnoloskih-navodila-za-ekolosko-pridelavo-polj scin/file (23.11.2018) Mesečni bilten ARSO. Ministrstvo za okolje, Agencija Republike Slovenije za okolje. http ://www. arso.gov. si/o%20agencij i/knj i%C5%BEnica/mese%C4%8Dni%20bilten/ (14.09.2018) Mineral. AS AN. Dostopno na: https://www.mineralzarastline.si/izdelki/ (november 2018) Pridelava zelenjadnic po vrstah na prostem in v zaščitenem prostoru, Slovenija, po letih. 2018. Podatkovni portal SI-STAT »Okolje in naravni viri«. SURS (24.11.2018). https://pxweb.stat.si/pxweb/Dialog/varval.asp?ma=15P6004S&ti=&path=../Database/0kolj e/15_kmetij stvo_ribistvo/04_rastlinska_pridelava/02_ 15P60_popis_vrtnarstva_2010/&l ang=2 Škerbot I. Mineral - strokovno poročilo za obdobje april do september 2018. 2018. (arhiv KGZS-Zavod CE)