Moderní způsoby hospodaření Způsoby hospodaření, plodiny - obiloviny Michal Hejcman
• Konvenční – prioritou je maximalizace zisku, používání pesticidních přípravků a regulátorů růstu. Neklade důraz na ochranu životního prostředí a ochranu přírody, rezidua v potravinách, nedodržování osevních postupů atd… • Integrovaný – zohledňuje obojí, jak ochranu životního prostředí, tak produkci, využívá všech metod k udržování škodlivých činitelů pod prahem škodlivosti, přesná aplikace přípravků a hnojiv vychází z konkrétních porostních podmínek, klimatu, půdních vlastností, systém precizního zemědělství • Ekologický (organický) - speciální způsob hospodaření, podpora biologické rozmanitosti – široká škála pěstovaných plodin a hospod. zvířat. Dbá na ochranu životního prostředí, zákaz používání většiny agrochemikálií, léků, synchronizace říje apod., řídí se zákonem č. 242/2000 Sb. o ekologickém zemědělství.
Precizní zemědělství
• Konstrukce map
Ekologické zemědělství
Základní rozdělení u nás pěstovaných plodin • • • • • • •
Přehled světově nejčastěji pěstovaných obilnin • č. Poaceae – pšenice obecná (Triticum aestivum), p. tvrdá (T. durum), p. naduřelá (T. turgidum), p. špalda (T. spelta), ječmen obecný (Hordeum vulgare), žito (Secale cereale), tritikale (Triticosecale), oves (Avena sativa), kukuřice (Zea mays), čirok obecný (Sorgum vulgare), bér vlašský (Setaria italica), proso (Panicum miliaceum), rýže (Oryza sativa), dochan klasnatý (černošské proso, Pennisetum americanum), Milička habešská (Eragrostis abyssinica) • č. Polygonaceae – pohanka (Fagopyrum esculentum) • č. Amaranthaceae – laskavec ocasatý (Amaranthus caudatus)
• Nejrozšířenější skupinou pěstovaných plodin na světě (u nás zhruba 55% orné půdy) • V některých zemích i 80 % podíl na výživě lidské populace (v tropech rýže) • V rozvinutých zemích je mnohem vyšší spotřeba krmného obilí než v rozvojových • Výhodou obilek je dlouhodobá skladovatelnost
Zastoupení osevních ploch obilovin v ČR 1200000 1000000 800000
Wheat Rye Barley
600000
Oats Grain maize
400000 200000 0
19 20 19 25 19 30 19 35 19 46 19 51 19 56 19 61 19 66 19 71 19 76 19 81 19 86 19 91 19 96 20 01 20 06
•
Obiloviny – produkují suché plody (obilky) dlouhodobě skladovatelné. Glycidové zrniny, Sláma, využití i na „zelené krmení“ Luskoviny – produkce suchých semen, bílkovinné zrniny. Využití i k pícním účelům – hrách. Olejniny – produkce suchých semen s vysokým obsahem tuku, kratší skladovatelnost – rozklad tuků. Přadné plodiny – pěstování pro sklerenchymatická vlákna, vedlejší produkt často olejnatá semena Bulevnaté okopaniny – hlavní produkt dužnaté bulvy s nižší skladovatelností. Produkce glycidů – potravinářské a krmné účely. Hlíznaté okopaniny - jsou pěstovány pro podzemní hlízy, krátkodobá skladovatelnost. Listnaté okopaniny – dužnaté nadzemní orgány sloužící zejména ke krmným účelům. Speciální plodiny – obsahují specifické účinné látky (silice, hořčiny, glykosidy, alkaloidy atd…) Pícniny – pěstovány pro objemnou píci na orné půdě a trvalých travních porostech. Zkrmovány buď čerstvé nebo konzervované.
Hectare
•
Obilniny
Year
Fenologické fáze (zjednodušeně)
Fenologické fáze pšenice (ozimé)
• • • • • • •
Klíčení Vzcházení Odnožování Sloupkování Metání Kvetení Zrání – tvorba obilky, mléčná, vosková a žlutá zralost • Plná zralost – zaschlá a odumřelá rostlina, obilka tvrdá
Proč je nutné znát fenologické fáze? • V různých růstových fázích je možné podle potřeby ovlivnit výnosové prvky obilovin (počet klasů na jednotku plochy, počet zrn v klasu, hmotnost 1000 semen) • Kompenzační schopnost obilovin – např. nižší počet klasů na plochu může být kompenzován vyšším počtem zrn v klasu • Využití hnojiv, regulátorů růstu a jiných zásahů
Pšenice obecná
Pšenice obecná • • • • • • • • • •
U nás nejpěstovanější plodina (zhruba 50% ploch obilovin) Pěstuje se ve dvou formách – jarní (6%), ozimá (94%) Zrno je surovinou pro výrobu kynutého a nekynutého pečiva, škrobu, etanolu Velká přizpůsobivost k různým pěstitelským podmínkám Nejlépe se jí daří na půdách středních až těžších s neutrální až slabě kyselou půdní reakcí Nesnáší půdy lehké, vysýchavé, kyselé a zamokřené Náročná na půdní podmínky a obsah živin v půdě. Kvalita potravinářské pšenice je dána obsahem N látek a lepku Potravinářské kvality lze dosáhnout ve vyšších polohách s chladnějším klimatem a vyššími srážkami jen v příznivých letech Rozdělení odrůd podle pekařské jakosti: E – elitní, A – kvalitní, B – chlebová, C – nevhodná pro pekařské účely (s příznivými vlastnostmi pro jiné využití)
Setí pšenice
Pšenice obecná • Hloubka setí: 4 – 5 cm • Ozimá termíny setí – podle výrobní oblasti (kukuřičná 26.9 – 15.10., bramborářská 16.9. – 5. 10.) • Termín setí ovlivňuje přezimování porostu • Hnojení: základní (před setím na podzim),regenerační (po zimě, kdy rostliny začínají růst, 30 – 40 kg N/ha, pevná hnojiva), produkční (důležité pro udržení vysoké produktivity porostu, počet plodných stébel a počet kvítků, kapalná hnojiva 40 – 50 kg N/ha), kvalitativní (pozdní – zlepšuje mlynářsko-pekárenské vlastnosti zrna, od konce sloupkování do metání)
Hnojení a aplikace pesticidních přípravků
Sklizeň - žně
• mlátička
Pšenice špalda • • • • • • • • •
Na rozdíl od pšenice seté má pluchaté obilky (nutné loupání) a rozpadavý klas V historii hojně pěstovaný druh, na germánských územích od doby železné Ustoupila v 19. století Používala se k pražení nedozrálých obilek Dietní obilovina pro vyšší obsah základních látek ale i vitamínů a esenciálních aminokyselin Horší pekárenská jakost pro běžné výrobky Formy ozimé i jarní Stejná produkce biomasy, ale nižší sklizňový index proti p. seté Oblíbenou plodinou v ekologickém zemědělství
Pšenice tvrdá • Druhý nejrozšířenější druh (9% světové plochy pšenice) • Převažují jarní formy, ozimé jsou málo mrazuvzdorné a méně kvalitní • Využití zrna: výroba těstovin, pevný a tuhý lepek, nevhodná na výrobu chleba (malý objem pečiva) • Odvozena od pšenice dvouzrnky, pěstována již 1000 let před n. l. ve Středomoří • U nás pěstována minimálně • Dosahuje o 10 – 20 % nižších výnosů
Pšenice dvouzrnka
• Obilky z archeologických nálezů
Žito • •
•
• •
Dříve se jako plevelná rostlina přenášela s pšenicí Při postupu pěstování pšenice na sever se zvyšoval podíl žita až se začalo pěstovat v čisté kultuře či ve směsi s pšenicí Je vhodné do klimaticky a půdně méně příznivých podmínek, snáší mrazy a méně vyzimuje U nás se pěstuje pouze v ozimé formě i když jarní odrůdy také existují U nás se hojně pěstovalo od středověku až do pol. 20. stol.
Žito – příčiny poklesu pěstování • Ozimá pšenice žito výnosově překonává • Technologie výroby žitného chleba je pro velkovýrobu náročnější než příprava pšeničného chleba • Sklon k poléhání a porůstání, obtížnější sklizeň • Moderní krátkostébelné odrůdy nepřinesly podobné výnosové přírůstky jako u pšenice • Šlechtitelský pokrok až v 90. letech: zavádění hybridních odrůd, které jsou o 10 – 20 % výnosnější • Omezené využití přebytků žita ke krmným účelům – horší skladba základních živin
Žito • Hlavní oblast pěstování: Německo, Polsko, Ukrajina, hlavní obilovina na písčitých půdách • Není náročné na ochranu proti chorobám a škůdcům, nenáročné na hnojení • Hlavní plodinou marginálních oblastí (společně s triticale a ovšem) • Pícninářské využití – jednoletá pícnina, časně jarní píce • Pěstování námele pro farmaceutické účely (paličkovice nachová Claviceps purpurea)
Žito •
• • • • •
Hybridní odrůdy – uplatnění heterózního efektu, výnos o 10 – 20 % vyšší ve srovnání s klasickými populačními odrůdami, vyšší produktivita klasu – větší počet zrn o 10 – 18 %. Produkce osiva by měla probíhat v nižších polohách kde je menší riziko infekce plísní sněžnou Velká autoregulační schopnost při tvorbě výnosu (výnos zrna může být stejný u řídkého i hustého porostu) Žito je jedinou obilninou (prvé skupiny), která je cizosprašná, větší izolační vzdálenost při množení osiva Dočasné ukládání asimilátů do pletiv horního internodia, poté převod do obilky – snížení výšky rostliny nepřineslo požadovaný výnosový efekt Výrazně výnosově stabilní
Tritikale • Plodný hybrid získal německý šlechtitel Rimpau v roce 1888 • Cílem křížení bylo spojit vlastnosti žita (nenáročnost) a pšenice (vysoký výnos) • Vysoká výnosnost i v horších podmínkách • Tolerantnost k horší předplodině, pH, Al • Menší nároky na hnojení • U pícninářských odrůd vysoký výnos píce
Ječmen – přehled užitkových směrů • Ječmen krmný – víceřadé i dvouřadé formy, oziné i jarní formy, vysoký obsah bílkovin • Ječmen sladovnický – u nás většinou jarní ječmen, mnoho požadavků na jakost – jakost dána ve větší míře prostředím a dále geneticky • Ječmen průmyslový – produkce etanolu, whisky, ječného škrobu, výroba kosmetických a farmaceutických přípravků • Ječmen potravinářský – dietní potraviny k prevenci civilizačních chorob, odrůdy s vyšším obsahem vlákniny a beta glukanů • Ječmen pícninářský – vhodné pro zakládání podsevů jetelovin, meně odnožující, GPS – sklizeň celých rostlin v mléčně-voskové zralosti
Ječmen • Dříve používán na výrobu chleba • Léčivá rostlina – protizánětlivé a antiseptické účinky • Od 17. století se rozšířilo sladování ječmene
Ječmen • Xerofylní druh – pěstování i v kontinentálních oblastech • Nejširší areál pěstování ze všech obilovin, 10% veškerých ploch obilovin a 9,5 % podíl na výnosu
Oves • Původně plevelná rostlina, cílené pěstování z období přelomu doby bronzové a železné (1000 let př. n. l.) • Vysoká nutriční hodnota daná vysokým obsahem bílkovin a tuku • Ovesná kaše – oblíbená u Germánů a v armádách Římanů
Proso •Teplomilná a suchovzdorná obilnina s krátkou vegetační dobou
Kukuřice • Do Evropy dovezena pravděpodobně roku 1493 • Původní v Jižní a střední Americe • Na Slovensku od roku 1725 • Okrouhlá, koňský zub, polozubovitá, pukancová, cukrová, škrobnatá, vosková, • Širokořádkové kultury – erozní ohrození pozemků
Rýže • Jednoletý druh se silnou odnožovací schopností
Pohanka • Teplomilná plodina, dietetická plodina • V době křesťanství ji začínali pěstovat pohané – odtud český název
Laskavec ocasatý • Výroba dietních potravin • Okrasná, hojně pěstovaná rostlina
Čirok • Pochází z tropických oblastí Afriky, nejvýzna mnější obilnina aridních oblastí
Broadbalk wheat experiment (UK)
Broadbalk wheat experiment (UK) Sir John Bennet Lawes
Broadbalk wheat experiment (UK) • Žlutá barva – deficit N • Tmavě zelená – nadbytek N
Založení pokusu: 1843 Kontinuální pěstování pšenice Varianty hnojení: hnůj, minerální N, P a K hnojiva, kombinace hnoje a minerálních hnojiv Kontrola bez hnojení
Sir Joseph Henry Gilbert
Broadbalk wheat experiment (UK)
Odrůdy obilovin
Pšenice obecná – různé délky stébla
Ivanovice Crop Rotation Experiment – na černozemi
Odrůdové zkoušky v různých výrobních oblastech
Ivanovice Crop Rotation Experiment
Kunzová E., Hejcman M. (2008) Yield development of winter wheat over 50 years of FYM, N, P and K fertilizer application on black earth soil in the Czech Republic. Field Crop Research, in press.
Ivanovice Crop Rotation Experiment
Ivanovice Crop Rotation Experiment
Kontrola
Ivanovice Crop Rotation Experiment
• Kontrola
Ivanovice Crop Rotation Experiment
• Vliv odrůdy na výnos zrna
Lukavec Crop Rotation Experiment – kambisol kyselá
Ivanovice Crop Rotation Experiment – chemické rozbory půd N, P, K (kg ha-1) Treatme nt
P assessme nt pH (CaCl 2)
P (mg kg1)
K assessme nt K (mg kg1)
Mg assessme nt Mg (mg kg1)
Corg . (%)
11
20, 10, 30
7.2
151.3
High
260.0
Good
193.5
Good
2.66
14
86, 50, 117
7.1
193.8
Very high
307.5
Good
210.0
Good
2.43
21
0, 0, 0
7.4
111.8
Good
185.8
Good
212.0
Good
2.51
24
94, 14, 44
7.2
122.5
High
241.3
Good
206.5
Good
2.51
Lukavec Crop Rotation Experiment
Lukavec Crop Rotation Experiment
• Kontrola
• Kontrola
Výnosy ozimé pšenice v ČR
Lukavec Crop Rotation Experiment
Mean grain yield in the Czech Republic
9
Mean grain yield in the Ivanovice Crop Rotation Experiment
8
Mean grain yield in the Lukavec Crop Rotation Experiment
7 6 5 4 3 2 57 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07
-1
Grain yield (t ha )
10
Year
