Kukuřice setá

Kukuřice setá(Zea mays) je druhjednoděložnérostliny z čeledilipnicovitých(Poaceae). Český název kukuřice patří mezinovotvaryvytvořené v19. stoletíJanem Svatoplukem Preslem.
Jedná se o robustníjednoletoutrávu, dorůstající nejčastěji do výšky 1–3 m.Někdy zvláště v suchých podmínkách může být i nižší, např. jen 0,5 m, jsou ale známy rostliny i šestimetrové.Listyjsou střídavé, přisedlé s listovými pochvami a souběžnoužilnatinou. Čepele jsou asi 30–90 cm dlouhé a asi 1,5–12 cm široké. Květy jsou jednopohlavní, v pohlavně rozlišenýchkvětenstvích. Samčí květenství je vrcholoválataklásků, někdy je interpretováno jako několikhroznůvyrážející z hlavní osy.Samčí klásky jsou uspořádány v párech, kdy jeden klásek je stopkatý a druhý přisedlý a každý klásek obsahuje 2 květy. Na bázi každého klásku jsou 2plevy, které na rozdíl od některých divokých druhů nejsou na kýlu křídlaté. Každý samčí květ obsahuje bělomázdřitoupluchuaplušku.Tyčinkyjsou 3, plenky 2. Samičí květenství vyrůstají zúžlabílistu. U pěstované kukuřice seté pravé to je ztlustlýklas, někdy nazývaný palice (nejčastěji 2–5, vzácněji až 10 cm silný), který se skládá z mnoha řadobilek, v každém klasu jich je od 60 po více než 1000. U divokých subspecií je samičí květenství mnohem skromnější dvouřadý klas či hrozen (záleží na interpretaci), pouze asi 1 cm silný a obsahuje jen 4–15 obilek. U divokých forem se klas za zralosti rozpadá, u pěstované kukuřice zůstává vcelku. Celý samičí klas je uzavřen v pochváchlistenů, u divokých forem bývá obalová pochva jen jedna, na vrcholu vyčuhuje chomáč čnělek s bliznami. Samičí klásky jsou podobně jako samčí dvoukvěté, ale dolní květ je sterilní,proto z každého klásku vzniká pouze jedna obilka. Na bázi klásku jsou 2 plevy, ve kterých je u divokých forem obilka uzavřena, u pěstované kukuřice jsou plevy redukované. Každý fertilní květ obsahuje jednu suchomázdřitou pluchu a plušku, plenky u samičích květů chybí,čnělkyjsou 2, ale jsou skoro po celé délce srostlé, jen nahoře dvouklané. Původně se jednalo o diploida, početchromozómůje 2n=20,dnes se však pěstují i tetraploidi, 2n=40.
Kukuřice je větrosprašná (anemogamie),pylje přenášen zejména větrem, včely a jinýhmyzsice pyl sbírají, ale jejich význam proopylováníje malý, protože nemají důvod navštěvovat také samičí květenství. Pylová zrna jsou relativně těžká a velmi rychle vysychají; udává se životnost 10 až 30 minut. Pyl je rozprašován zhruba po dobu 14 dní. Samčípohlavní orgánvětšinou dozrává dříve než samičí, což je považováno za původní mechanismus zabezpečující cizosprášení. U mnohých moderních odrůd však dozrávají oběkvětenstvíve stejnou dobu. V přirozených podmínkách se kukuřice rozmnožuje pouze semenem. Zhruba 95 % semen je oplodněno cizosprášením, zbytek samosprášením. Kukuřice běhemdomestikaceztratila schopnost uvolňovatsemenaz palice a tak je zcela závislá na pomoci člověka. Kukuřice se nerozmnožuje vegetativně. Je sice teoreticky možné rozmnožovat kukuřici pomocí sterilních technik z tkáňových kultur, ale je to na rozdíl od některých jiných kulturních plodin velmi obtížné a nespolehlivé.
Kukuřice je jako mnohé další tropické rostliny plodina sfotosyntézoutypu C4. Díky tomu je kukuřice schopná za dostatečného osvětlení velmi rychle růst a produkovat enormní množstvíbiomasy. Udává se maximální výnos až 23 t z hektaru. Není rovněž příliš náročná na vodu.
Široce pěstovaná polní plodina je pouze kukuřice setá pravá (Zea mayssubsp.mays). Ostatní divoké poddruhy se nazývají pojmemteosinte(množné číslo teosintes). Kromě 3 divokých subspecií kukuřice seté náleží k teosintům také všechny další známé druhy roduZea:Zea diploperennis,Zea perennis,Zea nicaraguensisaZea luxurians. Tyto druhy (všechny kromě druhuZea mays) jsou některými autory řazeny do samostatného roduEuchlaenaSchrad.V tomto pojetí obsahuje potom rodZeapouze jeden druh:Zea mays. Dnešní autoři většinou používají široké pojetí roduZea, s 5 uznávanými druhy.
DruhZea maysse dělí na následující poddruhy (subspecie):
V šestnáctém století bývala v Evropě kukuřice označována například jakoturecká pšenice.Turecká proto, protože autoři o ní píšící, si mysleli, že byla do Evropy dovezena z Řecka a Asie.Byla označována i jakoturecké obilí(turkie corne) čiindickéjáhly,které v produkci nahradila. V moravských nářečích se používá označeníturkyň.
Kukuřice setá pravá je kulturní taxon, který má svůj původ ve Střední Americe. Existuje několik hypotéz vzniku této kulturní rostliny.
Hypotézu číslo 1 navrhlGeorge Beadle, nositelNobelovy cenyza rok1958. Ačkoliv byla tato hypotéza potvrzena četnými experimenty, pořád je zde mnoho nejasností.
Domestikace kukuřice seté začala už v pravěku, pravděpodobně mezi léty 10000 př. n. l. – 5500 př. n. l. Dnešní genetické experimenty naznačují, že domestikace kukuřice začala někdy kolem roku 7000 př. n. l. v centrálním Mexiku, někde v kopcích státůOaxacaaJalisco. Ovšem podle kosterních pozůstatků se ukazuje, že kukuřice před 4700 př. n. l. neměla měřitelný podíl v jídelníčku.Mikrofosilie obsahující kukuřičný škrob byly objeveny archeology na kamenných nástrojích pocházejících z mexických lokalit. Odtud se pak pravděpodobně nová plodina šířila dále: před 7600 lety byla pěstována vPanamě, v severní částiJižní Amerikybyla hojná před 6000 roky. Nejpodobnější divoká kukuřice té pěstované dnes roste u řekyBalsas. Multidisciplinární studie ovšem naznačuje, že původem mohla být i Jižní Amerika.
DoEvropyse kukuřice dostala v průběhu 16. a 17. století. Existuje ale i hypotéza, že se kukuřice neznámou cestou dostala doIndiepravděpodobně již v 11. až 12. století.Důkazem měly být architektonické a sochařské prvky, připomínající kukuřičné palice. Pravdivost této domněnky je však více než sporná.
Podmínky vhodné pro pěstování jsou v podstatě podobné podmínkám ve kterých rostly původní divoké druhy, s tím, že procesemšlechtěnídochází k toleranci určitým směrem a vyšší reakce na určité podměty.
Minimálníteplotapůdy pro klíčení se pohybuje okolo 10 °C, v průběhu vegetace je pak ideální teplota v rozmezí 20–40 °C. Původně se jedná okrátkodenní rostlinu, přičemž nové odrůdy nejsou k délce dne citlivé. Vyšší nároky nasvětlovšak přetrvávají. Kukuřice je náročná na vodu – vytváří mohutný kořenový systém sahající do hloubek od 1–4 m, pokud tomu dovolujepůdní profil. Preferuje hluboké a propustnépůdy. Nesnáší naopak půdy obsahující hrubší frakce (písek), suché či zamokřené. Není odolná vůčizasolení. Preferuje půdy neutrální s vyšším obsahem organického materiálu a živin.
Správná agrotechnika pěstování kukuřice předpokládá pěstování v pestrémosevním postupu, včetně pěstováníkrycích plodin. Na počátku založení kultury je podmítkastrništěneboúhoru, následuje hlubší orba, doplněná hnojením. Poté se připravujeseťové lůžkosmykováním a vláčením. Následuje setí do řádek vzdálených 50–60 cm. Ve střední Americe se stále používá tradiční systém setby, kdy se do jednoho dolíku vyseje semínko kukuřice, dýně a fazole. Pokud není použita krycí plodina, provádí se meziřádkové ošetření proti plevelům a škůdcům včetně prokypření půdy. V oblastech s nízkými srážkami nebo nedostatkem vody jsou aplikoványzávlahy. Poslední operací je sklizeň. Sklízí se buď na semeno (vtechnické zralostipři vlhkosti 25–30 %) nebo nasiláž.
Choroby:
Škůdci:
V 60. letech 20. století byla vegetační doba pěstovaných odrůd kukuřice minimálně 120 dnů, nejběžnější odrůdy kukuřice v roce 2017 měly vegetační dobu přes 100 dní.Nejrychleji rostoucí kukuřici v roce 2017, s vegetační dobou pouze 70 dnů vyšlechtila společnostDowDuPont, v té době ale už na Aljašce byla šlechtěná kukuřice, která dokázala vyrůst za 60 dní.Tuto kukuřici se podařilo vypěstovat na polích vzdálených 190 kilometrů odseverního polárního kruhu.
V rozvinutých zemích se kukuřice pěstuje převážně jako krmivo pro dobytek ať už ve formě zrna či siláže, nebo jako surovina prozpracovatelský průmysl. Její přímá spotřeba jako potraviny je okrajová, přestože roste význam sladké kukuřice jako zeleniny. V potravinářském průmyslu slouží kukuřice jako zdrojoleje,škrobu,glukózy,fruktózového sirupuabioetanolu. Uvažuje se rovněž o použití kukuřice pro výrobu biodegradovatelných plastů aproteinůpro medicínské účely. Protože kukuřice neobsahujelepek, vyrábí se z ní bezlepkovámoukavhodná k pečeníchlebanapř. proceliatiky.
V rozvojových zemíchLatinské Amerikya vAfriceje kukuřice převážně spotřebována jako hlavní zdroj kalorií pro venkovské obyvatelstvo. V rozvojových zemíchAsieje zhruba vyrovnané její použití jako potraviny i jako krmiva. Ve své domovské zemi Mexiku je kukuřice nedílnou součástí kultury a je nejenom přítomná téměř ve všech potravinách, ale suché stonky se používají jako stavební materiál pro ohrady a střešní krytiny, listy pro tvorbu rohoží atd.
Ze světové produkce kukuřice na zrno se přímo jako potravina spotřebuje zhruba 21 %.
U kukuřice pěstované na zrno je důležitou charakteristikou složení endospermu. Na základě této charakteristiky se rozlišuje pět různých typů kukuřice:
Při pěstování na zrno se nechává kukuřice důkladně vyschnout na poli a sklízí se až pozdě na podzim, nezřídka i na jaře následujícího roku. V našich podmínkách se kukuřice pěstuje převážně na siláž, v tomto případě se sklízí zelená ještě před dozráním palic.
Kukuřici je vhodné před dalším zpracováním povařit svápnemnebo jinou zásaditou látkou. Tento proces se nazývá nixtamalizace a pomáhá k oddělení slupky, zvyšuje biologickou dostupnosttryptofanu(proteinogenní aminokyseliny) aniacinu(důležitého vitamínu), zvyšuje nutriční hodnotu kukuřice a činí ji chutnější a stravitelnější. Působením alkalických látek se niacin vázaný nahemicelulózu(niacytin) uvolní a může být využit organismem. Nedostatek niacinu může způsobitpellagru.Sekundárním benefitem je zvýšení obsahu minerálů (zejména vápníku při použití vápna) a výrazná deaktivace mykotoxinů produkovaných plísněmiFusarium verticillioidesaFusarium proliferatum, které kukuřičná zrna běžně napadají.
Výtrusy cizopasné houby –sněti kukuřičné, která na kukuřičných klasech parazituje, obsahují alkaloidy podobné složením a účinkem alkaloidůmnámele.
Podle ročenkyFAOse výměra kukuřice mezi lety 1970 až 2009 zvýšila ze 113 milionů hektarů na 159,5 mil. ha, průměrný výnos stoupl z 2,35 t/ha na 5,12 t/ha a celková produkce tak vzrostla z 266 mil. tun na 817 mil. tun. Výnosy kukuřice v rozvinutých zemích jsou výrazně vyšší díky použití hybridního osiva, zavlažovacích systémů, hnojení a ochrany před škůdci.
V České republice dochází k postupnému zvyšování plochy oseté kukuřicí. Od počátku 90. let vzrostla výměra kukuřice z přibližně 30 000 ha na 85 000 ha v roce 2003. Rovněž hektarové výnosy u kukuřice na zrno vzrostly za stejné období z přibližně 4,5 t/ha na 5,5 t/ha v roce 2003 a dokonce na 6,4 t v roce 2004. U kukuřice na siláž se v našich podmínkách dosahuje výnosů okolo 30 t/ha (v roce 2004 činil průměrný výnos 32,4 t/ha).
Hlavními odrůdami kukuřice jsou: kukuřice obecná, neboli tvrdá (Zea maysconv.vulgarissyn.Z. maysconv.indurata), tzv. „koňský zub“ (Z. maysconv.identatasyn.Z. maysconv.dentiformis), kukuřice pukancová (Z. maysconv.microspermasyn.Z. maysconv.everta), kukuřice škrobová (Z. maysconv.amylacea) a kukuřice cukrová (Z. maysconv.saccharata). Kukuřice pukancová má dvě formy. Je toZea maysconv.evertavar.leucornisaZ. maysconv.evertavar.oryzoides.
Kukuřice je významný modelový organismus používaný v genetice a vývojové biologii. Americká genetičkaBarbara McClintockobjevila při práci s kukuřicítranspozony, za což dostala v roce1983Nobelovu cenu.
Mnoho kontroverzí vyvolává pěstovánígeneticky upravené(Genetically modified– GM) kukuřice. Tatotransgenníplodina má mnoho zarytých odpůrců, mezi něž patří britský následník trůnu princ Charles, environmentální organizace jako napříkladGreenpeacea některé asociace bio-zemědělců.Zrovna tak proponenti geneticky modifikované kukuřice, mezi které patří velké biotechnologické společnosti jakoMonsanto, Pioneer Hi-Bred čiSyngentaprosazují svůj pohled na GM kukuřici velmi tvrdě a často bezohledně.
Většina GM kukuřice je pěstována vUSA,Kanadě,Jihoafrické republicea veŠpanělsku. Od roku 2005 se pěstuje rovněž v České republice, zatím jako první a jediná transgenní plodina. V současné době je nejběžnější GM kukuřice s vloženým genem z půdní bakterieBacillus thuringiensis(odtud Bt-kukuřice), který kukuřici propůjčuje odolnost proti škodlivému zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis) nebo bázlivci kukuřičnému (Diabrotica virgifera). Produktem tohoto genu jeprotein, který je nejprve aktivován trávicímienzymycílového hmyzu a poté se specificky váže na receptory v jeho střevech, kde vytváří póry. Stejný protein používají pro kontrolu hmyzu ekologičtí zemědělci od první poloviny 20. století. Tento protein je neškodný pro jiné druhy hmyzu, zvířata či ptáky a díky tomu, že se v trávicím ústrojí člověka velmi rychle rozkládá, nehrozí ani riziko alergenních reakcí.
Výtky odpůrců jsou většinou namířeny proti použití genového inženýrství jako takového. Mezi nejčastější výtky odpůrců patří možnost vznikualergenníchreakcí u spotřebitelů, nechtěný negativní efekt na necílové druhy hmyzu a nekontrolovanékříženís netransgenní kukuřicí či s divokými příbuznými. Především v Mexiku má tato poslední obava racionální základ. Je zapotřebí chránit bohatství lokálních středoamerických odrůd kukuřice, protože představují zdroj biodiverzity pro její další šlechtění. Proto by se mělo zabránit jejich křížení s moderními odrůdami (nezávisle na tom jde-li o GM-odrůdy). V Mexiku je z těchto důvodů pěstování jakékoliv GM kukuřice zakázáno.
Naproti tomu zastánci použití transgenních odrůd tvrdí, že GM-kukuřice snižuje množství toxických chemikálií nutných k ochraně úrody před škůdci. GM odrůdy mohou mít rovněž příznivý vliv nabiodiverzitu, protožeBt-toxinpůsobí pouze na housenky okusující kukuřici, zatímco chemická ochrana nespecificky zabíjí veškerý hmyz. Bylo rovněž prokázáno, že GM kukuřice snižuje riziko vývojových deformací u hispánské populace, pro které je kukuřice podstatnou složkou stravy. Je-li kukuřičné zrno nakousnuto od hmyzu, snadněji se na něm uchytí plíseňFusariumprodukující vysoce nebezpečný toxin fumonisin. Díky nižšímu napadení hmyzem by množství fumonisinu v GM kukuřici mělo být nižší.
Kukuřice je komoditní surovinou stejně jako např. kakao, měď nebo ropa, se kterou se obchoduje na komoditních burzách.