Učební texty pro popularizátory vědy

Studijní opora k výukovému modulu v oblasti přírodních věd „MPV8 Zemědělství – Nové plodiny, nové technologie“ byla vytvořena v rámci projektu „Poznej tajemství vědy“. Projekt s reg. č. CZ.1.07/2.3.00/45.0019 je financován z operačního programu vzdělávání pro konkurenceschopnost a státního rozpočtu České republiky. Výukový modul představuje nástroj pro vzdělávání cílové skupiny (zájemci o vědu) ve specifickém tématu v rámci přírodních a technických věd. Tento modul popularizační formou seznámí potenciální zájemce o vědecko-výzkumnou práci s vědeckým přístupem (schopností odhalovat skryté příčiny dějů, rozpoznávat falešnou analogii). Dále motivační formou ukáže práci domácích i zahraničních výzkumníků v terénu i v laboratořích. Výukový modul je tvořený unikátním textem, obsahujícím:

 Učební texty pro popularizátory vědy  Pracovní aktivity pro studenty a žáky, min. 5 aktivit pro SŠ, 3 aktivity pro ZŠ 2. st., 1 aktivita pro ZŠ 1. st.):  popis vědeckých/badatelských aktivit (v laboratoři či terénu),  pracovní listy,  návody na experimenty a měření,  dvě strany odborného anglického textu.

 Metodická příručka Materiál vytvořil expertní tým Vysoké školy podnikání. Michálkovická 1810/181, 710 00 Slezská Ostrava. Vysoká škola podnikání, a.s. poskytuje vysokoškolské vzdělávání v akreditovaných studijních oborech programu Ekonomika a management pro bakalářské a magisterské studium už od roku 2000. Primární strategií při naplňování tohoto poslání je poskytovat vzdělávání, služby a výzkum k podpoře a rozvoji podnikavosti a podnikání prostřednictvím definovaných podnikatelských rolí, hodnotové orientace a klíčových kompetencí. Posláním školy je připravovat odborníky, kteří rozumí podnikání jako celku. Cílem VŠP je vychovávat podnikatele a manažery, kteří mohou být uplatnitelní a úspěšní v různých profesích a oborech. Studium je proto velmi přizpůsobeno praxi a požadavkům zaměstnavatelů. Garant: prof. Ing. Vítězslav Zamarský, CSc. Autoři: Petr Hába

© Vysoká škola podnikání, a.s., 2015

2

OBSAH ČÁST A SEZNÁMENÍ POPULARIZÁTORA VĚDY S TÉMATEM ................................................ 8 1. Úvod ................................................................................................................................................... 9 Člověk jako součást potravinového řetězce ....................................................................................... 9 Nezbytnost zemědělství pro výživu a život člověka ........................................................................ 10 Hodnota půdy ................................................................................................................................... 11 2. Lokalizace v čase, místě a prostoru ................................................................................................ 17 Vývoj společnosti a zemědělství od neolitu po současnost s odhadem do blízké budoucnosti – rozvoje a pády civilizací. .................................................................................................................. 17 Předpoklad vývoje klimatických změn ve střední Evropě a zohlednění globálního vývoje a jeho dopadů na střední Evropu ................................................................................................................. 19 Znehodnocování zemědělské produkce ........................................................................................... 27 Předpoklad vývoje zdrojů surovin a energií, dosažitelná soběstačnost ........................................... 29 Podmínky a charakter zemědělské činnosti v Moravskoslezském kraji MSK................................. 33 3. Přínosy a dopady současných metod obdělávání půdy a pěstování plodin ..................................... 36 Zvýšení výnosů plodin, zmenšení druhové diverzity plodin, energetické plodiny .......................... 36 Organické a anorganické hnojení versus výnos ............................................................................... 40 Metody obdělávání půdy .................................................................................................................. 42 Bezorebné a normální zpracování půdy. .......................................................................................... 42 Řešení otázky plevele – přirozeně nebo chemicky .......................................................................... 45 Dopady na kvalitu půdy, krajinu a ekosystém (herbicidy, pesticidy-resistence, superweeds atd) . 51 Dopady stimulace růstu na kvalitu plodin-obsah minerálů, nutriční hodnota, obsah kontaminantů. .......................................................................................................................................................... 54 Dopady na hospodářská zvířata-kvalita masa, obsah kontaminantů ................................................ 59 4. Úspěšné zemědělské systémy v historii ........................................................................................... 64 Civilizace východní Asie ................................................................................................................. 65 Římská říše ....................................................................................................................................... 66 La Culture Maraîchère-French Intensive gardening ........................................................................ 68 České země na začátku minulého století (předindustriální, před-agrochemická éra) ...................... 71 5. možné směry vývoje ........................................................................................................................ 72 Pokračování stávajících metod a jejich limity.................................................................................. 72 Nové směry-hydroponie, akvaponie, absorbční systémy ................................................................. 73 Bio produkce .................................................................................................................................... 76 Nové plodiny .................................................................................................................................... 77 Nové možnosti ve šlechtění.............................................................................................................. 81 Manipulace mikrobiomu jako jeden z nejperspektivnějších směrů vývoje ..................................... 81 6. Cíle nových metod zemědělství ....................................................................................................... 82

3

Možné řešení lokální produkce potravin .......................................................................................... 82 Biointenzívní metoda-popis ............................................................................................................. 83 Přednosti Biointenzívní metody ....................................................................................................... 84 Projekt Biosphere ............................................................................................................................. 84 Klíčové rozdělení a zastoupení typů pěstovaných plodin v Biointenzívní produkci ....................... 85 7. Závěr ................................................................................................................................................ 87 8. Seznam použité literatury a zdrojů .................................................................................................. 88 ČÁST B Pracovní aktivity pro studenty a žáky ................................................................................... 89 9. Pracovní aktivity pro studenty středních škol .................................................................................. 89 Pracovní list č. 1: Vzhůru ke hvězdám a hlavně Slunci ............................................................... 89 Pracovní list č. 2: Jaké barvy se rostlinám líbí? ........................................................................... 97 Pracovní list č. 3: Čím nakrmit rostliny aneb mohou se i rostliny přejíst?................................. 103 Pracovní list č. 4: Jak často potřebují rostliny pít? ..................................................................... 111 Pracovní list č. 5: Detektivní pátrání po stopách původu potravin a z čeho vznikly. ................. 118 10. Pracovní aktivity pro žáky 2. stupně základní školy.................................................................... 124 Pracovní list č. 6: Kde se vzalo, co máme na talíři aneb s detektivem za původem potravin. ... 124 Pracovní list č. 7: Mají rostliny rády společnost? ....................................................................... 128 Pracovní list č. 8 Co se skrývá pod zemí? .................................................................................. 133 11. Pracovní aktivity pro žáky 1. stupně základních škol .................................................................. 138 Pracovní list č. 9: Život v půdě – pracovní list pro 1. stupeň ZŠ ............................................... 138 12. Pracovní listy s odborným textem v anglickém a českém jazyce ................................................ 144 Biointensive Sustainable Farming .................................................................................................. 144 Biointenzivní udržitelné zemědělství ............................................................................................. 149 ČÁST C Metodická příručka ............................................................................................................. 153

4

CÍL VÝUKOVÉHO MODULU

Popularizátor se seznámí s vývojem v různých oblastech zemědělské a potravinové produkce a samozřejmě s novými myšlenkami v oblastech navazujících, mezi něž patří například oblast zdrojů a surovin, stejně jako problematika klimatu a environmentálních procesů včetně ekologie. Rozšířením pole svých znalostí v těchto oblastech mu umožní zprostředkovat tyto poznatky dalším zájemcům o tuto problematiku a to nejen z řad studentů a žáků. Cílem tedy bude nastupující generaci poskytnout potřebné informace, které povedou k tomu, aby se vyvarovala chyb, které předešlé generace zanechaly v ekosystému naší země.

Znalosti

Tyto informace by mohly napomoci stávající společensko-hospodářské problémy řešit novým a vhodnějším způsobem, než tomu bylo v minulosti. Získané poznatky dovolí také zájemcům řešit konkrétní problémy a činnosti spojené s produkcí potravin nebo ochrany životního prostředí, Především mu však umožní lépe chápat další jevy v živé přírodě a ekosystému.

Získané poznatky dovolí také zájemcům řešit konkrétní problémy a činnosti spojené s produkcí potravin nebo ochrany životního prostředí, Především mu však umožní lépe chápat další jevy v živé přírodě a ekosystému.

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu je 42 hodin.

5

Dovednosti

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ARSAN

Alberta Rural Sustainable Alternatives Network-Kanada

CENIA

Česká informační agentura životního prostředí

EU

European union Evropská Unie

FAO

Potravinová a zemědělská organizace Spojených národů

FDA

Americká agentura pro kontrolu potravin a léčiv

LED

Eelektroluminiscenční dioda-zdroj světla

MSK

Moravskoslezský kraj

NASA

Americká agentura pro kosmický výzkum

NPK

hnojivo s obsahem dusíku fosforu a draslíku

PET

Polyethylentereftalát plastická hmota

pH

Jednotka aktivity vodíkových iontů v roztoku

PubMED

Databáze biomedicínských odborných článků na internetu

UV

Ultraviolet radiation Ultrafialové záření

VURV

Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha Ruzyně

6

Seznam symbolů a zkratek

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU

KLÍČOVÁ SLOVA

RYCHLÝ NÁHLED V MODULU

CÍL

ÚKOLY K PROCVIČENÍ

KONTROLNÍ OTÁZKA

ŘEŠENÍ

SHRNUTÍ KAPITOLY

7

ČÁST A SEZNÁMENÍ POPULARIZÁTORA VĚDY S TÉMATEM CÍL Po úspěšném a aktivním absolvování Popularizátor se seznámí s vývojem v různých oblastech zemědělské a potravinové produkce a samozřejmě s novými myšlenkami v oblastech navazujících, mezi něž patří například oblast zdrojů a surovin, stejně jako problematika klimatu a environmentálních procesů včetně ekologie. Rozšířením pole svých znalostí v těchto oblastech mu umožní zprostředkovat tyto poznatky dalším zájemcům o tuto problematiku a to nejen z řad studentů a žáků. Cílem tedy bude nastupující generaci poskytnout potřebné informace, které povedou k tomu, aby se vyvarovala chyb, které předešlé generace zanechaly v ekosystému naší země.

Znalosti

Tyto informace by mohly napomoci stávající společensko-hospodářské problémy řešit novým a vhodnějším způsobem, než tomu bylo v minulosti. Získané poznatky dovolí také zájemcům řešit konkrétní problémy a činnosti spojené s produkcí potravin nebo ochrany životního prostředí, Především mu však umožní lépe chápat další jevy v živé přírodě a ekosystému.

Získané poznatky dovolí také zájemcům řešit konkrétní problémy a činnosti spojené s produkcí potravin nebo ochrany životního prostředí, Především mu však umožní lépe chápat další jevy v živé přírodě a ekosystému.

Dovednosti

KLÍČOVÁ SLOVA Udržitelný rozvoj, potravinová soběstačnost, ochrana půdy, ochrana ekosystému, kontaminace potravin, znečištění životního prostředí, suroviny a zdroje, ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu je 42 hodiny.

8

1. ÚVOD Člověk jako součást potravinového řetězce Člověk je zákonitě jako vše živé v přírodě součástí potravinového řetězce. Vzhledem k tomu, že je všežravec, je v tomto řetězci na jedné z nejvyšších pozic. Jeho výživa a tedy i existence je naprosto závislá na všech předchozích článcích tohoto řetězce. Je proto nezbytné, nejen aby maximálně těžil ze své pozice v tomto řetězci, tedy podřizoval ostatní články potravinového řetězce svým zájmům, ale také je důležité, aby tyto články, které jeho existenci umožňují, příliš svými požadavky nezatížil nebo nepoškodil. Pak by byla totiž ohrožena i jeho vlastní existence vzhledem k propojenosti celého systému života na Zemi. Obrázek 1: Výživová pyramida

Zdroj: http://www.mycarforum.com/uploads/monthly_06_2010/post-30205-1277788874.jpg

V základně této pyramidy můžeme vidět převážně organismy, které anorganickou nebo původně živou, ale odumřelou anorganickou hmotu transformují do podoby dostupné „producentům“. To jsou 9

převážně rostliny, případně mechy a lišejníky, tyto jsou zdrojem potravy pro další patro pyramidy, což jsou býložravci, případně všežravci a tito jsou následně potravinovým zdrojem sekundárních konzumentů, k nim v podstatě patří i člověk, pro nějž jsou zdrojem organizmy ze dvou nejvyšších pater této pyramidy. V další části práce poukážeme na jeden důležitý aspekt této potravinové sekvence, a to je vzestupný růst koncentrace škodlivých látek ve směru k vrcholu pyramidy. Tento jev se nazývá biomagnifikace.

Úvaha: Člověk je naprosto existenčně závislý na zdrojích ležících níže než je jeho pozice v potravinové pyramidě. Jeho chování vůči nim a potažmo vůči celé přírodě a ekosystému, by mělo být úměrné důležitosti této vazby.

Nezbytnost zemědělství pro výživu a život člověka Člověk dosud nenalezl jinou možnost získávání potravy, tedy energie pro svou existenci, než využívání energie ve formě potravy ze zdrojů stejné, nebo nižší úrovně potravinového řetězce. Primární energie Slunce a Země, transformované prostřednictvím rostlin a poté zvířat jsou následně spolu s rostlinami součástí jeho výživy. Obrázek 2 Návaznost produkce potravin

Zdroj: http://www.vitejtenazemi.cz/cenia/index.php?p=mapa_obrazku&site=puda

10

Primární transformace, tedy transformace pomocí rostlin, je naprosto klíčová pro všechny ostatní živé bytosti na planetě. Žádný tvor v živočišné říši totiž není schopen jako zdroj pro svůj život a růst použít anorganické látky. Toto dokážou pouze rostliny a jiné nižší živé organizmy, samozřejmě s přispěním slunečního záření, případně dalších forem energie. I přes klesající zastoupení populace v současné zemědělské činnosti dané hlavně mechanizací a technologiemi (před sto lety pracovalo v zemědělství přes 35 procent obyvatel, nyní kolem 12 procent) je zemědělská činnost jediným zdrojem potravy! Z toho plyne její důležitost a důvod se jejími dalšímu vývoji intenzívně věnovat. Samozřejmě pokud se nechceme vrátit do období lovců a sběračů. Hodnota půdy Spolu s rostoucími požadavky na výživu narůstajícího množství obyvatel planety vyvstává problém způsobený intenzivní zemědělskou činností, kdy přirozený ekosystém není schopen kompenzovat ztráty a škody, které člověk prostředí způsobuje. Tyto škody jsou způsobeny odčerpáváním živin, minerálů a humusové složky z půdy, případně zátěží nepřirozenými chemickými látkami a narušováním rovnováhy ekosystémů. Tyto ztráty neznamenají pouze snížení objemu vypěstovaných plodin, ale vzhledem k tomu, že půda je živý ekosystém, při překročení určitých mezí, čerpání těchto složek již není schopna regenerace a stává se mrtvou. Může dokonce dojít k jejímu úplnému znehodnocení, jak například vidíme v místech intenzívní průmyslové činnosti člověka, zde vznikají tzv. brownfields. Na obrázku můžeme vidět lidskou průmyslovou činností těžce narušenou krajinu. Úrodná půda je pokryta zvětrávajícím betonem a prorůstajícími pionýrskými rostlinami. Je to však známka toho, že největší síla na zemi – život, již začal svou pionýrskou činností navracet člověkem zničené místo do přirozené podoby.

Národ, který zničí svou půdu, zničí sám sebe.

D. Roosevelt

Zdroj: Drew Talbot, 2013

11

Obrázek 3 Faktory ovlivňující úrodnost půdy

Zdroj: http://www.vitejtenazemi.cz

Na obrázku můžeme vidět základní faktory, které ovlivňují úrodnost půdy. Především se jedná o zásoby vody. Například zásoby podzemní vody za posledních padesát let poklesly na polovinu, a to jednak v důsledku posunujícího se pásu sucha, což je zapříčiněno klimatickými změnami, ale také nevhodnými úpravami v krajině. Množství vody vázané v půdě – vododržnost je omezována nedostatečným používáním organických hnojiv, které se účastní na tvorbě humusu. Dostupnost a uvolňování živin je ovlivněno půdní reakcí, tedy poměrem zásaditých a kyselých minerálů. Vlastní zprostředkování živin kořenům má pak na starosti půdní mikrobiom,symbioticky žijící s rostlinami na jejich povrchu, případně v okolní půdě. S nimi také souvisí požadavek na vhodnou půdní strukturu, protože ta nejen umožňuje kořenům rostlin dosáhnout potřebnou plochu ale i dostupnost atmosférických plynů pro rostliny ale i symbioticky žijící organizmy v bezprostředním okolí.

12

Obrázek 4: Koloběh živin ekosystému


Koloběh živin v ekosystému a v půdě. Na obrázku jsou zobrazeni reprezentanti prvních dvou pater výživové pyramidy. První patro představují hmyz, bakterie a houby rozkládající odumřelou organickou hmotu, která následně slouží jako zdroj živin pro rostliny a stromy. Atmosféra pak přispívá svým zdrojem kyslíku a dusíku. Na dalším obrázku se můžeme seznámit se základními typy půd vyskytujících se na našem území a další obrázek pak představuje mapu jejich výskytu.

13

Obrázek 4: Schémata půdních profilů


Černozemě jsou půdy, které se u nás vyskytují převážně v Hornomoravském úvalu a v Polabí. Jejich původ je v období teplejšího kontinentálního klimatu. Charakterizuje je hluboká humusová složka, která zasahuje do hloubky 60, výjimečně 100 cm. Půdní reakce je neutrální až mírně zásaditá. Jedná se o naše nejúrodnější půdy, avšak více trpí vysýcháním tedy v sušších letech mohou být výnosy z těchto půd horší než u hnědozemí. Hnědozemě se obvykle vyskytují ve vlhčím podnebí než černozemě. Jejich reakce je spíše kyselá až neutrální. V případě že je pod vrstvou ornice jílovohlinitá oblast, chová se tato půda lépe ve vztahu k zadržování vody a umožňuje tedy lepší podmínky pro pěstování v suchých letech. Jedná se o typické půdy bramborářských oblastí. Kambizemě jsou relativně mladé půdy vznikající ve vlhkém klimatickém pásmu, převážně pod listnatými lesy.Mají velmi členitou strukturu danou podložím, také jejich půdní reakce reflektuje charakter tohoto podloží a převážně je neutrální až kyselá, protože obsahuje málo alkalických hornin, které jsou většinou vyluhované. Podzoly, nebo podzosoly což je starý název vycházející z Ruštiny, charakterizuje půdy chudé, obsahující mladou humusovou složku na povrchu. Většina živin je vymývána do jílového podloží. Obsahují obvykle také větší množství kationtů hliníku který je fytotoxický. Reakce je kyselá a půdy jsou vhodné jen k pěstování lesa. Glejové půdy. Slovanský název opět pochází z lidové ukrajinštiny, kde označuje maz nebo klih a to také nejlépe charakterizuje vlastnosti půdy. Gleje jsou charakteristické vysokou hladinou spodní vody (40-80 cm), která způsobuje nedostatek kyslíku a anaerobní charakter edafonu neboli půdní mikroflory. Redukční a oxidační pochody v půde se mění podle toho, jak v průběhu roku kolísá tato hladina vody. Půdní reakce je kyselá a původní vegetace těchto půd jsou lužní lesy a později kyselé louky s možným výskytem rašelinišť.

14

Obrázek 5 Skupiny půdních typů v České republice


Obrázek 6: Půdní typy v Moravskoslezském kraji

Zdroj:http://www.globalchange.umich.edu/globalchange2/current/lectures/land_deg/land_deg.html

Půda však může být činností člověka a změnami klimatu výrazně změněna nebo dokonce ohrožena. Jedná se především o erozí způsobené odplavování svrchní části a humusu včetně vymývání živin. Změny klimatu pak způsobují změny ve vegetaci, která povrch půdy chrání a zajištuje její obnovu. Na dalších obrázcích tedy můžeme vidět oblasti na planetě, které jsou těmito faktory nejvíce zasaženy. Jak je zřejmé, jedná se o lidskou činnost, tedy zemědělsky nejvíce využívané oblasti. 15

Obrázek 7 Oblasti ohrožené degradací půdy

Zdroj: International Soil Reference and information Centre,Wageningen

Na obrázku můžeme vidět červeně a oranžově označené oblasti nejvážněji ohrožené degradací půdy, zelené oblasti, tedy oblasti bez tohoto nebezpečí jsou jak je vidět z mapy v podstatě oblasti málo obydlené jako lesy, pralesy, nebo tundra. Obrázek ukazuje vodní erozí ohrožené půdy u nás. Je z něj vidět, že se opět jedná o půdy intenzivně obhospodařované, tedy eroze je do určité míry způsobena touto lidskou aktivitou. Obrázek 8: Erodovatelnost půdy v ČR

Zdroj:VÚMOPv.v.i.

16

2. LOKALIZACE V ČASE, MÍSTĚ A PROSTORU Vývoj společnosti a zemědělství od neolitu po současnost s odhadem do blízké budoucnosti – rozvoje a pády civilizací. Lidstvo se v současné době nachází v jednom z období prudkého růstu a prosperity. Těchto období již bylo v historii několik, pojily se s existencí, rozmachem a následným úpadkem říší takových rozměrů jako byl například starý Egypt, Řím či v nedávné době Britské impérium. Je zajímavé sledovat souvislost fluktuací růstu a prosperity populací v závislosti na aktivitě Slunce a teplotě Země, stejně jako na zlomových objevech – jak v hospodářství /metody pěstování a druhy plodin /, tak ve využití zdrojů / průmyslová revoluce a využití nerostných paliv/. Obrázek 9: Kosmické vlivy na vývoj civilizací

Zdroj: http://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2013/07/kepler-trigon-ii1.jpg

Na obrázku můžeme sestupně vidět piktogramy velkých civilizací, pod nimi křivka ukazující míru sluneční aktivity reprezentované počtem slunečních skvrn, pod časovou osou pak koncentraci 17

organického uhlíku C14 a ještě níže křivku chladných obdobích. Obrázek 10 Množství spotřebované energie v průběhu lidské civilizace

Zdroj: http://www.eoearth.org/view/article/154959/

Na tomto zajímavé obrázku, lze v perspektivě 10 000 let vidět obrat lidstvem použité energie na zeměkouli. Maličké období zhruba 200 let, tedy od průmyslové revoluce případně středověku do současnosti reprezentuje používání energie a jeho zdrojů v řádu 10 exp14 kWh/rok, tedy obrovské a v historii s ničím nesrovnatelné množství uvolněné energie z fosilních zdrojů. Je nutné si uvědomit, že tato energie byla z klidového stavu uvolněna do systému a vzhledem k zákonu zachování energie se musí dopady této činnosti zákonitě projevit na změně klimatu.

Úvaha: Množství energie ze slunce hromaděné po dobu stovek milionů let do formy fosilních paliv je uvolněno zpět do atmosféry v průběhu pouhých několika set let! Každoroční spotřeba fosilních paliv uvolní do atmosféry 21.3 gigatun CO2, přičemž příroda je schopna zpětně absorbovat pouze polovinu tohoto množství! Limitujícím faktorem pro růst všech říší a také důvodem jejich kolapsů bývá buď vyčerpání zdrojů, zhroucení z přílišné expanze, protože systém lze efektivně kontrolovat nebo bránit pouze do určité velikosti a při zachování a vyrovnaném propojení jednotlivých částí. Kolaps také může nastat respektive se uspíšit z důvodu stagnace, kdy okolní jiné funkční systémy, které jsou na vzestupu potlačí nebo vytěsní systém, který je méně životaschopný nebo se již nachází za zenitem své prosperity. To jsou obecné přírodní zákony, které platí nejen pro mikroorganizmy, ale také pro vyspělé společnosti jako je například ta lidská!

Ještě jeden případ kolapsu je důležité zmínit a to kolaps ze zahlcení vlastními odpadními produkty. Ač se to bude zdát nadnesené, podobnost lze v přírodě také nalézt a to v mikrosvětě. Rozsáhlé kultury například kvasinek, které nejsou limitovány zdroji energie, se v důsledku extrémní činnosti otráví odpadními produkty svého metabolizmu, tedy například alkoholem, jak můžeme vidět při výrobě například vína – a vymřou. Měli bychom dbát na to, aby se lidstvu nestalo něco podobného s vedlejšími produkty své průmyslové činnosti….

18

Na následujícím obrázku můžeme vidět jeden z dopadů spalování obrovského množství fosilních paliv. Navýšení teploty v relativně uzavřeném systému jako je naše planeta a její atmosféra je dána jednak přímo uvolněnou tepelnou energií spalování paliv, navíc však uvolněným CO2 který, vytváří tzv. skleníkový efekt.

Obrázek 11 Kumulované teplo na zeměkouli

Zdroj: http://www.skepticalscience.com/graphics.php?g=46

Na obrázku můžeme vidět růst kumulované tepelné energie oceánu – modře a růst této hodnoty pro pevninu a atmosféru.

Předpoklad vývoje klimatických změn ve střední Evropě a zohlednění globálního vývoje a jeho dopadů na střední Evropu Z přiložených grafů vyplývá, že by lidstvo v současnosti mohlo před sebou mít ještě řadu desítek let relativně teplého klimatu /srovnáme-li situaci s hospodářským kolapsem dob miniledových okolo let 1700. Navýšení teplot ať už atmosféry, zemského povrchu nebo oceánu, zvláště energie kumulovaná ve vodních masách, je však tak obrovské, že tento přebytek vyvolává v systému velké nestability a tedy extrémní výkyvy počasí. S těmi se setkáváme zvláště v posledních zhruba 20ti letech. .Jedním ze souvisejících faktorů je také redistribuce srážek a dostupnost zdrojů vody, zvláště v oblastech s vysokou hustotou obyvatel (Čína, Indie, oblast Středozemí nebo střední Asie). Tady lze předpoklad, že tyto skupiny obyvatel budou hledat vhodnější místo k životu v okamžiku, kdy se 19

jejich životní prostor stane hospodářsky těžce využitelný a neproduktivní, což by mělo být podle prognóz již do roku 2030. Obrázek 12 Předpokládané oblasti na zeměkouli nejvíce ohrožené suchem v nejbližších 20-30 letech

Zdroj: http://www.dni.gov/index.php/about/organization/national-intelligence-council-global-trends

A podobná předpovědní mapa vypracovaná pro naše území. Vidíme, že největší riziko se týká jižní Moravy, kde se již dnes vyskytují značné problémy s nedostatkem vody a tendencí vývoje krajiny do podoby stepi Obrázek 13 Oblasti ohrožené suchem v ČR

Zdroj: www.gobbet.cz/projekt-o-suchu/

Vzhledem k tomu, že v ohrožených oblastech planety žijí skupiny obyvatel čítající stovky milionů jedinců, je nutno i tento faktor započítat do celkového pohledu na vývoj a možnosti zemědělství zde 20

ve střední Evropě, jednak proto, že velké množství plodin je do Evropy importováno právě z těchto oblastí a vlastní produkce a samostatnost je výrazně podceňována, za druhé proto, že obyvatelé těchto oblastí budou migrovat za zdroji vody respektive potravy. To může vést nejen k rozsáhlým přesunům obyvatel, ale i k lokálním konfliktům o vodní zdroje, náznaky tohoto vývoje můžeme vidět již nyní v povodí Missisipi, ve střední Asii v povodí Eufratu a Tygridu nebo ve státech ležících na řece Nil. V některých oblastech je již teď spotřeba vody na závlahu tak velká, že do zemí na dolním toku dotéká jen zlomek původního množství vody. Obrázek 14 Riziková místa sucha a hladu ve světě

Zdroj: www.veronica.cz

V případě, že tyto zdroje importovaných potravin zmizí, mohl by nastat i bez přihlédnutí k migraci velkého množství obyvatelstva problém s potravinami. Tomuto vývoji již nasvědčuje růst cen potravin v posledních desetiletích, přičemž tento růst není závislý pouze na cenách paliv, tedy primárně ropy, ale i ostatních zdrojů surovin, včetně minerálních hnojiv a agrochemikálií. Tento růst cen můžeme vidět na přiloženém obrázku, pro přesnost je však třeba podotknout, že ceny ropy jsou z velké části vytvářeny i uměle, dohodou podle současné hospodářské nebo politické situace, nicméně už nyní náklady na těžbu rostou s tím, jak se těžba přesouvá z pevniny na moře, respektive pod jeho hladinu a tak lehce dostupné zdroje ubývají. Postupné přibližování k „ropnému zlomu“ dále zvýší náklady na dopravu a nebude ekonomicky možné zboží přepravovat napříč kontinenty tak jako dosud.

„Zařizujeme si budoucnost podle toho, co nám vyhovuje dnes, nevědouce, zdali nám to bude vyhovovat zítra“ Jean Jacques Rousseau

21

Obrázek 15 Odhadovaný vývoj těžby ropy

Zdroj:http://www.exitmundi.nl/oilcrash.htm

Součet těchto faktorů, tedy šířící se oblasti sucha, znehodnocení půdy erozí a zhruba o 35 procent vyšší očekávaná potřeba potravin někdy kolem roku 2030, může vyústit do velmi kritických situací nebo konfliktů. Je tedy třeba velmi důsledně pracovat na problematice velmi efektivní závlahy, rezervních zdrojů vody a šlechtění a selekcí plodin s vyšší rezistencí na sucho, především však dbát na vlastní potravinovou soběstačnost, protože v případě nepříznivého vývoje si každý ze států bude primárně řešit svoji potřebu a nebude ochoten poskytovat své zdroje potravin. V tomto ohledu se Česká republika potýká v některých oblastech s nepříznivým vývojem, jak můžeme vidět z přiložených čísel. Obrázek 16 Míra soběstačnosti zemědělství ČR

Zdroj: http://www.ceskatelevize.cz/ct24

22

Obrázek 17: Míra soběstačnosti zemědělství ČR

Zdroj: http://www.ceskatelevize.cz/ct2

Obrázek 18: Osevní plochy brambor ČR

Zdroj: http://www.zarozvoj.cz/zemedelstvi-cr-od-roku-1989.p12.html

23

Další faktor, který musíme zde ve střední Evropě zvažovat, je drahá pracovní síla. Stárnutí populace s výraznou převahou složky v postproduktivním věku v blízké budoucnosti a omezené nebo nedostatečné zdroje ať už paliv nebo surovin obecně. To, co nás však může naplňovat určitým optimizmem je fakt, že Česká republika disponuje rozlohou zemědělské půdy v měřítku jen o málo menší než ve 20-30 letech minulého století, kdy při srovnatelném množství obyvatel a dokonce bez všech možností moderních hnojiv a agrochemikálií byla schopna plné potravinové soběstačnosti. Obrázek 19 Výrobní typy půd v ČR


Na přiloženém obrázku můžeme vidět oblasti republiky rozdělené podle typických pěstovaných plodin. Revitalizace všech těchto ploch a použití všech nových poznatků by mělo zajistit potravinovou soběstačnost i v budoucnu, protože růst populace u nás v podstatě stagnuje. Je však zřejmé, že cena potravin z různých důvodů už nebude nikdy tak nízká, jaká je v současnosti. Trendy ve změně využití půdy a krajiny za posledních zhruba 50 let můžeme vidět na přiloženém grafu.

24

Obrázek 20 Změna využití krajiny v ČR

Změny využití půdy v krajině jsou nejmarkantnější, pokud srovnáme historické a současné letecké fotografie. V první polovině minulého století byla všechna města a obce obklopena intenzivně obdělávanou zemědělskou půdou, nyní na těchto místech obvykle nalezneme lesy, neobdělávané louky nebo v horším případě skladové nebo výrobní prostory velkých firem vybudované na úrodné půdě. Obrázek 21 Změna krajiny 1953 letecké snímky

.

25

Zdroj: 1953 – CENIA, česká informační agentura životního prostředí; 2011 – Český úřad zeměměřický a katastrální

Srovnání struktury krajiny na Dobříšsku pomocí leteckých snímků z roku 1953 a 2011. Obrázek 22 Změny pěstovaných plodin

Zdroj:http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/js13/geograf/web/pages/04-zemedelstvi-lesnictvi-rybolov.html

Přiložený obrázek dále ukazuje změny v druhovém složení pěstovaných plodin. K tomuto problému se ještě vrátíme v kapitole věnované plodinám vhodným pro výživu. Za posledních padesát let se totiž poměr hlavních plodin používaných pro výživu výrazně změnil, důsledky lze pak vidět v dopadech na zdravotní stav obyvatelstva.

26

Znehodnocování zemědělské produkce V této souvislosti je také velmi důležité upozornit na výsledek výzkumu mezinárodní organizace pro výživu a zemědělství FAO, kde se říká, že jedna třetina světové produkce potravin končí v odpadu. Jedná se o 1,3miliardu tun potravin v přepočtu v hodnotě 750 miliard dolarů! Přiložený graf ukazuje, ve kterých oblastech spotřeby potravin vznikají největší ztráty. Obrázek 23 Ztráty potravin

Zdroj: http://vyzivadeti.cz/wp-content/uploads/2013/10/Food-wastage-footprint-Impactsonnaturalresouces.pdf

Zde v zemích Evropské Unie takto dokonce končí 42 procent potravin! To představuje 38 milionů tun a v přepočtu 76 kg znehodnocených potravin na osobu za rok! Tedy množství, o které byla zvýšena produkce použitím intenzivních technologií a agrochemikálií, za cenu zhruba obdobného znehodnocení kvality potravin, tedy toto množství pracně a draze vyzískané stejně končí na skládkách! Výsledkem je obrovské plýtvání surovin, energií, pracovní síly, spolu s negativními dopady na půdu a zdraví lidí. Je evidentní, že je nezbytné celý systém produkce potravin přehodnotit a změnit, aby k takovým chybám a ztrátám nedocházelo. Obrázek 24 Mapa obezity ve světě

Zdroj: www.svet-zdravi.cz

27

Výše uvedený obrázek totiž ukazuje, že zatímco my máme potravy nadbytek, což vede k jejímu plýtvání a znehodnocování, je na světě spousta oblastí, kde lidé trpí hladem a podvýživou. Průměrná kalorická spotřeba amerického občana na den je 3600 kcal, zatímco obyvatel rovníkové Afriky se musí spokojit se zhruba 1500 kcal! Obrázek 25 Procentuální zastoupení populace trpící podvýživou a hladem


Obrázek 26 Procentuální zastoupení populace trpící podvýživou a hladem 2


28

Předpoklad vývoje zdrojů surovin a energií, dosažitelná soběstačnost Na obrázku můžeme vidět křivky ukazující předpokládaný vývoj průmyslové produkce, nárůst populace, dostupnost zdrojů potravy, dále pak stupeň znečištění I úbytek zdrojů surovin. Z této I jiných prognóz vyplývá, že generace našich dětí se už bude muset vypořádat s naznačenými problémy. Respektive naše generace je tou poslední, která bude moci využívat všech výhod bohaté společnosti, a patříme také ke generacím, které našim potomkům svou neuváženou činností připravily spoustu problémů, které budou nuceni řešit. Obrázek 27 Křivky produkce, spotřeby, znečištění a růstu populace

Zdroj: http://www.theoildrum.com/node/7146

Srovnání energetické náročnosti produkce potravy v historii.

29

Obrázek 28 Obrázek nákladů na produkci potravin

Zdroj: http://www.esf.edu/efb/hall/efb516/2001notes/apr26eco.htm

Přiložený obrázek velmi názorným a zajímavým způsobem ukazuje energetické náklady na produkci potravy v historii lidstva. Počínaje jednou desetinou kalorie vynaloženou na získání jedné kalorie v podobě potravy v období lovců, až po deset vynaložených kalorií na získání jedné kalorie z masa v současných velkochovech zvířat. V nárůstu nákladů jsou započítány všechny zdroje surovin a energií na produkci, tedy paliva, hnojiva a jiné agrochemikálie, energie na zpracování a samozřejmě cena pracovní síly.

30

Obrázek 29 Náklady na produkci potravin

Zdroj: http://fooddaynh.files.wordpress.com/2011/07/nutrient-vs-calorie-costs.png

Levá osa obrázku představuje energii obsaženou v daném produktu a horizontální osa představuje energetické náklady potřebné na produkci. Jednou ze základních surovin pro zemědělství, kromě ropy jsou fosfáty. Jsou totiž základní surovinou pro výrobu hnojiv a bez nich je fungování současného zemědělství nemyslitelné. Předpokládaný vývoj zvyšování těžby se však vztahuje hlavně na rozvojové země a to především Afriku a Čínu protože země starého kontinentu, tedy Evropy téměř žádné vlastní zdroje nemají a jsou plně odkázané na dovoz.

31

Obrázek 30 Prognóza těžby hnojiv

Zdroj:www. globalpnetwork.net

Obrázek 31 Prognóza těžby hnojiv

Zdroj: www.theatlantic.com

Jak velký vliv na produkci má použití hnojiv, v tomto případě role fosforu, můžeme vidět na následujícím obrázku. V popředí je kukuřice, které se opomenulo dodat hnojivo.

32

Obrázek 32 Vliv fosforu na růst

Zdroj: http://ensia.com/features/facing-up-to-phosphorus/

Podmínky a charakter zemědělské činnosti v Moravskoslezském kraji MSK. Zemědělská půda tvoří více než polovinu rozlohy MSK, avšak většina půd patří k méně úrodným typům, hnědým půdám a podzolům. Půdy vhodné k zemědělství jsou hlavně na severu v Ostravské pánvi, avšak tam jsou většinou znehodnoceny průmyslovou činností. Další vhodné oblasti pro zemědělství jsou v okrese Opava, Nový Jičín a v Bruntálském výběžku.

33

Obrázek 33 Zemědělská půda a plodiny – MS kraj

Zdroj: http://iszp.kr-moravskoslezsky.cz/assets/temata/koncepce

Zde se pěstuje především cukrovka, pšenice, sladovnický ječmen, kukuřice na zrno, olejniny, zelenina a víceleté pícniny. V živočišné výrobě se jedná o chov dojných krav, částečně prasat a drůbeže. Ekologické zemědělství se zabývá v méně příznivých horských a podhorských oblastech chovem skotu a pastevectvím. Převažující zemědělská produkce je v oblasti pěstování řepy a brambor, kde produkce brambor pokrývá 50 procent zemědělské půdy a produkce řepy zhruba 29 procent. Plocha zemědělské půdy na jednoho obyvatele je poloviční 0.22ha oproti celorepublikovému průměru a je dána jednak vysokou hustotou obyvatelstva a za druhé velkou plochou zalesněného a zatravněného území kraje. Orné půdy na obyvatele je ještě méně, zhruba 0.14 ha/obyvatele.

34

Obrázek 34 Změny využití půdy MS kraj

Zdroj:http://iszp.kr-moravskoslezsky.cz/assets/temata/koncepce

35

3. PŘÍNOSY A DOPADY SOUČASNÝCH METOD OBDĚLÁVÁNÍ PŮDY A PĚSTOVÁNÍ PLODIN Zvýšení výnosů plodin, zmenšení druhové diverzity plodin, energetické plodiny Současné intenzívní zemědělství využívající všech poznatků vědy umožnilo zvýšit výnosy plodin v historicky nevídaném rozsahu. Vždyť zatímco zisk z jednoho zrna pšenice se ve středověku pohyboval někdy pouze u 3 zrn, moderní druhy pšenice spolu s využitím hnojiv a agrochemikálií umožnují zisk 32 až 35 zrn z jednoho klasu, v našich podmínkách v přepočtu zhruba 4-5 t/ha. Obrázek 35 Zvýšení výnosu pšenice v Evropských zemích v letech 1960 až 2010

Zdroj: FAO

Z grafu je vidět zploštění křivky počínající koncem devadesátých let, z čehož vyplývá, že bylo dosaženo stropu možné stimulace výnosu plodin aplikací hnojiv. Podobnou křivku, i když strmější můžeme pozorovat i pro rozvojové země, s tím, že používání hnojiv nastoupilo později a taktéž dosažení vrcholu křivky je posunuto o několik let, nicméně je zřejmé, že zvýšením aplikace hnojiv již výnos dále zvyšovat nelze.

36

Obrázek 36 Sklizeň pšenice v rozvojovém světě

Zdroj: FAO

V obdobích, kdy ještě agrochemikálie nebyly používány, například mezi lety 1920-1930 byla úroda v řádu1,8 t/ha. V těchto letech byly již metody pěstování a obdělávání půdy velmi dobře propracovány a byla pěstována široká škála plodin, na které se již dnes pozapomnělo, či ustupují do pozadí. Tato diverzita plodin spolu s významným používáním organických stájových hnojiv umožnovala udržovat půdu a její složky ve výborném stavu, také obdělávaná plocha byla rozdělena na velké množství menších celků osázených různými plodinami (téměř neexistovaly velké podniky hospodařící na rozsáhlých plochách) což vedlo k mírnějšímu dopadu v případě výskytu škůdců a chorob.

37

Obrázek 37 Změna struktury krajiny letecké snímky

Zdroj: CENIA

Lze předpokládat, že někdy v oblasti po ropném zlomu“ kdy nebudou k dispozici taková, množství anorganických hnojiv, případně agrochemikálií, u nichž je ropa a fosfáty základní vstupní surovinou a nebudou k dispozici ani taková množství stávajících paliv pro jejich dopravu, se může zemědělství opět navrátit k obdobným hektarovým výnosům, což je ovšem neslučitelné s nutností uživit tak velkou světovou populaci jako nyní. V této souvislosti je třeba také upozornit na jeden důležitý faktor. Vysoké výnosy jsou vykoupeny určitými nedostatky, které mají dopad na výživu a zdravotní stav obyvatelstva. Když se podíváme 38

na grafy ukazující množství vypěstovaných plodin z jednotky plochy, množství spotřebovaných hnojiv a nutriční hodnotu těchto produktů, vidíme, že ve stejném poměru jako se zvýšil výnos, se snížil i obsah důležitých 47bsorpcí, tedy čistý výnos je vyšší, vybudovaná energetická hodnota taktéž, ale kvalita se téměř stejnou měrou zhoršila.

Odborné informace Pro zájemce o hlubší studium tohoto problému je určena tabulka ukazující souvislosti mezi množstvím hnojiv, zvýšením objemu produkce a poklesy obsahu některých mikronutrientů v plodinách.

Obrázek 38 Vliv hnojiv na výnos a obsah minerálních prvků v plodinách

Zdroj: http://ensia.com/features/facing-up-to-phosphorus/

Na grafech můžeme vlevo nahoře vidět výnos v tunách z hektaru pro plodiny bez hnojiv a s aplikací anorganických hnojiv, lze zaznamenat i poklesy související s absorpcí a pravděpodobnou akceleraci 39

výnosu související s nově vyšlechtěnými odrůdami. Na dalších grafech s obdobnou časovou osou můžeme sledovat obsah klíčových minerálů a kovů. Je zajímavé, že křivky poklesu nutrientů přímo nekopírují nárůst objemu, z čehož lze usuzovat, že sice jedním z faktorů je urychlený růst a nedostatečné zabudování těchto látek do těla rostliny, ale druhým faktorem bude vyčerpání půdy, co se týká obsahu klíčových mikroprvků. Další možné souvislosti vyplynou, když se podíváme na tabulky ukazující množství zapracované organické hmoty do půdy v průběhu minulých let. Organická hmota a z ní vznikající humus totiž dovoluje plný rozvoj edafonu, tedy půdní mikroflóry a ta zase umožňuje rostlinám plně využít minerální látky obsažené v půdě. Tato organická hmota je také jedním z faktorů, který udržuje tyto mikronutrienty v půdě a brání jejich vyplavování, samozřejmě spolu s vázáním vody v půdě, udržováním mikrobiomu a jinými faktory. Množství vyprodukované biomasy pouze s použitím organických hnojiv však není tak velké jako při použití anorganických hnojiv, případně kombinace obou způsobů hnojení. Tabulka 1: Množství zapracované organické hmoty do půdy

Zdroj: http://www.ajol.info/index.php/ajfand/article/view/54078/42618

Samozřejmě že množství použitého organického materiálu bylo v období před II. světovou válkou případně těsně po ní ještě vyšší. Zažitý a empiricky ověřený standard byla produkce 1 dobytčí jednotky, tedy 1 kus skotu na hektar obděláván. Organické a anorganické hnojení versus výnos Z práce uvedené v 49bsorpc Journal of Food,Agriculture,Nutrition and Development vyplynuly zajímavé informace, týkající se vlivu použitých hnojiv na výnos rostlin. Pro pokus byla použita kukuřice a byly srovnávány rostliny, u kterých byla na hnojení použita organická hnojiva, stejný díl organického a minerálního hnojiva, čistě minerální hnojivo a kontrolní vzorek. Z výsledku pokusu vyplynulo, že rostliny, u kterých byla použita anorganická hnojiva nebo směs anorganických a organických vykazovala nejvyšší růst, listová plocha byla největší u rostlin hnojených organickými hnojivy, u všech ostatních případů byla plocha menší, celkový výnos biomasy byl nejvyšší u čistě anorganického hnojení (7,02t/ha). Při aplikaci obou druhů hnojiva pak byl výnos 6,95 t/ha, při použití pouze organického hnojiva byl výnos pouze 4,00t/ha a rostliny použité jako kontrolní vzorek, tedy bez použití hnojiv, měly výnos 3,93 t/ha. Z pokusu tedy vyplynulo, že organická hnojiva relativně pevně vážou 50bsorpcí a tyto pak rostlina s krátkou vegetační dobou není schopna zabudovat do tkání. Tento faktor sice svědčí zvyšování kvality půdy, tedy zamezuje jejímu vyčerpání z intenzivní zemědělské produkce, zároveň však limituje zisky tohoto způsobu hospodaření. Výsledky výnosu čistého zrna v tomto pokusu pak byly 2,27 t/ha pro anorganické, 2,26 pro kombinované, 2,2 t/ha pro organické hnojení a 2,08 t/ha pro kontrolní vzorek. Celková analýza pak ukázala, že anorganické hnojení výrazně zvyšuje výnos zelené hmoty, nepodstatně zvyšuje výnos zrna a ve stejném poměru jako zelená hmota je zvýšen obsah z anorganického hnojiva lehce dostupného dusíku, draslíku a fosforu. Výsledkem je tedy větší výnos plodiny s nevyváženým poměrem nutrientů.

40

Jiná studie provedená na bramborech v Ugandě a zdokumentovaná v African Crop Science Journal, Vol. 9, No. 1, March 2001 267-278. Ukázala zajímavý vliv použití kombinace průmyslových a organických hnojiv plus zeleného hnojení na výnos a odolnost brambor. Výsledky můžeme vidět na přiloženém grafu. Za povšimnutí stojí číselné hodnoty na pravé straně grafu. Reprezentují totiž incidenci chorob dané plodiny v závislosti na aplikovaných či neaplikovaných hnojivech. S a L jsou leguminozy použité na zelené hnojení NPK minerální hnojiva, sloupce představují hektarový výnos v tunách (levá strana grafu) a horní křivka a pravá strana představuje incidenci bakteriálních infekcí rostlin v závislosti na způsobu hnojení. Obrázek 39 Vliv hnojiva na výnos a vitalitu plodin

Zdroj: African Crop Science Journal, Vol. 9,2001

A nakonec můžeme uvést zajímavý pokus o vlivu organického versus anorganického hnojení na zabudování dusíku do tkání u olejové palmy. Obrázek 40 Využití organického a anorganického hnojiva rostlinou

Zdroj: http://www.carbonagro.com/composting.html#incyield

Pro dusík podaný v organické podobě je schopnost zabudování vyšší jak můžeme vidět z modré křivky. 41

Z uvedených příkladů je tedy zřejmé, že sice ovlivnění růstu plodin má určité obecné charakteristiky, avšak některé druhy rostlin vykazují určitá specifika jak v přírůstcích, tak v zabudovávání minerálních látek. Metody obdělávání půdy Na družicových záběrech můžeme obdivovat pestrost způsobů, jakých používají lidé v různých částech světa. Obrázek 41 Satelitní snímky obdělávané půdy

Zdroj: www.alliottuae.com NASA

Bezorebné a normální zpracování půdy. V posledních letech bývá čím dál více diskutován problém, zda provádět orbu, či jen provzdušnění svrchních vrstev půdy. Zajímavě je tato problematika zpracována a hodnocena v práci Výzkumného ústavu rostlinné výroby v Praze-Ruzyni. Orba sice dovoluje provzdušnění půdy do velké hloubky, avšak nezpevněná svrchní vrstva pak podléhá více erozi a vyplavování minerálů a humusu. Stejně tak vzniká problém velmi výrazné alterace půdního mikrobiomu, který je klíčový pro zdraví rostlin a životaschopnost půdy. Také aplikované agrochemikálie, které jsou díky orbě vneseny do hlubších vrstev horizontu, nepodléhají tak snadno biodegradaci a více jsou vstřebávány kořeny rostlin, zatímco při povrchové aplikaci a zpracování půdy do malé hloubky, jsou díky mikrobiální činnosti půdních bakterií rozkládány na pro životní prostředí méně škodlivé produkty. Taktéž obsah organického uhlíku je mnohem vyšší v povrchových vrstvách u bezorebných technik a teplota pod povrchem půdy dosahuje, menší výkyvů do záporných hodnot (až o 4 stupně C). 42

Obrázek 42 Vliv zpracování půdy na její povrchovou teplotu

Zdroj: VURV Praha Ruzyně

Kupodivu například výnos ozimé řepky je u 54bsorpcí54s54 technik stejný, nebo dokonce mírně vyšší a to bez značných nákladů spojených s tradičním zpracováním orbou. U pšenice však už výsledky tak příznivé nejsou a jsou nižší o 10-15 procent. U bezorebných technik a zpracování půdy pomocí minimalizace však lze dosáhnout velmi dobrých výsledků s výrazně sníženými energetickými náklady. Obrázek 43 Různé techniky zpracování půdy

Zdroj: VURV Praha Ruzyně

43

Obrázek 44 Výnos řepky versus zpracování půdy 1

Zdroj:VURV Praha Ruzyně

Obrázek 45 Výnos řepky versus zpracování půdy 2

Zdroj:VURV Praha Ruzyně

Zajímavý způsob ochranného opatření proti vodní erozi je pěstování meziplodin. Na obrázku můžeme vidět svazenku ponechanou mezi rašícími porosty kukuřice.

44

Obrázek 46 Svazenka jako meziplodina

Zdroj: Zahrada pro budoucnost

Řešení otázky plevele – přirozeně nebo chemicky Problematika plevelů je další z klíčových faktorů, které je třeba vzít v potaz při intenzívní produkci potravin. Plevele jednak soupeří s pěstovanými plodinami o prostor, sluneční záření a také o zdroje 57bsorpcí a stopových prvků v půdě. Jejich výhodou je, že jsou obvykle lépe adaptovány na místní podmínky, nebo v těchto podmínkách zdomácněly díky sukcesi a větší vitalitě než pěstované rostliny. Jen pro zajímavost s jakým problémem se hodláme zabývat můžeme uvést dva příklady. Běžná rostlina Heřmánku římského je schopna za sezonu vyprodukovat až 30 000 semen a že se nejedná jen o riziko pro sezonu příští je jasné třeba z toho, že například semena máku si udržují klíčivost 80100let! Tedy v každém centimetru krychlovém půdy je obrovský životní potenciál stovek i tisíců semen různých druhů rostlin, čekajících jen na vhodný okamžik a podmínky, aby zaujaly místo které se jim dává k dispozici. Co je však klíčové pro probuzení semena k životu kromě vody, teploty a živin je u většiny rostlin světlo. Pokud jsou skryty hluboko v půdním horizontu, nepředstavují často žádný problém, avšak jakmile se dostanou na povrch, sluneční světlo nastartuje životní pochody a rostlina se probudí k životu. Kromě sterilizace půdy tedy neexistuje mechanizmus, který by růstu plevelů úplně zabránil, protože i herbicidy zabíjí jen živé rostliny a ne jejich semena v dormantní fázi. Avšak zabránit jejich převaze na pěstební ploše je možné několika způsoby. Nejjednodušší a na první pohled elegantní metodou je půdu před výsadbou ošetřit látkami, které eliminují veškeré konkurenční druhy, případně aplikovat podobné látky, které selektivně zvýhodní druhy pěstované během vegetace. Tyto metody se jeví jako jednoduché a relativně levné, avšak přinášejí několik problémů. První z nich je ten, že selektivita těchto látek není nikdy dokonalá a nelze zajistit, aby nějakým způsobem nenarušily, ať už pěstované plodiny nebo jejich zdravotní nezávadnost. Ovlivňují také zprostředkovaně půdní

45

ekosystém a mikrobiom, což se zpětně vrátí v negativních dopadech na zdraví rostlin a potažmo pak jejich konzumentů- at už hospodářských zvířat nebo lidských jedinců. Tento problém již lidstvo v minulosti řešilo v podobě „zázračného a neškodného použití“ DDT, teprve s odstupem času nové objevy a lepší pochopení mechanizmu účinku a distribuce této látky odhalilo, jak velké dopady má na ekosystém a zdraví lidí. Stejný problém se začíná postupně ukazovat v případě aplikace glyphosátu, a herbicidů na bázi těchto látek a o této problematice si řekneme více v následující části práce. Druhým problémem je rezistence. Jako všechno živé i plevele jsou svým způsobem inteligentní živé bytosti, které se snaží za každou cenu přežít a adaptovat na podmínky. Vždy se tedy v populaci vyskytnou jedinci, kteří nevýhodný tlak prostředí nebo lidské zásahy přežijí a dají pak život a informaci o možnostech přežití svému potomstvu. Vznikají pak tzv. superplevele (superweeds) tolerující i vysoké dávky herbicidů a tato tolerance v posledních letech značně narůstá. Obrázek 47 Rezistentní plevele-mapa světa

Zdroj:www.weedscience.com

Na obrázku můžeme vidět oblasti nejvíce zatížené rezistentními druhy plevelů, jsou to oblasti s nejintenzívnější zemědělskou produkcí a největší aplikací agrochemikálií.

46

Obrázek 48 Růst rezistence plevelů

Zdroj:http://gmopundit.blogspot.cz/2013/02/herbicide-resistance-in-weeds-is-not.html

Další obrázek podrobně ukazuje vývoj rezistence v průběhu uplynulých let i počet druhů (levá strana grafu) rezistentních na konkrétní skupiny a druhy herbicidů (barevné křivky a popis v záhlaví grafu). Ve vztahu k rezistenci se pak podle posledních výzkumů nejedná pouze o adaptaci v rámci vertikální, tedy genetické linie, ale zdá se, že výměna těchto informací probíhá i v horizontální rovině, prostřednictvím půdního mikrobiomu a jiných druhů komunikace mezi rostlinami. Nastává zkrátka situace kdy určité živé organizmy, které existenčně soupeří v daném životním prostoru dosahují takové rezistence, že potřebné dávky chemických látek pro jejich vyhubení dosahují takových hodnot, že poškozují i druhy které mají v přírodním výběru zvýhodnit. Toto není jen problém rostlin, tento boj o přežití je ve všech rovinách živých organizmů a látek člověkem aplikovaných a projevuje se nejen tolerancí na systémové herbicidy u rostlin, ale třeba také tolerancí mikroorganizmů na antibiotika v případě člověka či zvířat. Čím více bude člověk narušovat přirozené poměry v ekosystému a čím více bude invazivně zasahovat, tím větší a neočekávané důsledky může očekávat, protože i přez nejmodernější poznatky a výzkum, lidstvo stále není schopno dohlédnout všech interakcí, dopadů a změn, které činí. Velmi dobře je tato problematika popsána v článku „Genetically Engineered Crops Trigger Cycle of Superweeds and Toxic Pesticides

47

(http://ecowatch.com/2013/07/01/genetically-engineered-crops-trigger-superweeds-toxic-pesticides/) Jaké jsou tedy jiné možnosti boje s plevelem? Podívejme se na zajímavý článek „Weed Management for Organic Farmers“ Doporučení pro Bio pěstitele, který publikovala Iowa State University. Základní metody lze rozdělit do několika kategorií: Střídání plodin: zvláště předplodin s allelopatickými vlastnostmi (např. žito) dovoluje udržet růst některých plevelů na rozumné míře. Použití meziplodin také nedává prostor k vyklíčení a obsazení dané plochy plevely, použití mulče je vynikající prostředek u malopěstitelů nejen jak kontrolovat plevel, ale také jak bránit erozi, snížit odpar vody a vysýchání půdy a navíc chránit povrch půdy a podpovrchové kořínky rostlin před extrémními výkyvy teploty. Obrázek 49 Vliv mulče na vodní režim

Zdroj: https://www.extension.org/pages/62033/mulching-for-weed-management-in-organic-vegetable-production#.U-j5HWdIv9o

Na obrázku můžeme vidět rozdíl mezi rostlinami jež mulč chrání před vysycháním a těmi jež jsou vydány na pospas suchu.

48

Obrázek 50 Metody mulčování


Mulč muže být nejen z organického materiálu, ale také z polyethylenové či polypropylenové folie. Ta například dovoluje určité teplotní zisky, ať už skleníkovým efektem při průhledné folii nebo 64bsorpcí a předáním tepla do půdy při tmavé barvě folie. Lze takto pěstovat i plodiny s většímy nároky na teplotu půdy, avšak uvedená metoda může zhoršovat podmínky pro erozi půdy.

49

Obrázek 51 Typy mulče

Zdroj: http://gmopundit.blogspot.cz/2013/02/herbicide-resistance-in-weeds-is-not.html

Tyto folie mohou být použity i pro další metodu sterilizace půdy, kdy folie položená minimálně 4 týdny před setbou na povrchu půdy, díky skleníkovému efektu vytvoří dostatečně vysokou teplotu, aby byly rašící rostlinky plevelů zahubeny, případně také poškozena semena těchto plevelů. Podobného efektu se dosahuje propanbutanovými hořáky. Důležitá je také volba pěstovaných plodin a jejich druhů, které jsou dostatečně silné a životaschopné v konkurenčním boji s plevelem v daném prostředí. Jiným a velmi efektivním prostředkem používaným v Biointenzivním zemědělství je intenzivní sázení, kdy jednotlivé rostliny díky své hustotě osázení plochy prostě nedávají prostor a světlo jiným konkurenčním rostlinám. Na obrázku můžeme vidět I „nárazníkové“ pásy jiných plodin, bránící šíření škůdců.

50

Obrázek 52 opatření proti škůdcům

Zdroj: http://ucce.ucdavis.edu/files/repository/calag/img6101p27.jpg

Taktéž je možné využít kombinace plodin, kdy v horizontálním a částečně i vertikálním směru je osázená plocha kompletně pokryta a případným dalším rostlinám v podrostu se už nedostává světla a tepla pro uspokojivý růst. Tato metoda však vyžaduje více práce nejen při výsadbě, ale také při sklizni a dává menší možné výnosy. Další výhodu vůči plevelům lze získat mechanickým ošetřením půdy kultivátory a následného vhodného okamžiku a podmínek/teplota, vláha/ zasetí semena případně sazenice, aby získala náskok v růstu oproti některým pomaleji klíčícím plevelům. Při použití kultivátorů však vzniká jiný problém a to intenzivní namnožení plevelných rostlin množících se dělením kořenů či oddenků, jako je pampeliška, bršlice nebo pýr. Dlouhodobý Agroekologický výzkum podporovaný Centrem pro Udržitelné zemědělství Iowa state University, ukázal v širším časovém měřítku výsledky organického a konvenčního hospodaření ve vztahu k problematice plevele. Pro soju pěstovanou organickým způsobem byl výskyt plevele zhruba stejný jako u konvenčního zemědělství, náklady na eliminaci plevele však byly nižší a zisk z pěstební plochy stejný jako u konvenčních metod. Návratnost investic však byla o 368 procent vyšší. V případě organicky pěstované kukuřice byl výskyt plevele opět srovnatelný, náklady na jeho eliminaci opět srovnatelné včetně srovnatelné úrody, návratnost však byla taktéž o 228 procent vyšší. Dopady na kvalitu půdy, krajinu a ekosystém (herbicidy, pesticidy-resistence, superweeds atd) Použití herbicidů, pesticidů a jiných agrochemikálií neuvěřitelným způsobem zjednodušilo pěstování plodin. Současné vysoké výnosy a relativně nízké pracovní náklady na produkci však jsou opět vykoupeny některými negativnímy faktory. Nejprve se podívejme na dopady použití totálních i běžných herbicidů. Tyto látky umožňují ať už selektivně (jednoděložné/dvouděložné rostliny), nebo úplně eliminovat nežádoucí porost v pěstovaných kulturách. Problémem však je, že není možné, aby látka tak zásadním způsobem ovlivňující růst nebo dokonce existenci jednoho druhu neovlivňovala druhy jiné a vzhledem k propojenosti ekosystému musí tedy zákonitě nějakým způsobem zasahovat do přírodní rovnováhy. Navíc plevelné druhy rostlin jsou obvykle mnohem odolnější a životaschopnější, takže nejen, 51

že množství účinné látky je nutné zvyšovat, ale přesto stále narůstá procento plevelů, které získají vůči těmto prostředkům rezistenci. Herbicidy se systémovým účinkem pak výrazně alterují rovnováhu v ekosystému, mění strukturu půdy a její mikrobiom, tedy faktor který podstatně určuje zdravotní stav rostlin a vůbec celého systému.

Odborné informace !

Jedním z nečekaných problémů souvisejících s aplikací agrochemikálií, je problematika fermentovaných potravin. Výzkum ve Francii prokázal, že v posledních letech díky aplikaci agrochemikálií poklesl počet a diverzita přirozených skupin mikroorganizmů účastnících se na fermentaci mléka a tedy při výrobě sýrů. Při výrobě je tedy nutné používat větší množství umělých kultur. Podobně zaměřený výzkum pak prokázal výrazné poškození růstu mléčných bakterií , případně jejich úbytek při použití látek typu glyfosát (Roundup) hluboko pod množstvím aplikovaným běžně do půdy.

52

Obrázek 53 Vliv glyfosátu na bakterie mléčného kvašení

Zdroj:http://gmopundit.blogspot.cz/2013/02/herbicide-resistance-in-weeds-is-not.html

Na třech grafech můžeme vidět potlačení růstu Glyfosátem u třech druhů mikroorganizmů účastnících se v procesu fermentace mléka. Osa X představuje koncentraci aplikované látky až do koncentrace běžně používané v zemědělské produkci, tj.10000 ppm po dobu 24 hodin a osa Y představuje pokles počtu zdraví prospěšných bakterií. Abychom si názorně objasnili důležitost zdravého ekosystému půdy pro výživu rostlin, můžeme se podívat na následující obrázek semenáčku borovice. Můžeme zde vidět, že houby a mikroorganizmy zvětšují rozsah a plochu kořenového systému rostlin a vytvářejí tak několikasetnásobně větší plochu pro výměnu a zprostředkování živin z půdy pro rostlinu.

53

Obrázek 54 Kořenový systém semenáčku borovice

Zdroj: www.davidmoore.org.uk

Z těchto poznatků vyplývá, jak je veškerý život vzájemně propojen složitými, ale životně důležitými vztahy, které teprve pomalu objevujeme. Dopady stimulace růstu na kvalitu plodin-obsah minerálů, nutriční hodnota, obsah kontaminantů. Dopady moderních a intenzívních způsobů pěstování na kvalitu a nutriční hodnotu plodin jsou zmiňovány ve studii University of Texas a publikovány v The Journal of the Američan College of Nutrition. http://www.scientificamerican.com/article/soil-depletion-and-nutrition-loss/ Snaha o pěstování plodin, které vykazují vyšší výnos, odolnost ke škůdcům a adaptaci na změny klimatu vedou k plodinám, které rostou do větších rozměrů a větší rychlostí, avšak jejich schopnost čerpat živiny a zabudovat je do tkání není v součinnosti s jejich rychlým růstem. Proto obsah jejich vitamínů a nutrietů pozvolna klesá. Podle studie British Food journal pokles nutriční hodnoty mezi lety 1930 a 1980 je zhruba následovný: -

pokles obsahu vápníku o 19 procent, železa o 22 procent, draslíku o 14 procent. 54

Jedna z dalších studií udává příklad, že abychom získali stejné množství vitamínu C z jednoho pomeranče jako naši prapředci, musíme zkonzumovat těchto pomerančů nyní 8. Podobná zákonitost však platí i pro svět zvířat. Moderní druhy užitkových zvířat jsou vyšlechtěny a také krmeny, aby v co nejkratší době dosáhly jatečné váhy, toto je ovšem také na úkor kvality masa. V posledních letech je třeba v masném průmyslu problém získat maso se stejným obsahem bílkoviny jako dříve pro výrobu šunky.

Odborné informace ! Podle nových výzkumů se na zmenšení množství minerálů v plodinách podílí I používání desikantů, tedy totálních herbicidů typu Roundup v předsadbové přípravě půdy. Obrázek 55 Redukce minerálů po aplikaci glyphosátu

Zdroj: J.Agric.Food Chem

Obrázek ukazuje schopnost rostlin kořeny absorbovat železo, mangan a zinek a také tyto kovy zabudovat do tkání při 1/40 dávky glyphosátu než se běžně v agrotechnice používá. Důvodem může být pravděpodobně poškození půdního mikrobiomu, tedy symbiotických organizmů, které zprostředkovávají rostlinám přísun živin. Lékařské výzkumy bohužel ukazují podobný trend v zásobení organizmu člověka těmito pro život důležitými látkami. Skutečně totiž platí 2000let stará moudrost Řeckého zakladatele moderní medicíny – Hypokrata z Kosu, který říká „jste to co jíte“, tedy kořeny spousty moderních 55

onemocnění můžeme hledat i v těchto deficitech životně důležitých látek. Obrázek 56 Deficit minerálů v lidské populaci

Zdroj: http://www.motherknowsbest.net/blog/page/3/

Graf ukazuje stupeň plnění hodnot doporučených minerálů a vitamínů u běžné americké populace v procentech doporučené denní dávky RDA. Naopak látky, jejichž obsah se v moderních plodinách zvyšuje, jsou ty, které bohužel pro člověka nejsou příliš příznivé a to rezidua agrochemikálií a kontaminanty z prostředí. Nakolik je tento problém závažný pochopíme, když si uvědomíme, že prakticky všechny aplikované chemické látky, ať už agrochemikálie nebo látky používané na ochranu produktů při přepravě či na uchování plodin před vlastní spotřebou, jsou látky, které před zhruba 60 až 70 lety neexistovaly! Příroda s nimi, co se týká začlenění do ekosystému, metabolismu včetně biodegradace nikdy nepočítala, a je tedy pouze na adaptačních mechanizmech živých tvorů, zda jejich přítomnost s menšími či většími problémy zvládnou.

56

Obrázek 57 Světový obchodní obrat s agrochemikáliemi za minulých 50 let

Zdroj: http://www.ourworldindata.org

Jedná se sestupně o agrochemikálie proti plevelům, hmyzím škůdcům a plísním Statistická data však nasvědčují tomu, že adaptační a vývojové mechanizmy jsou příliš pomalé, aby kompenzovaly tento tlak nových podnětů, zvláště když většina těchto látek nemá na živé organizmy podpůrný účinek., ale má za úkol podle individuální citlivosti jednotlivé druhy poškozovat či hubit. Vzhledem ke genetické spřízněnosti všech živých bytostí by bylo naivní se domnívat, že živé organizmy i když vývojově vzdálené, tyto látky nemohou poškozovat. Vždyť lidský genom má spoustu genů v sekvenci identických s jednoduchými kvasinkami a také základní energetická továrna v buňce-mitochondrie, funguje obdobně jak u jednobuněčných tvorů tak u člověka. Vše živé na této planetě i přes obrovskou rozmanitost životních forem a druhů sdílí něco společného z velkého a tajuplného projektu „život“.

Odborné informace !

57

Obrázek 58 Jahodová plantáž

Zdroj: http://ecowatch.com

Závažnost problém nejlépe vystihují výzkumy zátěže těmito látkami a výskyt civilizačních onemocnění typu rakovina, metabolické či imunitní problémy. Nově otevřený problém se týká také masové aplikace desikantů, tedy totálních herbicidů před výsevem nebo před sklizní některých plodin. Až donedávna se myslelo, že tyto látky, především glyfosát, nemají žádné nežádoucí zdravotní účinky a v životním prostředí podléhají rychlé biodegradaci. Teprve poslední výzkumy ukazují, že jejich dopad je mnohem rozsáhlejší, než jsme předpokládali. Jejich odbourávání není zdaleka tak dokonalé, byl odhalen jejich negativní vliv na půdní mikrobiom a podle posledních výzkumů i na mikrobiom trávícího traktu člověka nebo hospodářských zvířat. Tento dopad byl nejmarkantněji zaznamenán u skotu krmeného pící z ošetřených ploch, kde docházelo k úhynu mladých kusů na bakteriální infekce trávícího traktu. Stejně pozoruhodné byly výsledky německé studie, kdy v moči obyvatel velkoměst, kteří nikdy nepřišli do styku s venkovským prostředím, byla koncentrace glyfosátu 20x vyšší než připouští norma pro pitnou vodu. Toto všechno, stejně jako zkušenosti z minulosti, například v případě DDT, člověka upozorňují, že při aplikaci nových chemických látek musí být mnohem pozornější, protože komplexnost jejich účinku v životním prostředí může být mnohem rozsáhlejší, než bylo předpokládáno. „Definice hlouposti je dělat stejnou věc znovu a znovu a očekávat jiné výsledky.““ Albert Einstein Vliv glyfosátu na odolnost rostlin proti patogenům z oblasti plísní můžeme vidět na dalším přiloženém obrázku. Na levých snímcích jsou rostliny 40 dnů po aplikaci glyfosátu, na pravém jsou rostliny neošetřené. Horní křivka představuje stupeň napadení plísní Fusarium u ošetřených rostlin spodní u rostlin neošetřených.

58

Obrázek 59 Vliv glyphosátu na odolnost rostlin

Zdroj: http://www.blackherbals.com/Monsantos_roundup_triggers_over_40_plant_diseases.htm

Dopady na hospodářská zvířata-kvalita masa, obsah kontaminantů Produkty rostlinné zemědělské výroby slouží z velké části také jako potrava nejen pro člověka, ale i pro hospodářské zvířata. Tedy složení a kvalita přímo ovlivňuje jak zdraví tak kvalitu masa těchto živočichů. Ze současnosti dobře známe vliv složení potravy na maso a tuk monogastrických zvířat jako je například prase, u přežvýkavců jako je kráva nebo koza je částečně tento vliv eliminovát, jednak proto, že jejich primární strava je zajištována pastvou a tedy přijímají potravu která je minimálně ovlivněna lidskými zásahy, samozřejmě kromě případného ošetření plochy, na které jsou tyto plodiny pěstovány, ale druhý důvod je ten, že díky tomu, že jejich stravu prakticky uplně přemění fermentační bakteriální kultury v jejich zažívacím traktu, eliminují tak velkou část cizorodých nebo toxických látek, zvláště organických a polycyklických, protože je částečně nebo uplně rozštěpí. Toto bohužel neplatí u monogastrických zvířat a u člověka. Problematika těžkých kovů není v poslední době už tak závažná, protože je na ni v posledních letech dbáno mnohem více než dříve, do popředí se více dostávají polycyklické aromatické uhlovodíky, tedy doplňující látky, které se používají při výrobě plastů.

59

Obrázek 60 Biomagnifikace v potravinovém řetězci

Zdroj: www. permaculturenews.org

Tyto látky se totiž vážou na tukovou tkáň a vykazují v organizmu obvykle hormonální aktivitu. První faktor určuje, že jsou prakticky metabolicky neodbouratelné a druhý faktor způsobuje, že razantně vstupují do všech hormonálně podmíněných a metabolických procesů v těle. Samozřejmě všechny organizmy ve vyšších rovinách potravního řetězce jsou těmito látkami více zatíženy, protože pro ně platí plně zásady biomagnifikace. Příkladem může být koncentrace PCB nebo DDT ve vodě oceánu, kde prostřednictvím dalších článků, tedy fytoplanktonu, ryb až po člověka koncentrace těchto látek například v mateřském mléku finálního konzumenta dosahuje milionkrát vyšších koncentrací než v původním zdroji.

Odborné informace! Naprosto nečekaný byl objev, kdy se zkoumalo mateřské mléko žen obývajících oblasti kolem polárního kruhu, tedy Inuitů, Eskymáků a jiných etnik. K překvapení vědců obsahovalo mnohonásobně větší množství těchto škodlivin, než u populace v rovníkových oblastech, nebo v oblastech mírného pásu.

60

Obrázek 61 Kontaminanty v mateřském mléku

Zdroj: Dewailly E, Ryan JJ, et al, Exposure of remote maritime populations to coplanar PCBs. Environ Health Perspectives 102 (Suppl 1):205–209

Jak je to možné? Za tento jev může směr vzdušných proudů kolem zeměkoule a kondenzace par. Takzvaný „grasshopper efekt“. Množství kontaminantů uvolněné v teplejších oblastech je vázáno na vodu a s jejím odparem se dostane do vyšších vrstev atmosféry. Vzdušné proudy je zanesou do severních oblastí, kde po ochlazení spadnou na pevninu nebo do moře, tam už podstoupí známý cyklus biomagnifikace na jehož vrcholu stojí opět člověk jako finální konzument. Obrázek 62 Grasshopper efekt

Zdroj: www.jocara.net

61

Vliv těchto dopadů na zdraví člověka-pokrytí výživových požadavků, intoxikace a civilizační onemocnění, funkční potraviny Funkční potraviny-fenomén moderní doby Funkční potraviny jsou potraviny, které mají přesně specifikovaným účinkem ovlivnit zdravotní stav nebo kondici člověka. Jedná se o produkty, které specificky dodávají do organizmu nutriety, vitamíny a nebo minerální látky s cílem doplnit deficitní stav nebo kompenzovat deficity těchto látek v ostatní potravě. Dále jsou to potraviny nebo produkty, které cíleně ovlivňují stav imunitního systému, psychickou pohodu a podobně. Funkčními potravinami mohou být produkty rostlinné výroby, které byly vypěstovány za přirozených podmínek, tedy bez použití agrochemikálií a hnojiv a jejich obsah nutrientů je tedy vyšší než v běžné potravě. Mohou to být i produkty které prošly specifickým přirozeným procesem, například některými druhy fermentací nebo kvašení, který změnil jejich vlastnosti tak, aby byly prospěšné konzumentům.

Odborné informace! Tato oblast je zvláště zajímavá proto, že výzkumy posledních let poukazují na velmi významnou úlohu mikrobiomu člověka, zvlášť mikrobiomu trávicího traktu. Tento nejen že pomáhá člověku trávit některé složky potravy, ale je klíčový pro fungování celkového metabolismu a přímou interakcí s buňkami imunitního systému v trávicím traktu do velké míry určuje funkci a reaktivitu imunity jako takové. Produkty látkové přeměny v trávicím traktu, které se dostávají do krve, také přímo ovlivňují chování a psychiku člověka. Všechny tyto poznatky v posledních dvou letech dále do hloubky odkrývají technologie jako je genetické sekvencování a nárust informací v dané oblasti několikanásobně překračuje všechno, co lidstvo dosud v historii o této problematice poznalo. Lidská strava je v novodobých dějinách poznamenána několika negativními faktory. Pomineme-li nepřirozenou skladbu potravy, která se za posledních 150 let změnila mnohem více než za celou existenci lidstva, vzniká ještě jeden problém a to ten, že strava je prakticky sterilní díky vyspělým technologiím a používáním konzervantů. Vzhledem k tomu, že lidský mikrobiom je velmi komplexní a byl vždy přirozeně propojen s mikrobiomy okolní přírody, je díky této izolaci a potlačení některých složek alterován takovým způsobem, že vážně narušuje činnost lidského organizmu. V současné stravě nejen chybí spousta zdrojů bakteriálních kmenů, které by jednak podporovaly funkce trávicího systému, ale chybí i ty, které jsou stimulačním podnětem pro imunitní systém, naopak se častěji vyskytují bakteriální a jiné kmeny, které jsou lépe přizpůsobené změněné skladbě stravy, avšak pro člověka představují zdravotní problém či riziko. V ještě nedávných dobách bylo součástí denní stravy velké množství potravin s prebiotickým účinkem. Dodávání probiotik (fermetované například mléčné nápoje, sýry) totiž řeší celou problematiku jen částečně. Přítomné bakteriální kultury nejsou člověku vlastní, působí sice většinou pozitivně, ale jejich pasáž a eliminace z trávícího traktu je většinou dosti rychlá a tedy zdravotní dopad pouze dočasný. Některé bakteriální kmeny zvláště z řady Bifidobakterií nejsou ve fermetovaných potravinách přítomny prostě proto, že to technologie respektive jejich životní nároky nedovolují, člověk je nedokáže kultivovat mimo lidský organizmus a jsou schopny žít a množit se pouze v lidském trávicím systému za předpokladu, že mají dostatek živin pro svou existenci a to jsou právě látky nazývané prebiotika. Jedná se převážně o látky charakteru polysacharidů a oligosacharidů s delším řetězcem jednoduchých cukrů.

62

Nové perspektivní plodiny s pozitivním dopadem na zdravotní stav Prebiotika Jsou to potraviny a potravinové doplňky vesměs rostlinného původu, které vhodným způsobem napomáhají funkci trávícího systému člověka i hospodářských zvířat. Mezi jejich základní představitele můžeme zahrnout: Topinambur neboli Slunečnice hlíznatá Helianthemum tuberosum Jedná se o plodinu původem z úrodnějších a teplejších oblastí Severní Ameriky. Po staletí ji používali Indiáni ve své stravě. Její vyjímečnost tkví v mimořádném obsahu inulinu, který je hlavní zdravotně prospěšnou složkou. Rostlina však má i některé další vyjímečné vlastnosti, o kterých si podrobněji povíme v kapitole o perspektivních plodinách. Černý kořen Scorzonera hispanica Je to velmi starý druh zeleniny, původem na Iberském poloostrově. K nám byl dovezen ve středověku a používán jako léčivá rostlina a později a dodnes v zemích jihovýchodní Evropy jako lahůdková zelenina. Její význam opět tkví v obsahu složitých sacharidů podobných 80bsorpcí avšak strukturálně odlišných. Má tedy podobný význam pro zdraví jako Topinambur avšak výrazně lepší chuťové vlastnosti i možnosti použití v kuchyni. Další pro zdraví velmi prospěšnou a stále opomíjenou plodinou je oves, zvláště jeho bezpluchá forma Oves Avena sativa,Avena nude Oves se vyskytuje v horských oblastech na všech kontinentech, jeho bezpluchá varianta která se pěstuje v kultuře má svůj původ na náhorních planinách severní Číny a Mongolska. Vyjímečná výživová vlastnost této plodiny je dána mimořádným obsahem tuku, velmi kvalitních bílkovin i obsahem minerálních látek. Nezanedbatelný není ani obsah polysacharidů, podobně jako u výše uvedených plodin. Jedná se dále o obilovinu odedávna používanou v rekonvalescenci a na posílení organizmu, vhodnou pro sportovce a těžce pracující. Podrobněji bude opět popsán v kapitole zabývající se perspektivními plodinami. Plodiny nebo potraviny zařazené do kategorie prebiotik jsou spolu s probiotiky, tedy živým organizmům prospěšnými bakteriálními kulturami z řady laktobacilů a bifidobakterií jedným z nejdůležitějších trendů současné výživy.

63

4. ÚSPĚŠNÉ ZEMĚDĚLSKÉ SYSTÉMY V HISTORII Historický vývoj obdělávání půdy Na obrázku můžeme vidět historicky jeden z nejstarších způsobů získávání půdy pro pěstování ždářením, avšak i v současnosti se s ním můžeme setkat v oblastech s vymýcenou plochou lesů či pralesů, tedy například v Jihovýchodní Asii a Jižní Americe. Další sestupně je přílohový systém, systém trojpolní s třetinou periodicky nechávanou ladem a střídavé zemědělství jak jej známe převážně dnes. Obrázek 63 Systémy obdělávání půdy v historii


Tento poslední způsob střídání plodin se rozšířil nejvíce proto, že cyklickou změnou plodin lze zabránit šíření škůdců, zvláště tím, že se přeruší jejich životní cyklus na stanovišti. Dalším důvodem používání této metody je, že každá plodina odčerpává z půdy specifickou kombinaci živin a tak je

64

tímto možné zabránit extrémnímu vyčerpání některých z nich při opakovaném pěstování na jednom místě. Civilizace východní Asie Jednou z nejúspěšnějších civilizací, které dokázaly zajistit potravu pro velké množství obyvatel v podstatě kontinuálně po dobu 40ti století, byla civilizace staré Číny. Přechod z fáze lovců a sběračů do fáze pěstování plodin lze vysledovat v období 11 000 let před naším letopočtem. Již v době 2000 let před naším letopočtem byla v oblasti severní Číny a Mandžuska civilizace, která efektivně používala zavlažovací systémy a v oblasti střední Číny, díky mírnému kontinentálnímu klimatu, byly možné 2 i 3 sklizně za sezónu. Problémem této velké země bylo a dosud je, že pouze 10 až 15 % území dovoluje intenzivní zemědělskou činnost. Tento faktor však byl motivací k dokonalému využití znalostí a technologií pěstování plodin. Hlavní plodinou byla a je dosud samozřejmě rýže, kdy technologie zaplavovaných polí vyžadovala náročné obdělávání. Obrázek 64 Rýžová pole

Zdroj: http://Wikipedia.org

K tomu byla nutná lidská síla v podobě širších rodin, tedy s růstem populace se podmínky pro pěstování spíše zlepšovaly a způsob hospodaření navíc působil jako společnost stmelující prvek. Kromě rýže byly dalšími důležitými plodinami sladké brambory (Dioscorea batatas), proso (pěstované již 5500 let př.n.l) a v horských oblastech nebo v podhůří Himaláje pak pohanka nebo oves. Čína však dala světu díky tisíciletému šlechtění a selekci také některé významné druhy ovoce jako meruňky, broskve nebo hrušně. Taktéž zde bylo vyšlechtěno spoustu druhů zeleniny, která byla, včetně zemědělských technik a postupů exportována do dalších zemí jihovýchodní Asie, které do větší či menší míry přejaly část Čínské kultury a znalostí. Jmenovitě se jedná o Koreu, Japonsko nebo sever Vietnamu a Kambodže. Čínská civilizace dokonale zvládla zavlažovací systémy, systém hnojení za použití kompostování i využití všech výstupních produktů chovu zvířat a koneckonců i odpadních produktů člověka. Celé 65

vesnice byly uzavřené samostatně a soběstačně fungující komunity, které vyžadovaly minimum vnějších vstupů a také všechny vedlejší produkty nebo odpady byly dokonale zpracovávány. Jednou z pozoruhodností Číny je takzvaný „Dujiangyan zavlažovací systém.” Byl vyvinut před 2200 lety, avšak používá se vlastně dodnes. To, co je na něm pozoruhodné je, že dovoloval volnému průtoku vody a prostupu vodního života skrze tento systém prakticky bez omezení, což bylo plně v souladu s ekosystémem krajiny a výrazně jej navíc obohacovalo. Také vynález železného pluhu ve 3. století před naším letopočtem značně předběhl stav zemědělství u tehdejších civilizacích Evropy a Středomoří. Zhruba ve stejné době byla používána voda pomocí vodních kol pro zavlažování, pro mletí obilí nebo pohon jiných mechanismů v rozsahu výjimečném ve srovnání s tehdejším světem. Největšího rozkvětu a propracovanosti zemědělské produkce bylo dosaženo v 18 století, kdy množstvím pěstovaných a chovaných druhů a velikostí produkce se jednalo o nejdokonalejší hospodářský systém v historii lidstva. S příchodem kulturní revoluce došlo k úpadku a zapomenutí některých znalostí, avšak v 70tých letech tato civilizace znovu nastoupila cestu mohutného rozvoje a v současnosti patří k největším světovým exportérům, včetně některých potravin, což při množství vlastní populace větším než 1,3 miliardy obyvatel je skutečně impozantní. Obrázek 65 Vývoj civilizace a druhů plodin

Zdroj: http://myweb.rollins.edu/jsiry/ChinesePopulationHistory.htm

Graf ukazuje cyklickou křivku vývoje čínské civilizace, včetně počtu obyvatel a změn nebo doplňků v sortimentu pěstovaných plodin. Římská říše Další velkou civilizací, která rozsáhle rozvinula zemědělskou činnost na velkém území, včetně mezinárodního obchodu byla Římská říše. Původně se sice Římané spíše zabývali chovem dobytka a pěstitelské dovednosti získali pravděpodobně od zemědělsky vyspělejších Etrusků, avšak po získání většího území řadou úspěšných válek využili této pozice a bohatství a rozvinuli zemědělství za použití velkého množství otroků jako pracovní síly. Používali pouze jednoduchý 66

„dvoupolní systém“ tedy střídání obdělávané půdy s plochou ležící ladem a jak doporučoval slavný Římský spisovatel Cato Starší, hospodář musel velmi důsledně schraňovat všechny exkrementy chovaných zvířat, aby je bylo možné použít jako hnojiva. Přiložený obrázek ukazuje směr a druhy toku surovin a zboží do římské říše v období 200 let našeho letopočtu. Obrázek 66 Obchod komoditami v Římské říši

Zdroj:http://www.owasso.k12.ok.us/webpages/gyankey/regadvhandouts.cfm?subpage=313521

Získaná území byla rozdělena na latifundie – parcely o výměře 500-1000ha kde byla správa svěřena nejvěrnějšímu otrokovi, který dále kontroloval průměrně 15 dalších, ke kterým se sezónně připojovali i námezdní dělníci. Základní pomůcky na obdělávání půdy byly primitivní pluh tažený buvolem, motyka, brány, rýč a lopata. Obiloviny byly sklízeny ručně ještě v prvním století našeho letopočtu, teprve poté byl z Galie, dnešní Francie přinesen dokonalejší sklizňový nástroj. Hlavní zdroje potravin pro Římskou říši však byla dobytá území. Co se týká obilnin hlavně Egypt, který byl nazýván obilnicí říše. Proto také Řím dokonale vojensky kontroloval oblast středozemního moře, aby měl zajištěnou hladkou dodávku potravin pro rostoucí množství obyvatel. Většina měst tehdejší Římské říše měla relativně menší počet obyvatel v řádu desítek tisíc a byla plně potravinově zajištěna produkcí ze svého okolí. Velkých měst s počtem obyvatel nad 100000 bylo málo (např. Řím, Konstantinopol, Alexandrie ( a tyto už byly samozřejmě závislé na dovozu potravin, snad s výjimkou Alexandrie, díky vysoké produkční schopnosti zemědělství v dané oblasti severní Afriky. Mezi základní pěstované plodiny patřila pšenice a v menší míře pak ječmen, proso a oves. V tomto období má také původ pšenice špalda a jednozrnka a kváskový chléb, jak se v Evropě dochoval dodnes. Nicméně náš bílý chléb má spíše původ na Iberském poloostrově kde Galové a Keltové používali spolu s pivem na kvašení pivovarské kvasnice a jeho kvalitou byli známi v celé Římské říši.

67

Protože Římané přenesly později většinu zemědělské produkce mimo území centra Římské říše a většinu zemědělské půdy na Apeninském poloostrově vlastnila nejbohatší vrstva obyvatel, která je ovšem na klíčovou zemědělskou produkci používala minimálně, došlo k velkému úpadku tohoto odvětví. Drobní rolníci byli zbaveni půdy a ožebračeni. Předmětem produkce a obchodu v samém srdci říše pak bylo už pouze luxusní zboží a víno a úrodná půda byla přeměněna na pastviny nebo ležela ladem. Úpadek říše provázel návrat prostého výměnného obchodu, protože větší část obyvatelstva patřila k nejchudší vrstvě bez prostředků a půdy. La Culture Maraîchère-French Intensive gardening Název „La culture maraîchère“ se vztahuje k pozoruhodnému systému pěstování plodin, používanému v hustě obydlené oblasti Paříže a okolí, v letech 1850 až 1900. Často bývá překládán jako Francouzský intenzívní způsob pěstování. Byla to série technik vedoucích k intenzivní produkci potravin pro hustě osídlenou oblast Paříže a okolí. Obrázek 67 Francouzské intenzívní zemědělství 1

Zdroj: http://www.paris15histoire.com/jardins.html

Systém byl však natolik úspěšný, že přebytky produkce byly úspěšně exportovány i na Britské ostrovy. Tamější zemědělství totiž nemohlo produkcí, sortimentem ani kvalitou s tímto Francouzským soutěžit. Primární podnět k rozvinutí tohoto systému byl, jak zajistit velkému množství populace ve městě dostatek čerstvé zeleniny a druhý neméně důležitý popud byl, jak se zbavit obrovského množství koňského hnoje, produkovaného tehdejším nejběžnějším dopravním prostředkem. Cílem snah bylo vypěstovat co největší množství produktů na co nejmenší ploše, protože to odpovídalo situaci v hustě zalidněném městě a jeho okolí. Vlastní počátky této metody můžeme hledat už někdy kolem roku 1670 ve Versailles. Průměrná Pařížská zahrada té doby, využívající tento systém měla rozlohu kolem 1 až 2 akrů. Zelenina byla umístěna na záhonech 68

a jednou ze základních surovin byl koňský hnůj a sláma. Základním heslem bylo „obdělávat co nejmenší plochu, ale obdělávat ji co nejdokonaleji“ S touto myšlenkou maximální produkce na minimální ploše, byla používána spousta postupů ve vzájemné součinnosti. Plodiny byly sázeny v těsné blízkosti, takže v dospělosti se listy těsně dotýkaly, to představovalo v podstatě „živý mulč“ kde nebyl prostor pro růst plevelů a zároveň bylo zabráněno ztrátám vody odparem. Obrázek 68 Francouzské intenzívní zemědělství 2


Navíc tím bylo vytvořeno velmi prospěšné mikroklima. Dalším z důležitých prvků metody bylo tzv.“companion planting“ tedy souběžné pěstování plodin, které se vhodně podporují a succession planting, neboli pěstování plodin v návaznosti tak, aby byla půda vždy plně využita. Pro tuto věc bylo klíčové přesné časování sázení a sklizně. Krásnou ukázku aplikace této metody můžeme najít v Eliot Coleman - The Winter Harvest Handbook: „v časném jaře byl záhon osázen ředkvičkou a mrkví za současného přesazení přísad salátu. Nejprve byla sklizena ředkvička a uvolnila tak prostor mrkvi rostoucí mezi salátem, vrchol natě mrkve vyčníval nad okolní salát až do doby, kdy byl tento sklizen, tím získala mrkev konečně prostor a světlo pro dokončení svého růstu. Vzápětí po sklizni salátu ale byly mezi mrkev nasázeny sazenice květáku a jakmile byla mrkev vytažena dospěly i ony do svého konečného stádia a sklizně. Poté byla půda připravena na další plodiny.“ Pěstitelé byli schopni pěstovat i 9 plodin za sezonu a dokonce vypěstovat melouny i v zimě! Pro maximální rozšíření pěstitelské sezony byly rostliny přikrývány skleněnými kryty, které sloužily jako miniskleníky. Jak vidíme na obrázku.

Zdroj: http://hipcrime.blogspot.cz/2011/12/french-market-gardens-la-culture.html 69

Obrázek 69 Francouzské intenzívní zemědělství


Teplo pro pařeniště zajišťoval rozkládající se koňský hnůj a poté co již byl rozložen a nevydával teplo byl použit jako část kompostu na obohacení půdy. Pro případ poklesu teploty byly používány rohože z žitné slámy, kterými se obalovaly skleněné kryty. Cestičky mezi záhony byly pouze 25cm široké, aby se maximálně využila plocha půdy pro pěstování.. Aplikace chemických látek nebyla přípustná,vše co vytvářelo efektivně fungující systém bylo velké množství kompostu, střídání plodin, diverzita plodin a jejich vzájemné doplňování a podpora. To vše postačovalo k dostatečné ochraně proti plevelům a škůdcům. Základní myšlenkou bylo, že škůdci a nemoci napadají jen oslabené rostliny a výhodou byla velká rozmanitost rostlin, která na rozdíl od současných monokultur nedovolovala přemnožení škůdců. Delikátní zelenina byla pěstována i v průběhu zimy pod krytem, Na konci února byly rostliny přesazeny pod skleněné kryty a do 6ti týdnů byly připraveny na trh. Produkce zeleniny byla tak úspěšná a velká, že nejen pokrývala potřebu Paříže a okolí v období celého roku, ale navíc byly produkty dodávány do Anglie dokonce i v podzimním a zimním období. Tato úspěšnost byla pro Angličany natolik inspirující, že v roce 1905 provedli expedici do Paříže a nové poznatky uplatnili v praxi. Mimo jiné se tímto způsobem našla práce pro v tehdejší době velké množství nezaměstnaných. Byly vydávány publikace a návody, avšak v Anglii aplikovaná technika nikdy nedosáhla kvalit a preciznosti dosažené ve Francii. Ve 20 a 30 letech Anglický zahradník a dramatik Alan Chadwick propojil tyto poznatky s poznatky Rakouského filozofa a pěstitele Rudolfa Steinera a tato kombinace znalostí a technologií stála u kořenů Biointenzivního pěstování jak jej známe ze současnosti. Je ještě nutné podotknout, že podobně efektivní systémy pěstování v Japonsku tehdejší doby popisuje ve své knize Farmers of Forty Centuries z roku 1909 agronom F.H. King. Po první světové válce však díky nástupu automobilů zmizely zdroje chlévské mrvy v podobě koní, obdělávání půdy upadlo a plochy se změnily v okrasné zahrady nebo nevyužité plochy. Nastal nástup 70

moderního zemědělství s použitím strojů a zvláště po II světové válce masívní používání minerálních anorganických hnojiv. České země na začátku minulého století (předindustriální, před-agrochemická éra) Pokud srovnáme produkci plodin a výměru orné půdy na našem území v období tzv. první republiky tedy v letech 1930-1936, můžeme dojít k zajímavým poznatkům. V té době jsme sice měli rozlohu větší o území Slovenska a Podkarpatské Rusi, počet obyvatel tedy byl větší, cca 14,7 mil obyvatel, oproti současným 10,5 mil, plocha státu byla 14,05 mil ha, nyní 7,88 mil ha, rozloha orné půdy byla 5,8 mil ha nyní je 2,1 mil ha, a plocha osázená obilovinami byla 3,5 mil ha / toho žita 1 mil ha/ nyní jsou obiloviny na 1,5 mil ha a žito je pouze zlomkem dřívější plochy. Srovnáme-li výnosy obilovin z plochy, bez použití průmyslových hnojiv a agrochemikálií, byly průměrné výnosy -

pšenice žito ječmen oves

17,6 q /ha , 17,8 q/ha, 18,6 q/ha, 17,6 q/ha.

V dobových statistických ročenkách je zmiňováno, že výnosy pšenice v Nizozemí nebo Dánsku jsou výrazně větší a to i více než 30 q/ha. Náš stát ovšem byl i při použití těchto způsobů hospodaření potravinově soběstačný, ovšem v zajištění zemědělské produkce byla zapojena více jak 1/3 obyvatel, zatímco v současnosti je to pouze zhruba 12 procent populace z toho je polovina starší 50 let a mladých do 35 let je pouze 6 procent! Přesto z těchto dat vyplývá, že vzhledem k tomu že rozloha půdy která je k dispozici je téměř obdobná a množství obyvatel srovnatelné (demografický růst je kolem 0 procent) neměl by být problém dosáhnout plné potravinové soběstačnosti ….

71

5. MOŽNÉ SMĚRY VÝVOJE Pokračování stávajících metod a jejich limity Ze všech výše uvedených informací lze vyvodit možné cesty, jakými se zemědělství bude ubírat a co lze od tohoto vývoje očekávat. Stávající metody hospodaření jsou udržitelné jen v případě, že bude k dispozici dostatek energií a paliv za stávající cenu. Stejně tak je limitující dostupnost agrochemikálií a hnojiv, které jsou produktem chemického průmyslu a závisí na zdrojích surovin. Co se těchto týká, bohužel náš stát není zdaleka soběstačný, světové zdroje se pomalu začínají vyčerpávat nebo mohou být z geopolitických důvodů špatně dostupné. Limity ve výši výnosu z pohledu použití anorganických hnojiv jsou již dosaženy, respektive určité plateu, kdy jednoduše z hlediska přírodních zákonů nelze dál výnos zvyšovat. Obrázek 70 Sklizeň obilovin a aplikace hnojiv

Zdroj: http://www.nature.com/nature/journal/v418/n6898/fig_tab/nature01014_F2.html

72

Navíc jak je vidět není vyšší výnos vždy provázen kvalitou plodin ve smyslu nutričního složení. Použití herbicidů a pesticidů už v současné době omezuje rezistence jednak plevelů, jednak rezistence škůdců a chorob, protože adaptační mechanizmy přírody hrají významnou roli. V blízké budoucnosti se budou o plochu obdělávané půdy dělit plodiny určené k výživě obyvatelstva s plodinami určenými na výrobu biopaliv, je však otázkou, nakolik ekonomické zájmy, systém dotací a jiné faktory tento poměr ovlivní a nakolik bude reálné pěstovat na úrodné půdy energetické plodiny na úkor potravin. Ze zajímavých studií university of Illinois vyplynulo, že v případě, že by se produkce biomasy blížila potřebné hodnotě, tedy náhradě 30 procent fosilních paliv, cena za tunu biomasy by nebyla předpokládaných 40 – 50 USD za tunu, ale vyšplhala by se až k cca 140 USD/t. Kupodivu až 50 i více procent energie se totiž spotřebuje na sklizeň těchto plodin a také hnojení a ošetřování není zanedbatelnou částí ztrát z celkového zisku. Úvaha: U nás tak rozsáhle pěstovaná řepka není zdaleka efektivním zdrojem paliva, protože hektarový výnos je pouze 1.2 tuny oleje, zatímco u palmy olejné je to až 5 tun! Nové směry-hydroponie, akvaponie, absorbční systémy Jaké směry vývoje by tedy mohly současnou problematickou situaci vyřešit? Směry, kterými se moderní zemědělství může ubírat, jsou podpořeny rozsáhlými výzkumy a praktickými pokusy. Ze všech rozličných metod můžeme jmenovat například hydroponii, akvaponii, to vše v propojení s vertikálními plochami. Obrázek 71 Hydroponie

Zdroj: http://www.ivandimitrijevic.com/aquaponics-4-you-review-everything-you-need-to-know/

73

Tyto metody, které nejsou omezeny dostupností půdy, ale pracují s použitím živných roztoků a přesně regulovaných množstvích tepla, světla jsou již delší čas ověřeny z kosmických výzkumů a bylo také provedeno nesčetně pokusů v pozemních podmínkách. Pravděpodobně půjde o metody perspektivní v oblastech s velkou hustotou obyvatel, tedy ve městech, kde odpadnou potřeby složitého transportu a skladování a výsledné produkty budou nezávisle na ročním období dostupné bezprostředně spotřebiteli. Zranitelnost těchto systémů spočívá v závislosti na zdrojích energie, na spolehlivosti technologií a nebudou samozřejmě schopny pokrýt celou širokou škálu zemědělské produkce. Obvyklé a zatím nejrozšířenější plodiny typu obilovin tímto způsobem pravděpodobně nebude možné pěstovat, takže systém bude spíše vhodný pro produkci čerstvé zeleniny či ovoce. Zajímavé způsoby hospodaření lze vidět také při pohledu z vesmíru. Jedním z nich je způsob, který se používá v bohatých arabských státech. Vzhledem k pouštnímu charakteru krajiny je využíváno centrálního podpovrchového zdroje vody a technických prostředků k intenzivnímu obdělání kruhových oblastí. Obrázek 72 Zemědělství v poušti

Zdroj:http://archive.constantcontact.com/fs047/1104692932142/archive/1105130594685.html

Ovšem chcete-li se podívat na praktickou aplikaci této metodu, která už několik let slouží k produkci Bio zeleniny, stačí zajet na Slovensko k panu Šlinskému, který svou metodu nazval Agrokruh. Technicky výhodné obsluhy pozemku však může být využito i při zavlažování z povrchových zdrojů jako zde ve státě Washington.

74

Obrázek 73 Kruhové obdělávání

Zdroj: http://www.theatlantic.com/infocus/2011/08/where-in-the-world-a-google-earth-puzzle/100120/

Zajímavý je také způsob použitý poblíž Santa Cruz v Bolivii, na prostoru bývalého pralesa. Centrem každého z kruhových celků je malá komunita obklopená skupinou polí. Jednotlivé celky jsou odděleny pásy pralesa. Obrázek 74 Zemědělství v pralese

Zdroj: http://www.theguardian.com/environment/gallery/2011/mar/29/agricultural-patterns-space#/?picture=373100530&index=3

75

Minimalizační metoda obdělávání půdy. Velké snížení nákladů by bylo možné očekávat v použití absorpčních nebo minimalizačních metod zpracování půdy. Velmi dobře jsou nové možnosti a směry popisovány v práci Výzkumného ústavu rostlinné výroby Praha-Ruzyně. http://web2.mendelu.cz/af_217_multitext/ke_stazeni/minimalizace/minimalizace/hnojeni.pdf případně http://www.agris.cz/Content/files/main_files/74/151975/15_Rohl_OCHRANA_PUDY_BEZOREBN YM_ZPRACOVANIM_PUDY.pdf Bio produkce Klasická Bio produkce, jak ji známe dnes, pravděpodobně nebude zdrojem podstatné části potravy, protože tomu bude bránit efektivita, limitované vypěstované množství a také hlavně cena. I v současnosti činí Bio produkce v zemích EU pouze 5,5 procenta celkového množství produkovaných potravin. Trend produkce biopotravin v České republice je od roku 2013 mírně sestupný, protože byly zastaveny dotace pro Biozemědělce, avšak prodej Biopotravin má trvale vzestupnou tendenci, bohužel přes 60 procent těchto produktů se dováží ze zahraničí. Obrázek 75 Vývoj Biozemědělství

Zdroj:http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/js13/geograf/web/pages/04-zemedelstvi-lesnictvi-rybolov.html

S ohledem na růst cen paliv a energií a tím navýšené náklady pro přepravu, by bylo vhodné, aby byla co největší část potravin produkována lokálně a jednotlivé územní celky tak byly potravinově alespoň částečně, pokud ne úplně soběstačné. Bylo by také vhodné maximálně diverzifikovat zdroje, aby při případných škodách vzniklých v jednotlivých kulturách, je bylo možné kompenzovat z jiných zdrojů. Pěknou ukázkou této diverzifikace je kombinace zdrojů potravy, kterou můžeme vidět v některých oblastech jižní Evropy mezi světovými válkami. Zdroje základních kalorických potravin byli hrazeny nejen obilovinami, ale také okopaninami a plody stromů, konkrétně například jedlých kaštanů, které hradily velkou část kalorií již za doby římské říše a nahrazovaly často obilniny.

76

Tato diverzifikace je důležitá i z důvodu ohrožení monokultur chorobami. V posledních letech se často diskutuje problém rzi travní (Puccinia graminis). Kmen Ug 99 která napadá zvláště pšenici s výslednou likvidací 40ti a více procent úrody. Středisko původu infekce je sice ve střední Africe, ale protože šlechtěné odrůdy pšenice nejsou k této chorobě rezistentní a vyšlechtění potřebných odrůd vyžaduje čas, který není k dispozici, stihla se tato choroba během několika let rozšířit až do oblasti Blízkého východu a předpokládá se, že během několika let může zpustošit pole v Asii (Pakistán, Indie), kde je pšenice druhou nejdůležitější plodinou pro téměř 2 miliardy obyvatel! Nové plodiny Možnosti pěstování nových druhů plodin se objevují spíše v oblasti energetických plodin, protože potravinové zdroje jsou již za dlouhou historii lidstva důkladně prozkoumány a optimální plodiny pro danou geografickou oblast či klima jsou již dávno úspěšně začleněny do produkce potravy. Prostor zbývá pro některé druhy, které byly pozapomenuty či vyčleněny z kultury a moderní šlechtění a selekce jejich potenciál znovu objevily. Zde by bylo vhodné zmínit Jedlý kaštan Castanea sativa, případně Castanea molissima. Jedná se o stromy původem z Jižní Evropy, nebo v druhém případě z Číny a Japonska. V současnosti se objevují i jejich kříženci s velmi výhodnými vlastnostmi, jak co se týká odolnosti proti chorobám, tak hlavně s velmi vysokým výnosem. Jedná se starou kulturní plodinu s historií pěstování 20006000 let. Evropský druh má své kořeny v jižní části Ruska a Turecku, ale po staletí byl pěstován v celé jižní Evropě a na začátku minulého století činila jeho produkce například ve Francii 400 000t. Jedná se o dlouhověké stromy s korunou širokou i 10 m a vysokých až 30 m. Plně vzrostlé stromy poskytují úrodu až 2,2 t, při závlaze dokonce 4,5 t z hektaru. Plody mají obdobný obsah bílkovin jako obiloviny a v historii se z nich mlela i mouka. Výsadba podobných stromů spolu s ořešáky, by byly vhodným doplňkem v případě neúrody okopanin nebo obilovin a jistě stojí za zmínku i jejich estetická hodnota v krajině.

77

Obrázek 76 Kaštanovník setý

Zdroj: http://treesplanet.blogspot.cz/2013/08/castanea-sativa-sweet-chestnut-spanish.html#.U-kdw2dIv9o

Z nových importovaných plodin se nabízí například Laskavec Amaranthus. Je výjimečný svou odolností k suchu a nenáročností na půdu. Má vysoký obsah bílkovin – až 18 % a vhodné složení aminokyselin a tuků. Je to rostlina krátkého dne a potřebuje pro svůj růst dostatek tepla (optimum 21-28 stupňů), což je v našich krajích problematické. Výnos sice není velký, ale lze ji použít jako potravinovou i energetickou plodinu. Další informace lze nalézt na: http://uroda.cz/laskavec-perspektivni-alternativni-plodina/

78

Další zajímavý a velmi perspektivní adept je Lupina Lupinus albus. Mohla by být alternativou pro v našich podmínkách nevhodnou teplomilnou sóju. Obrázek 77 Vlčí bob

Foto: Zahrada pro budoucnost

Lupina je vyjímečná velmi vysokým obsahem bílkovin, až 40 % i velmi dobrým poměrem minerálních látek a absorpcí, navíc jsou vyšlechtěny odrůdy s velmi nízkým obsahem antinutričních látek a alkaloidů jako například Francouzská odrůda Amiga, avšak je to plodina, která netoleruje sucho. V takovém případě výnosy zcela kolabují. Lze ji pěstovat pouze ve vlhčích a chladnějších, tedy spíše podhorských oblastech. Výnosy z hektaru jsou v řádu 1,5 až 2 tuny. http://www.agronavigator.cz/default.asp?ch=1&typ=1&val=50259&ids=1460 Zajímavé jsou nově vyšlechtěné odrůdy bezpluchého ovsa Avena nuda. Obrázek 78 Bezpluchý oves


Jako obilovina sice nedosahuje výnosů podobných pšenici, avšak je výjimečná vysokým obsahem tuku (2 až 3 násobek), i hodnotných bílkovin. Na rozdíl od ostatních masově pěstovaných obilovin neobsahuje lepek, protože avenin je strukturálně odlišný a nepředstavuje pro člověka žádné riziko. Navíc obsahem vlákniny a beta glukanů lze o něm hovořit jako o plodině léčebné, s výrazným

79

výživovým efektem pro oslabené jedince a rekonvalescenty. Je to tedy plodina s vysokou zdravotní a dietetickou hodnotou, navíc dobře adaptovaná na chladnější podmínky vyšších poloh našeho území. Zasloužila by si proto mnohem většího rozšíření. Díky absenci pluchu je i zpracování jednodušší než u klasického ovsa. http://www.agromanual.cz/cz/atlas/plodiny/plodina/oves.html

Z dalších plodin ještě stojí za zmínku Slunečnice hlíznatá, neboli Topinambur Helianthemusum tuberosum. Obrázek 79 Helianthemum tuberosum


Jedná se o starou plodinu Amerických Indiánů, u nás však převážně používanou pro výkrm dobytka, její nutriční a léčebné účinky však nejsou doceněny. Další z jejich mimořádných vlastností je velmi vysoký výnos z hektaru a to jak biomasy, tak podzemních hlíz, kterých rostlina produkuje dvojnásobné množství než brambor. Je tedy perspektivní plodinou na výrobu bioethanolu, bioplynu nebo jako biopalivo. Mimořádná je také odolnost proti škůdcům a chorobám a schopnost růst ve velmi extrémních klimatických i půdních podmínkách. Například odolnost proti mrazu je u hlíz téměř do -30 stupňů. Lze ji navíc pěstovat i na pozemcích které jsou jinak zemědělsky nevyužitelné. Nevýhodou se jeví problematická sklizeň, protože hlízy jsou dosti křehké a mají omezenou skladovatelnost, rostlina má také tendenci k invazívnímu růstu. Výnos biomasy z hektaru je průměrně 35 až 100 tun a u hlíz je to 15 až 30 tun z hektaru, avšak pokusy VÚRV Praha-Ruzyně v letech 1993-1995 vykazovaly výnos 29-51 tun hlíz z hektaru. V roce 2014 přišel Výzkumný ústav bramborářský s novými odrůdami, které vzbudily velký ohlas jako perspektivní plodiny 21 století. Ještě jedna zajímavá rostlina stojí za zmínku. Je jí Apios americana v angličtině nazývaná Groundnut.

80

Obrázek 80 Apios americana


Jedná se o rostlinu z čeledi Leguminacea tedy příbuznou čočce nebo soji. Na rozdíl o nich však má jedlou i podzemní část Je to prastará kulturní rostlina Amerických Indiánů. Ze zajímavých vlastností lze vyzdvihnout vysoký obsah bílkovin v hlízách (až 17 procent) schopnost vázat v půdě dusík, nevýhodný je však nízký výnos. Zajímavostí snad ještě je, že se jednalo o konkurenta brambor. V době hladomorů v Irsku bylo zvažováno zda Groundnuts použít pro záchranu hladovějící populace, protože však větší úrodu má tato plodina až druhým rokem, bylo pro urgentnost situace rozhodnuto využít výhod brambor a ty se tak staly kromě obilovin nejpodstatnější součástí Evropské výživy v těchto obtížných dobách. Nové možnosti ve šlechtění Manipulace mikrobiomu jako jeden z nejperspektivnějších směrů vývoje Nové možnosti ve šlechtění plodin pro oblasti s obtížným klimatem přináší metody sekvencování geonomu. Jejich pomocí bylo nalezeno velké množství symbiotických organizmů žijících na kořenech rostlin, které dovolují plodinám přežít i těžké životní podmínky, zvláště pak sucho, případně zasolení půdy. Vzhledem k postupujícím oblastem sucha, zde ve střední Evropě, by tak bylo možné vypěstovat druhy, které by tyto nadcházející podmínky dobře zvládly. Tím však možnosti manipulace mikrobiomu nekončí. Touto cestou lze měnit vlastnosti rostlin v některých aspektech více než genetickým šlechtěním a to zvláště v oblasti odolnosti proti patogenům a vlivům prostředí a klimatických podmínek. Nové genetické metody také mohou přispět k vyšlechtění nových druhů pšenice, odolných na hrozící epidemie rzi. Stejně tak důležité je vyšlechtit nové druhy obilovin s jinou formou glutenu tedy lepku, protože již 6 procent Americké populace , některé odhady však mluví o číslech přes 10 procent, má nějakou formu intolerance na tuto součást obilného zrna a s tím spojené zdravotní problémy. Tento problém se za poslední roky závažně zvětšil a jeho příčiny jsou předmětem absorpčního výzkumu.

81

6. CÍLE NOVÝCH METOD ZEMĚDĚLSTVÍ Cíl: -

eliminace energeticky, časově a finančně náročné přepravy eliminace závislosti na zahraničních zdrojích, rozvoj národních zdrojů pracovní příležitosti pro místní obyvatelstvo alespoň částečná lokální potravinová soběstačnost péče o krajinu a půdní fond udržování a obnova tradičních plodin a jejich zpracování prohlubování vědomí sounáležitosti místních obyvatel s jejich krajinou a půdou, kterou zdědili po předcích

Vzhledem k tomu že plná produkce potravin v lokálních podmínkách v současnosti není možná, bylo by vhodné jako doplněk nabídky standartních zdrojů obchodní sítě, zajistit v místních podmínkách alespoň produkci části plodin u kterých by takovým způsobem bylo možné zajistit minimum použití agrochemikálií a maximální čerstvost včetně bezprostředního dodání konzumentům bez zbytečných mezičlánků. V návaznosti produkce v rostlinné výrobě pak i produkci některých druhů živočišné výroby, především drůbeže, vajec a mléka, v podhorských a horských oblastech pak pastevectví jako nízkonákladový způsob produkce potravin. Možné řešení lokální produkce potravin Možným řešením a příkladem ze zahraničí může být v rámci rostlinné produkce Biointenzivní způsob hospodaření, ideálně splňující podmínky pro lokální soběstačnost. Tento systém, jak už bylo výše uvedeno, byl vytvořen spojením Francouzského intenzivního zemědělství, které se jako jedna z nejúspěšnějších metod uplatnila v rámci zásobování obyvatel většího města a jeho okolí. Systém dále zdokonalil a rozvinul James Jeavon a pod názvem „Biointensive agriculture“ a ochrannou známkou „GROW Biointensive“ ji propaguje po celém světe, zvláště v rozvojových zemích, kde pomáhá i v primitivních podmínkách bez energetických zdrojů efektivně zásobovat obyvatelstvo potravinami.

82

Obrázek 81 Biointenzívní metoda

Zdroj: http://hortonroadorganics.blogspot.cz/

V součásné době by tento systém tedy mohl být modelem použitelným pro malé komunity, vesnice či města a tuto myšlenku tímto směrem rozpracovává s podporou vlády například Kanadská organizace ARSAN. http://arsan.ca/ Také zde v Evropě nastupují trendy rozvoje příměstských zahrádek. Pozoruhodné místo zaujímá například Berlín se svými 800 zahrádkářskými koloniemi o ploše 3000 ha , což tvoří 3,5 procenta plochy města a ambicemi vytvořit z Berlína Evropské město zahrádkářů. Větším problémem je to v případě měst v Anglii nebo Francii, kde poptávka silně převyšuje nabídku a na plochu poblíž Londýna musí zájemce čekat 2-3 roky v případě Paříže dokonce let deset! Většina větších měst má však cílené programy na podporu budování zahrádek a řeší tak zájem obyvatel nejen na relaxaci a odpočinek ale i žádanou lokální produkci biopotravin. Více informací k tématu lze najít na: http://arnika.org/soubory/dokumenty/mesta/kauzy/Zahradky/generel_09_podklad_1_verze_PS.pdf http://arsan.ca/ Biointenzívní metoda-popis Biointenzivní zemědělství je metoda, která umožňuje maximální produkci potravin na minimální ploše s minimálními energetickými a surovinovými vstupy a s minimálním zatížením ekosystému. Nepoužívá syntetická hnojiva, ani agrochemikálie a využívá přirozených metod eliminace plevelů a škůdců v kulturách. Využívá široké diverzifikace plodin a jejich vzájemného ochranného a podpůrného vlivu. Maximálně také využívá lokálních teplotních, světelných a srážkových podmínek.

83

Klíčové prvky tohoto systému jsou: 1. propracování půdy do velké hloubky, tzv. „Double digging“ případně použití vyvýšených záhonů 2. intenzivní používání a tvorba kompostu 3. intenzivní výsadba 4. companion planting-výsadba rostlin, které se společně podporují či chrání 5. pěstování rostlin s větším podílem biomasy-carbon farming 6. pěstování kaloricky bohatých rostlin-calorie farming 7. využití přirozeného opylování a křížení rostlin 8. celostní přístup k hospodaření Přednosti Biointenzívní metody Dokonalost systému ukazují některé výjimečné výsledky jako je např.: 1. Úspora 67 – 88 % vody 2. Úspora 50 – 100 % anorganických hnojiv 3. Až o 99 % méně energie než komerční zemědělství Tato metoda umožňuje: 1. Produkovat 2-6x více potravin z dané plochy 2. Vytvářet půdu a humusovou složku 60x rychleji než je přirozený vznik ve volné přírodě 3. Redukce potřebné plochy pro pěstování na polovinu i méně Detailní informace lze najít na: http://www.growbiointensive.org/grow_main.html

Projekt Biosphere Funkčnost celé metody byla potvrzena v projektu University of Arizona s názvem Biosphere II, kde skupina lidí žila 2 roky v izolovaném prostředí a veškeré zdroje potravy si hradila vlastní produkcí podle zásad systému Biointenzivního hospodaření. Obrázek 82 Projekt Biosphere II

Zdroj: http://www.growbiointensive.org/present_biosphere.html

84

Obrázek 83 Projekt Biosphere II, uvnitř

Zdroj: http://www.growbiointensive.org/present_biosphere.html

Food Production for a Complete Diet, E. Glenn and C. Clement, Environmental Research Laboratory, University of Arizona, Tucson. Pokus prokázal, že potraviny na jeden rok pro jednu osobu lze vyprodukovat na ploše cca 330 m2.

Klíčové rozdělení a zastoupení typů pěstovaných plodin v Biointenzívní produkci Klíčovým pro dlouhodobou udržitelnost tohoto systému je pěstování plodin podle určitého vzorce a to tak, že pro obnovu a udržení půdy je třeba plochu osázet z 60 procent plodinami, které jsou nejen zdrojem potravy, ale zároveň poskytují organicky vázaný uhlík a materiál pro kompostování. Jedná se tedy převážně o obiloviny, luštěniny apod. Tato část plodin vyživuje a obohacuje půdu, dalších 30 procent plochy je osázených tzv.calorie crops tedy kalorickými plodinami, které živí pěstitele. Jedná se o kaloricky bohaté plodiny, tedy plodiny, které z dané osázené plochy dávají nejvyšší kalorickou hodnotu. Výše kalorické hodnoty se přepočítává nejen na jednotku plochy, ale i časovou jednotku, tedy vyprodukované kalorie v přepočtu na celou vegetační sezónu. V našich podmínkách mezi tyto plodiny patří například brambory, pastinák nebo v teplejších oblastech kukuřice. V levé tabulce můžeme najít plodiny s nejvyšším výnosem organického uhlíku ze čtvereční stopy a v pravé pak deset nejvýživnějších plodin. Uvedena je kalorická hodnota vypěstovaná na čtvereční stopě tedy 0,093m2 .

85

Obrázek 84 Žebříčky plodin

Zdroj: http://www.neo-terra.org/Pages/PASA2.aspx

Zbývající plocha je určena k produkci doplňkového sortimentu, produktů pro prodej a rostliny pro zajištění genetického materiálu pro další produkci. Obrázek 85 Biointenzívní principy

Zdroj: www.growbiointensive.org

Návrh lokálního systému produkce potravin v měřítku malé vesnice a jejího okolí lze najít v již zmíněném projektu ARSAN, případně na http://www.g-biack.org/ nebo českých stránkách: Facebook Zahrada pro budoucnost http://www.bosquedeniebla.com.mx/hacagrbio.html. 86

7. ZÁVĚR Je zřejmé, že vývoj zemědělství, alespoň v tom masovém měřítku, bude v nejbližší době probíhat stávajícím způsobem, přinejmenším než se ještě výrazněji začne projevovat nedostatek surovin a energií, případně než dopad na zdraví člověka, ekosystém a půdy bude ještě více alarmující. Lidstvo totiž dosud vždy v historii reagovalo na negativní vývojové tendence se zpožděním, pro některé civilizace I fatálním. Již teď jsou ale jedinci a organizace, které lépe zhodnotily vývoj a budou tedy pionýry a průkopníky ve vedení lidstva po nových cestách za rozumnějším způsobem existence hospodaření a nakládáním s bohatstvím přírody a naší planety. Obrázek 86 Naše živá planeta

87

8. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY A ZDROJŮ Literatura ČUBA, F., HURTA, J. (2002). Fungování podniků v současném světě. Publikace ke konferenci "Fungování podniků v současném světě". 11. 86-86. 2002. Zlín, Neubuz, Slušovice, MONDON, s.r.o.. ISBN 80-903108-1-8. ČUBA, F., HURTA, J. (2003). České a slovenské zemědělství po vstupu do EU. Mondon. ČUBA, F., HURTA, J. (2004). Snížení nákladů o třicet procent. Slušovice: Mondon, 2004. ČUBA, F., HURTA, J. (2005). Podnikatelské příležitosti: rozvoj venkovského průmyslu a služeb. Slušovice: Mondon, 2005. ČUBA, F., HURTA, J. (2008). Nové cesty českého zemědělství. Mondon. ISBN 8090310893. ČUBA, F., HURTA, J., MAŠTÁLKA, J. (2010). Zemědělství v globalizovaném světě. Brno – Slušovice: Tisk Typos. PING, J. a kol (1937). Naší přírodou, ročník I. Praha: Průmyslová tiskárna. SVOLINKSÝ, K. (1938). Naší přírodou, ročník II. Praha: Vesmír. TKÁČIKOVÁ, J., SPITZER, L., HUSÁK, J. (2013): Valašské louky a pastviny, dědictví našich předků. Muzeum regionu Valašsko. ISBN 978-80-87614-14-3. Zemědělství pro příští dvacetiletí: odborná konference: Československá společnost pro moderní zemědělství, UTB Zlín, [3. květen] 2012: sborník referátů. Informační zdroje na Internetu www.cenia.cz www.fao.org www.nasa.gov http://ecowatch.com www.eoearth.org www.globalpnetwork.net www.nature.com www.permaculturenews.org www.skepticalscience.com www.veronica.cz www.vitejtenazemi.cz www.vurv.cz www.weedscience.com www.wikipedia.org www.zarozvoj.cz

88

ČÁST B Pracovní aktivity pro studenty a žáky

9. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO STUDENTY STŘEDNÍCH ŠKOL Pracovní list č. 1: Vzhůru ke hvězdám a hlavně Slunci Studie vlivu gravitace a světla na směr a intenzitu růstu rostlin

Vzdělávací cíl: Poznávání flexibility a adaptability rostlin na prostředí – sledování směru růstu rostlin v závislosti na orientaci vůči zemské gravitaci a zdroji světla. Cílová skupina: pro žáky středních škol, gymnázií V rámci předmětů: biologie, biologické praktikum Použité termíny: gravitropismus, fototropismus, gravitace, elektrická pole Potřebné znalosti/informace: základní přehled o fyzice, gravitaci a růstu rostlin Rozsah: příprava asi 1 vyučovací hodina, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 14 dnů Poznámka: Možná práce ve dvojicích nebo ve skupinkách – společné hodnocení dosažených výsledků a zaznamenaných pozorování. Pomůcky:

330 ml PET láhev, pěstební substrát odlamovací nůž

Pokyny pro učitele

nůžky sadba/např obiloviny, kukuřice, případně luštěnina (hrách) kousek buničiny nebo mechu provázek nebo pevná nit pravítko větší papírová krabice zdroj světla: LED lampička nebo lépe halogenová žárovka skleněná nebo polykarbonátová deska vrtáček nebo drát a svíčka Volitelné pomůcky: fotoaparát, případně kamera Bezpečnost: bez rizik (přípravu nádoby na rostliny je vhodné svěřit dospělé osobě)

89

Jméno: Datum:

Třída:

Pracovní list č. 1

Vzhůru ke hvězdám a hlavně Slunci

VZHŮRU KE HVĚZDÁM A HLAVNĚ SLUNCI Nyní se zkusíme stát objevitelem, který zkoumá jak rostliny reagují na změnu okolního prostředí. Až poznáte tyto zajímavé zákonitosti, můžete pochopit spoustu dalších dějů v přírodě. Přejeme Vám hodně úspěchů Motivace ve vašem bádání!

Úvod

Všichni dobře víme, že se rostliny nemohou pohybovat, avšak i přes to mohou měnit polohu svých listů nebo kořenů podle potřeby a v závislosti na poloze pro ně životně důležitých zdrojů, ať už gravitace nebo světla. Víme také jaké výšky ve vertikálním směru rostliny nebo dokonce stromy mohou dosáhnout. Vede je k tomu několik důvodů. Snad ten nejdůležitější je dostat se ke zdroji světla, protože bez něj nejsou schopny provádět fotosyntézu a vyrábět životně důležité a stavební látky.

Tento úkol mají rostliny nejsložitější v hustém porostu a to ať se jedná o bujnou louku, nebo tropický prales, kde se stromy se svými olistěnými korunami musí v konkurenci prodrat i do stometrových výšek!

90

Úvod

Zajímavé možná je, jak rostliny do takových obrovských výšek přepraví živiny a vodu, tedy do míst, kde na Slunci probíhá vlastní fotosyntéza. Není to totiž úkol jednoduchý! Vzrostlý strom takto denně přepraví několik tun vody, kterou pak odpaří do atmosféry. Do malých výšek řádu metrů nebo desítky metrů takto kapaliny přepraví kapilární vzlínavostí. Tento jev známe, když do misky nalijeme vodu a nad ni pověsíme bavlněný provázek nebo pruh toaletního papíru tak, aby koncem byl ponořen pod hladinu. Za chvíli vidíme, že voda dokáže téct i „do kopce“. Tedy podobný jev a ještě jiné používají rostliny pro přepravu živin do menších výšek. Pro výšky v řádu stovek metrů jako jsou obrovité stromy například sekvojovce v Kalifornii, však musí použít jiné složitější mechanizmy.

Abychom se však vrátili k důvodu, proč se rostliny snaží udržet vertikální růst, je třeba zmínit ještě ty další. Proto, aby byly pevně ukotveny na místě, zvláště pokud dosahují větších rozměrů, je výhodné, aby stály kolmo k povrchu zemskému a samozřejmě měly velmi dokonalý systém kořenů. Ten obvykle dosahuje stejného rozsahu jako je nadzemní část rostliny nebo stromu!

91

Při naprosto kolmé pozici totiž na tělo rostliny působí rozložené síly, znovu připomeňme vzrostlý strom, který může vážit i několik desítek tun! Hrozí tak tedy minimální riziko, že se rostlina poškodí nebo zlomí. Dobře známe, co se stane, když na zahradě necháme jabloni narůst větve příliš do široka a daleko od kmene. V okamžiku, kdy se urodí velká úroda jablíček, strom jejich váhu neunese a větev se zlomí. Proto je velmi důležité, aby největší část váhy stromu byla co nejblíž ose, jen tak rostlina vynaloží nejméně úsilí pro udržení stability. Mimochodem zkuste si delší dobu stát s upaženými pažemi nebo pažemi vzhůru nebo Ještě jeden důvod, avšak málo známý je, proč rostliny rostou vzhůru! Všechny projevy života na zemi jsou provázeny přítomností elektřiny nebo elektrických proudů a polí. Jeden z důvodů je i ten, že díky ionosféře, která má velmi vysoký elektrický náboj, což poznáváme při každé bouřce, je vše na zemském povrchu vloženo do elektrického pole, které mezi nebem a zemí vytváří potenciál okolo 300 V na každý metr výšky. Jistě si tedy dovedete představit pod jak obrovským napětím, i když maličkým proudem, žijí stometrové stromy! Je to napětí, které je třeba v dálkových rozvodech vysokého napětí! A toto napětí způsobuje, že přes strom protéká trvale elektrický proud a ten už vzhledem k ploše koruny není nijak maličký! Strom tuto elektřinu používá pro své důležité životní pochody, mimochodem stejně jako člověk, vždyť i ten ještě nedávno chodil bos a byl tak trvale ve spojení s nebem i zemí. U stromů však můžeme množství protékajícího proudu kmenem měřit a podle jeho velikosti usuzovat na zdravotní stav. Když začne proud slábnout, lze usuzovat, že strom je nemocný, chřadne a možná již umírá, nesmíme si 92

to však splést se situací kdy spí! V zimě totiž, když odpočívá a nemá listy, je tento protékající proud mnohem menší. (Tato vlastnost může být součástí dalšího zajímavého experimentu). V našem experimentu si však ukážeme, jak složitých změn poloh jsou rostliny schopné pro dosažení optimálního vertikálního růstu, a také se dozvíme, co je pro ně důležitější – zda respektování gravitace nebo potřeba světla.

Hlavní část – pokus: Postup pokusu: Vezmeme menší čirou PET láhev, rozřízneme ji odlamovacím nožem nebo nůžkami tak, aby oba konce do sebe šly zasunout a vytvořily nízkou uzavřenou nádobu. Do dna utvoříme vrtáčkem nebo drátem nad svíčkou malé otvory pro odtok vody. Tuto činnost provádíme venku, protože tavením plastů vznikají velmi nebezpečné látky, které při dýchání poškozují zdraví! Do obou částí nasypeme substrát a díly zasuneme na sebe. Do otvoru pro vršek vložíme semínko rostlinky zasypeme malým množstvím – špetkou zeminy, zalijeme a dáme s podmiskou na parapet k oknu. Pravidelně zaléváme, až rostlinka dosáhne velikosti 1-2 cm. Úkol Příprava krabice: Vezmeme papírovou krabici a odstraníme jednu její stranu, ostatní strany případně přelepíme lepící páskou nebo papírem tak, aby z jiných stěn neprocházelo světlo. V okamžiku, kdy rostlina dorostla do výšky 1-2 cm, ji vložíme na podložku do krabice tak, aby byla dnem nádoby otočena ke dnu krabice, tedy zelenou částí k otvoru. Ten nasměrujeme ke zdroji světla, v tomto případě k oknu. Poté pravidelně dokumentujeme, jak a kterým směrem se vyvíjí směr růstu rostliny.

93

Další modifikací je rostlinu I s květináčem zavěsit na horní stěnu krabice nebo na dno a krabici otočit otvorem dolů a podložit sklem nebo plastovou průhlednou deskou a zdroj světla umístit dospodu, případně rostlinu můžeme umístit normálně, tedy zelenou částí nahoru avšak zdroj světla umístit vespod. Opět pečlivě zapisujeme, jakým směrem bude pokračovat růst rostliny, v tomto případě můžeme posoudit, zda faktor gravitace nebo faktor světla je pro ni důležitější.

Celý pokus můžeme dokumentovat pravidelným snímkováním nebo sekvencí fotografií, z nichž můžeme vytvořit video sekvenci o pohybu rostliny. Nezapomeňme však rostlinu v průběhu pokusu trvajícího několik dnů zalévat!

Po skončení pokusu utřídíme zápisy, a pokud je to možné, doplníme dokumentačními fotografiemi, nejlépe však názorným videem ze sekvence snímků. Dejme však pozor, aby nám rostlina neutekla!

94

Otázky 1. Jak rostliny usměrňují svůj růst pod vlivem zemské gravitace a světelného záření?

2. Který ze stimulů je pro ně podstatnější?

3. Co se stane, když stimuly působí v opačném směru? Přemýšlej

4. Čím se jednotlivé druhy rostlin liší v těchto požadavcích?

5. Proč se rostliny snaží dosáhnout co největší světelné expozice?

95

1. Jakým mechanismem rostliny a stromy řeší transport tekutin navzdory gravitaci?

2. Do jaké výšky funguje kapilární vzlínavost?

3. Může nám elektřina říci něco o zdraví stromů?

Otázky pro koumáky

4. Žijeme v prostoru o vysokém napětí?

5. Jaké množství vody je schopen vzrostlý strom přepravit ve vertikálním směru a odpařit do atmosféry?

Závěr Třídění zápisů, dokumentace. Prezentace výsledků bádání. Úkol

Časová dotace: 10 minut Hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. Nejlepší týmy dostanou odměnu.

96

s učitelem

Pracovní list č. 2: Jaké barvy se rostlinám líbí? Studie vlivu barevného spektra na růst rostlin Vzdělávací cíl: Porovnávání růstu a kondice rostlin v závislosti na různé barvě osvětlení – sledování růstu a hospodářského výnosu v závislosti na spektrálním složení dopadajícího světla Cílová skupina: pro střední školy V rámci předmětů: Ekologie, ochrana prostředí/ochran rostlin, biologie, lesnictví, životní prostředí Rozsah: příprava asi 1 vyučovací hodina, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 6 – 10 dnů Použité termíny: světelné podmínky/růst rostlin Potřebné znalosti/informace: základní přehled o fyzikálních znalostech světla a potřebách rostliny Poznámka: Práce ve dvojicích nebo ve skupinkách – společné hodnocení dosažených výsledků a zaznamenaných pozorování v tabulkách. Pomůcky:

:

Pokyny pro učitele

běžná domácí květina jako filodendron, muškát apod. transparentní tenká plastová folie nebo sada barevných folií nesmyvatelné barevné fixy/značkovače/ černý papír lepící páska nůžky osluněné okno

Volitelné pomůcky: pro obrazovou dokumentaci fotoaparát, počítač Bezpečnost: bez rizik

Jméno: Datum:

Třída:


Jaké barvy se rostlinám líbí?

Tento pokus ti pomůže pochopit, jaký vliv mají barvy v přírodě. Věříme, že se ti všechny pokusy s barvami podaří a budeš v nich i Motivace nadále pokračovat.

97

Rostliny si vytvářejí potravu, materiál pro růst a energii v listech za pomoci slunečního záření. Jak to dělají? Ve svých listech obsahují látku zvanou chlorofyl, která způsobuje, že jsou listy zelené. Je to proto, že ve složité molekule chlorofylu je uprostřed prvek hořčík. Málokdo ale ví, že úplně stejnou molekulu mají v těle i zvířata a lidé. Nazývá se hemoglobin a je tím, co dává krvi červenou barvu. Proč červenou? Protože tato molekula, i když vypadá úplně stejně, má uprostřed místo hořčíku železo! Z toho je vidět, že když příroda vymýšlela, co všechno na Zemi bude žít, obměňovala často osvědčené věci. Co má tedy chlorofyl v rostlinách za úkol? Dokáže přijmout energii slunečního záření a použít ji na vytváření své stravy a svého těla a samozřejmě dalšího chlorofylu, protože rostlina je moudrá a ví, že bez chlorofylu a Slunce nemůže žít.

Úvod

Rostliny jsou ale moudré ještě víc, protože každá žije v jiných podmínkách. Některá vysoko v horách, jiná v nížině, některá se probouzí za plného Slunce, jiná má ráda večerní hodiny. Místo a čas mění vlastnosti světla, které na rostlinu dopadají, takže barva světla není úplně stejná. Rostliny si tedy vytvořily chlorofylů více, aby z různých druhů světel získaly co nejvíc energie. Mají například chlorofyl A a chlorofyl B, ale každá jej trochu jinak potřebuje ke svému životu. Nyní si vysvětleme, co je to vlastně barva světla? Každý známe krásné barvy duhy, které vzniknou tak, že sluneční světlo, které je vlastně bílé dopadne na kapičky deště. Každá kapka představuje malý krystal, který světlo různě odráží. Bílé sluneční světlo obsahuje všecky barvy. A co jsou to barvy světla?

98

Světlo je vlnění podobné jako používá televizor nebo rádio či mobilní telefon. Toto vlnění je pro naše oči neviditelné, protože se vlní velmi rychle a naše oko dokáže vidět jen vlny, které se vlní určitou rychlostí. Každá rychlost vlnění, které vidíme, představuje jinou barvu.

Na Zemi žijí zvířata, která vidí něco jiného než my. Například včela nebo motýl. Ti vidí vlny, které se vlní ještě rychleji, a my je vůbec nevidíme. Tato zvířata tyto vlny/barvy potřebují vidět, aby si našla na louce správné květiny. Když se ale vrátíme k našim rostlinám, můžeme vidět, že si rostliny nastavily své podmínky tak, aby co nejvýhodněji využily světlo, které k nám přichází ze Slunce a vybraly a absorbovaly část, která se k nám dostává v největší míře, protože Slunce je od nás daleko a aby se jeho světlo dostalo až na povrch Země, musí projít atmosférou, která se vlastně chová jako takové okno, které je průhledné jen pro některé vlny a to jsou ty, které všechno živé na Zemi potřebuje.

Podívejme se tedy, které vlny, nebo chcete-li barvy světla z těch několika málo barev dokážeme my lidé vidět, mají rostliny nejraději, a jak to ovlivňuje jejich růst a kondici.

99

Hlavní část – pokus: Postup pokusu: 1. Pokryjeme listy rostlin barevnými foliemi. 2. Pro srovnání některé listy zakryjeme neprůhledným černým papírem a necháme si také jednu rostlinu jako kontrolní, kterou necháme na sluníčku tak jak je. 3. Ustřihneme jednotlivé barevné folie – modrou, červenou, žlutou, zelenou a pro srovnání čirou a černou na obdélníky dvojnásobné šíře než je šířka listu rostliny. Uprostřed je přeložíme na půl. 4. Obdélníkové „obálky“ nasuneme na listy rostlin a zajistíme ze tří stran lepící průhlednou páskou. Vybereme na to pokud možno listy, které nejsou v úplném sousedství. 5. Rostlinu umístíme na týden na osluněné místo na okně a pravidelně jí otáčíme. 6. Po týdnu opatrně sejmeme folie z listů jednu po druhé a pečlivě zapíšeme, jak listy vypadají, jakou mají barvu a v jakém jsou stavu. 7. Zjištěná data zapíšeme do tabulky. Nezapomeneme, že barva folie je stejná jako barva, kterou list rostliny absorboval. Pouze u černé platí, že na list žádná barva tedy světlo vůbec nedopadlo.

Úkol

Poznámka – postup výroby barevných fólií: Vezmeme čirou fólii a permanentním markerem/fixou ji zabarvíme na modrou, červenou, zelenou, žlutou a černou barvu.

Další možnosti pokusů:

Variace pokusů:

a. Zkuste zjistit, za jak dlouho list bude reagovat na změnu barvy anebo na nedostatek světla v případě černého papíru. Pro tento pokus použijte více černých papírů a sundávejte je z listů postupně. Přitom zapisujte, co se děje. b. Můžete také pokus vyzkoušet na různých rostlinách a zjistit, v čem se jejich reakce liší, která například reaguje rychleji na změny světla. Stejně tak můžete zjistit, jak rychle se rostlině listy zregenerují, když se folie odstraní. c. Kromě rostlin se zelenými listy existují i ty s listy jiných barev, můžete tedy podobný experiment provést I s nimi a

100

Úkol

zjistit, v čem se výsledek liší. d. Rostliny světlo potřebují pro svůj růst, můžete tedy vzít i dvě podobně velké rostliny a u jedné zakrýt větší množství listů černým papírem u druhé ne a srovnat, do jaké míry tento nedostatek změní její růst nebo její tvar a jak se bude snažit světlo získat. Otázky: Otázky: Jak se rostliny liší v požadavcích na množství světla?

Na co rostliny používají světlo?

Kterou barvu mají rostliny nejraději?

Přemýšlej Co se stane, když některá barva ve světle, které na ně dopadá, chybí?

Co se stane, když rostlině světlo chybí úplně?

Proč rostliny, které celý rok rostou v místnosti venku slunce popálí?

Co znamená pojem: „bělení“ chřestu nebo endivie?

Čím je světlo ovlivněno? Jaké barvy světla známe?

Otázky pro koumáky

„Vidí“ rostliny, zvířata a lidé světlo a barvy stejně?

101

Co máme s rostlinami ve stavbě organismu podobné ?

Z jakého důvodu rostou v pralese vysoké stromy?

Závěr: Třídění zápisů, tabulek, dokumentace. Prezentace výsledků bádání. Úkol


102

s učitelem

Pracovní list č. 3: Čím nakrmit rostliny aneb mohou se i rostliny přejíst? Studie vlivu množství a druhů použitých hnojiv na růst rostlin a vliv zprostředkovatelů výživy v podobě půdního mikrobiomu. Vzdělávací cíl: Dopady a vliv agrochemikálií a hnojiv na stav rostlin – sledování růstu a hospodářského výnosu rostlin v závislosti na použitých hnojivech a úpravě půdy Cílová skupina: střední školy V rámci předmětů: Ekologie, ochrana prostředí/ochran rostlin, biologie, lesnictví, životní prostředí Rozsah: Příprava asi 1 vyučovací hodina, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 2 týdnů až 1 měsíce Použité termíny: Agrochemikálie, hnojiva, mikrobiom, biomasa Potřebné znalosti/informace: Základní přehled o druzích hnojiv a potřebách rostliny Poznámka: Práce ve dvojicích nebo ve skupinkách – společné hodnocení dosažených výsledků a zaznamenaných pozorování v tabulkách. Pomůcky a přístroje: 4-14 /podle počtu experimentů/ stejných a Čím se jednotlivé druhy rostlin liší v těchto požadavcích? Má smysl používat větší množství hnojiv? Dokáží rostliny samy přijmout všechnu výživu nebo jim v tom musí někdo pomoci? Jaký vliv na tyto pomocníky mají agrochemikálie? Co jsou to organická a anorganická hnojiva – čím se liší? Jsou dostupnější a levnější organická či anorganická hnojiva? Jaké jsou jejich zdroje a jaké zdroje budou dostupné v budoucnosti? Co kromě potřebných minerálů organická hnojiva dodávají do půdy? Jaká rizika změn půdy způsobuje použití pouze anorganických hnojiv a jak to souvisí například s vodou? dostatečně velkých květináčů pěstební substrát sterilovaný pěstební substrát voda sadba /např. obiloviny, kukuřice,

103

Pokyny pro učitele

případně luštěnina jako např. hrách/ odměrka podmisky metr digitální váha popisovače běžné NPK hnojivo vyzrálý kompost Roundup, případně jiný obdobný přípravek Volitelné pomůcky: pro obrazovou dokumentaci fotoaparát, počítač Bezpečnost: bez rizik, pouze při aplikaci hnojiv je nutná přítomnost dospělé osoby!

Jméno: Datum:

Třída:


Čím nakrmit rostliny aneb mohou se i rostliny přejíst?

Nejenom lidé, ale I rostliny potřebují správnou výživu. Jak je to důležité, jakou roli to hraje v jejich životě budeme studovat v tomto pracovním listě. Věřím, že se i vy poté vydáte správným směrem na své cestě za výživou.

Motivace

Úvod: Stejně jako my lidé potřebujeme v potravě určité látky, abychom mohli budovat své tělo – bílkoviny, tuky a cukry, které jsou základními stavebními kameny všech živočichů, tak i rostliny potřebují určité látky pro stavbu svých těl. Jsou to zejména dusík, fosfor a draslík. Všechny další minerály a prvky jsou pak doplňkové a stejně jako ve výživě lidí jsou potřebné jen v malém množství. Zajímavý rozdíl, kterého bychom si měli povšimnout mezi námi lidmi, zvířaty a rostlinami je to, že rostliny dokáží pro svůj život a budování těl použít anorganické látky a sluneční svit – tedy energii, zatímco vyšší živočichové a my lidé to nedokážeme a za potravu nám musí sloužit jiné živé bytosti – tedy rostliny nebo dokonce 104

Úvod

zvířata. Proto bychom se bez rostlin nemohli obejít a ani zvířata, která chováme. Rostliny zase pro svůj život kromě Slunce potřebují půdu. Z toho všeho vyplývá, jak bychom si měli vážit nejen půdy, ale i rostlin a dalších živých organismů, protože bez nich by nebyl možný ani náš život!

Vrátíme-li se tedy k základním živinám, které rostliny potřebují, povíme si, jakou úlohu jednotlivé prvky mají.

Dusík – je nezbytný pro růst listů a stonků, proto je potřeba jej přidávat v průběhu růstu rostliny, neboť dusík je z půdy vyplavován deštěm a rostliny ho svými kořeny nejsou schopny dostatečně vstřebat. K lepšímu vstřebávání dusíku rostlinám pomáhají půdní bakterie – mikrobiom.

Nedostatek dusíku se projevuje zakrnělým růstem a žloutnutím listů, jeho nadbytek naopak bujným růstem. Rostliny nadbytkem dusíku nejsou dostatečně odolné nemocem. Rostlinkám se pak nechce ani kvést, ani dávat plody. Příkladem nám může být nadbytečné množství jídla u člověka, které vede k přejídání a člověk se pak stává apatický, lenivý a lehce ztrácí motivaci pro jakoukoliv činnost. Draslík – je nutný pro bohaté květy a plody a jeho nedostatek se opět projevuje náchylností k nemocem. Fosfor – je nutný pro vývoj kořenů a stejně tak pro zrání plodů a semen.

HNOJIVA Hnojiva můžeme rozdělit na organická a anorganická. Organická hnojiva – exkrementy z chovu domácích zvířat. Jejich

105

cena a problémy s uchováváním, transportem způsobují, že se jich používá stále méně, i když by jich bylo potřeba používat mnohem více. Obsahují látky, které jsou základem pro budování humusové složky v půdě a ta se jinak vytváří jen opravdu velmi pomalu. Humusová složka je pak domovem velmi potřebných mikroorganismů a jen ona je schopna v půdě dobře vázat vodu. Anorganická hnojiva – jsou schopna rostlinám živiny nabídnout velmi rychle a ve velkém množství. Bohužel často dochází k situacím, že jsou používána v nadbytečném množství, které může rostlinám uškodit. Problémem je potom také voda, která je lehce z půdy vyplaví, a pak znečišťují vodní toky, způsobují růst nebo znečišťují i pitnou vodu ve studních. Zdroje anorganických hnojiv neboli minerálních hnojiv nejsou nekonečné a nebudou vždy dostupné, protože nejvíc surovin na jejich výrobu se těží mimo naši republiku, třeba v Africe.

Množství hnojiv Jaké množství hnojiva je třeba rostlinám dát pozná zkušený zahradník nebo zemědělec. Pokud by chtěl laik rostlinám příliš přilepšit, může se stát, že jim i uškodí a navíc od určitého množství živin už prostě více nerostou, možná proto, že vědí, že kdyby narostly příliš, už by váhu svých listů nebo plodů jako u obilí neunesly a polámaly by se. Málokdo totiž ví, že dávno v historii mělo obilí jen několik málo zrníček a dnes, když už klas může nést zrn i 32, začíná být příliš těžký na tenkém dlouhém stonku a větší deště jej mohou skutečně polámat.

Hlavní část – pokus: Podívejme se tedy, jak hnojiva ovlivňují naše rostlinky: Postup: 1. Naplníme stejným množstvím substrátu všechny květináče.

106

Úkol

2. Označíme si tři květináče nápisem anorganické hnojivo. 3. Označíme si další tři květináče nápisem organické hnojivo. 4. Vysázíme semena do všech květináčů, jak je doporučeno na obalu, opatrně zalijeme a umístíme na dobře osvětlené místo. 5. Pravidelně je kontrolujeme – půda má být vlhká, ne však mokrá. UPOZORNĚNÍ! Čím se jednotlivé druhy rostlin liší v těchto požadavcích? Má smysl používat větší množství hnojiv?

Dokáží rostliny samy přijmout všechnu výživu nebo jim v tom musí někdo pomoci?

Jaký vliv na tyto pomocníky mají agrochemikálie?

Co jsou to organická a anorganická hnojiva – čím se liší?

Jsou dostupnější a levnější organická či anorganická hnojiva?

Jaké jsou jejich zdroje a jaké zdroje budou dostupné v budoucnosti?

107

Co kromě potřebných minerálů organická hnojiva dodávají do půdy?

Jaká rizika změn půdy způsobuje použití pouze anorganických hnojiv a jak to souvisí například s vodou? Zejména označená jako anorganicky hnojená pravidelně zaléváme vodou, ve které je rozpuštěno doporučené množství univerzálního hnojiva. 6. Všechny údaje o zálivce i množství hnojiva pečlivě zapisujeme. 7. Necháme rostliny dorůst až do plné velikosti, poté je změříme a srovnáváme jejich velikost a množství listů. 8. Všechny hodnoty z daných zpracujeme a vše zapíšeme do tabulky. 9. Z daných výsledků zpracujeme přehledné grafy.

Doplňková část: Možné varianty pokusů: a. Použijeme různé množství hnojiv, například 1,5 i dvojnásobek a sledujeme rozdíly. b. Použijeme hnojiva, kde výrazně převažují požadované živiny, tedy dusík, draslík a fosfor a pozorujeme včetně kořenů, jak se rostliny liší. c. Rostliny hnojíme organickým materiálem nebo ji nasadíme do kvalitního kompostu, sledujeme rozdíly. d. Zeminu před vysázením můžeme sterilizovat, například v běžném hrnci na vařiči a pozorujeme, jak půda bez mikroorganismů dovolí rostlinám živiny vstřebat.e. e. Stejný pokus můžeme provést například na rostlinách typu hrách, fazole nebo bob, protože ty mikroorganismy potřebují pro získávání dusíku ze vzduchu. Můžeme si udělat kontrolní skupinu v normální půdě a druhou v půdě sterilované. POZOR! Po dobu tohoto pokusu rostlinám již nedodávejte žádná další hnojiva.

108

Úkol

f. Další možností je použití agrochemikálii typu Roundup, které poškodí půdní mikroorganismy. Udělejme si dvě skupiny rostlin. Jednu, kde před vysázením půdu ošetříme touto chemikálií a druhou, která dostane půdu normální. POZOR! Při tomto experimentu je nutný dozor dospělého na aplikaci chemikálie!

Otázky Jakou výživu rostliny potřebují k životu?

Čím se jednotlivé druhy rostlin liší v těchto požadavcích?

Má smysl používat větší množství hnojiv?

Dokáží rostliny samy přijmout všechnu výživu nebo jim v tom musí někdo pomoci?

109

Přemýšlej

Jaký vliv na tyto pomocníky mají agrochemikálie?

Co jsou to organická a anorganická hnojiva – čím se liší?

Jsou dostupnější a levnější organická či anorganická hnojiva?

Jaké jsou jejich zdroje a jaké zdroje budou dostupné v budoucnosti?

Co kromě potřebných minerálů organická hnojiva dodávají do půdy?

Jaká rizika změn půdy způsobuje použití pouze anorganických hnojiv a jak to souvisí například s vodou?

Závěr Závěrečným výstupem nám budou data, jevy, děje, která budeme během pokusů sledovat a zapisovat do grafů a tabulek a to: -

data o čase

-

data o výšce rostlin

-

data o množství listů

-

data o množství kořenů

-

data o nápadných rozdílech

Úkol s učitelem

Závěrečné hodnocení pokusu: prezentace výsledků bádání. Časová dotace: 10 minut Hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. Nejlepší týmy dostanou odměnu. 110

Pracovní list č. 4: Jak často potřebují rostliny pít? Specifické potřeby různých druhů rostlin na množství vody – sledování reakce rostlin na změnu dostupnosti a množství vody. Vzdělávací cíl: lepší pochopení souvislostí mezi hydrotermálními a půdními vlastnostmi lokality a druhy rostlin nebo jejich stavem při změnách podmínek. Cílová skupina: pro střední školy V rámci předmětů: Ekologie, ochrana prostředí/ochran rostlin, biologie, lesnictví, životní prostředí Rozsah: Příprava asi 1 vyučovací hodina, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 2 týdnů až několika měsíců Použité termíny: voda, rezistence plodin, adaptace na prostředí Potřebné znalosti/informace: základní přehled o výživě rostlin, elementární znalosti fyziky. Poznámka: Práce ve skupinkách

Pokyny pro učitele

Pomůcky a přístroje: 4-14 /podle počtu experimentů/ stejných a dostatečně velkých květináčů, podmisky, odměrka a konev, pěstební substrát, semínka řeřichy nebo Alfa Alfa, kaktus, aloe nebo netřesk, rozchodník, digitální váha, popisovače.

Volitelné pomůcky: pro obrazovou dokumentaci fotoaparát, počítač Bezpečnost: bez rizik

Jméno: Datum:

Třída:


Jak často potřebují rostliny pít?

Poznejte klíčovou úlohy vody pro život, abyste její zdroje mohli lépe chránit. Motivace Více se dozvíte v následující práci. Přeji hodně štěstí.

111

Úvod: Rostliny stejně jako my lidé potřebují pít. Voda je nezbytná pro jejich metabolismus, přepravu živin, ale také stejně jako u nás lidí pro chlazení. Požadavky na její množství jsou stejně variabilní jako v živočišné říši. Některé rostliny se ve vodě přímo koupou, stejně jako tomu je v živočišné říši u ryb, jiné rostliny jsou schopny se bez vody I na velmi dlouhé období nepříznivých podmínek obejít. A právě tyto zajímavé rozdíly budeme v naší práci objevovat spolu s dalšími zajímavostmi a tajemstvími. Množství vody, které rostliny potřebují je dáno jejich rozměry, teplotou a klimatickými podmínkami místa kde rostou, ale třeba podle toho, ve které fázi růstu se zrovna nacházejí. Rozměry rostlin, tedy spíše plocha jejich listů určují potřebu vody proto, že při perspiraci – tedy dýchání se zákonitě zbavují vody, kterou musí opět doplnit. Pro rostliny, které rostou přímo ve vodě, jako třeba leknín nebo rákos, to jistě není problém, ale třeba taková vinná réva nebo některé rostliny ve stepích nebo dokonce pouštích, musí své kořeny za vodou vyslat do velkých hloubek. Například u onoho vína je to až 30 metrů! Samozřejmě, že se rostliny vysychání brání. V nepříznivých podmínkách začnou zmenšovat nebo uzavírat své dechové otvory na listech a šetřit tak odpařovanou vodu. To však nemohou dělat trvale, protože se to neslučuje s optimálními podmínkami pro jejich životní pochody. Proto jsou často nuceny vysílat své kořeny ještě hlouběji než obvykle. Staří zahradníci vždy radili, aby se rostliny raději zalévaly hojně, ale ne moc často, protože, když se zalévá často a méně, rostliny stejně jako lidé zleniví, vytvoří si kořeny jen v povrchové vrstvě, která je častěji vlhká, a pak když zahradník zapomene a půda vyschne, tak třeba uschnou. Stejná věc se ovšem může přihodit I v zimě. Mráz totiž, pokud není půda pokryta sněhem, vytáhne vláhu pod povrchem a rostlinky tak paradoxně v zimě mohou uschnout a ne zmrznout! Zajímavým způsobem se rostliny chrání před mrazem. Protože voda v jejich tělech pokud by zmrzla roztrhala by je stejně, jako to vidíme, když dáme zeleninu do mrazáku. Rostliny si ale vymyslely stejnou obranu jako my lidé, když lijeme do chladiče automobilu nemrznoucí směs. Ve svém těle začnou vytvářet chemické látky, které mrznou při mnohem nižší teplotě. Jsou to například složité cukry nebo zásobní tuky a ty nedovolí, aby jim mráz alespoň do určité velikosti ublížil. Samozřejmě některé rostliny si vše zjednodušily ještě 112více, jsou prostě jednoleté, takže stihnou vytvořit semena a těm mráz ani sucho neublíží a kontinuita života je zachována. Rostliny nebo stromy, které však v zimě zůstávají zelené a neopadávají, mají často tuhé kožovité listy pokryté vosky nebo místo

112

Úvod

listů jehličí, které jednak díky rozměrům a díky vrstvě vosků a pryskyřic brání nadměrnému odpařování vody. Podívejme se ale, jak se brání rostliny v tak extrémních podmínkách jako je poušť, step nebo vyprahlé půdy. Rostliny, které tam rostou, často patří do skupiny sukulentů. Jsou to jistě dobře známé kaktusy nebo z našich domácích netřesky a rozchodníky. Jejich taktika jak přežít sucho je za miliony let vypracována k naprosté dokonalosti. Jsou totiž schopny své listy nebo stonky naplnit velkým množstvím tekutiny, kterou jen velmi pozvolna uvolňují. Proto mají často povrch pokrytý voskovou vrstvou a ještě jednou specialitou-ostny a to proto, že na jejich zásobě vody by si často rádi pochutnali někteří živočichové, kteří v těchto nehostinných končinách také žijí. Pokud je tedy nepotká takový osud, jsou schopny takto pomalu ztrácet vodu I několik let a přitom se scvrknout na zlomek původní velikosti. Ovšem stačí pak jediný déšť a hltavě doplní své zásoby a nabydou svůj původní objem. Jsou ale I rostliny, které kořeny moc nepotřebují, Jsou to většinou takové, které rostou ve velmi vlhkém prostředí, například tropických pralesů a vláhu si získávají celým povrchem těla – říká se jim epifity a patří mezi ně I některé překrásné orchideje. Ale ještě jsme si neřekli, jakou vodu mají rostliny nejraději! Je to voda dešťová – a to z několika důvodů. Její pH hodnota je, nebo spíše měla by být blízká neutrálu a obsahuje minimum nečistot nebo rozpuštěných minerálů. Rostliny totiž používají vodu na rozpouštění potřebných minerálů, které získávají z půdy a pro jejich transport na místa ve svém těle, kde je nejvíce potřebují. Pokud je voda již plná jiných minerálů, může to být problém, protože pro ty ostatní a potřebné už v ní není místo. To platí například pro sůl nebo vápník. Málo rostlin je má rádo ve větší míře a některé vymyslely způsob, jak si s jejich přemírou poradit. V případě soli si pozvaly na pomoc bakterie, které žijí na jejich kořenech a tyto dokážou neuvěřitelnou věc – naučit některé rostliny ve slané půdě růst. Rostliny jim za to na oplátku mohou nabídnout potravu ze svých kořenů. Rostliny, které rostou v půdě, ve které je extrémní množství vápníku, jej jakoby zjednodušeně řečeno vypotí, vysráží na povrch svých listů, a tak se jeho přebytku zbaví. Jsou však I jiné škodlivé látky ve vodě, se kterými si rostliny mohou setkat. Například chlor v naší pitné vodě. Je spousta rostlin, pro které je velmi toxický, a když takové rostliny budete zalévat vodou z vodovodu, začnou chřadnout a žloutnout. Nikde v přírodě se s ním totiž takto nesetkají a Matka příroda je tedy nenaučila tento problém řešit. Můžeme však nějakým způsobem vidět jak rostliny vodu ve svých tělech rozvádějí? Jistěže ano a docela jednoduše! Jistě jste již viděli v květinářství neobvykle barevné rostliny, například modré růže nebo jiné neobvykle 113

barevné rostliny. Když jim totiž do vázy s vodou přimícháme trošku speciálního barviva, vypijí je I s vodou, a pak můžeme pozorovat, jak pomalu po částech mění svou barvu, až jsou touto barvou celé prosycené. Tohle a spoustu dalších věcí si ukážeme v praktických pokusech.

Hlavní část – pokus: Podívejme se tedy, jak je voda pro rostliny důležitá: Postup: 1. Všechny květináče naplníme zeminou. Použijeme univerzální substrát pro kaktusy a sukulenty. Použijeme buď speciální substrát, nebo univerzální promícháme se 2/3 písku. 2. Květináče si očíslujeme. 3. Do květináčů s univerzálním substrátem vysejeme semínka řeřichy nebo vojtěšky, udržujeme vše ve vlhku a taktéž až vzejdou mladé rostlinky. 4. Do květináčů s písčitým substrátem nasadíme kaktus nebo netřesk případně rozchodník. Při sázení kaktusu, případně oddělování od mateční rostliny samozřejmě použijeme kožené rukavice, u netřesků ani rozchodníků není těchto opatření třeba! 5. V okamžiku, kdy rostlinky dosáhnou velikosti 3-4cm (u vojtěšky případně více), můžeme přikročit k vlastnímu pokusu. Rostlinám úplně odejměme zálivku a pozorujte, jakými známkami se bude projevovat nedostatek vody. Pečlivě zapisujte čas a změny chování a vzhledu rostlin, případně průběžně dokumentujme fotografiemi. UPOZORNĚNÍ! Semena označená jako anorganicky hnojená pravidelně zaléváme vodou, ve které je rozpuštěno doporučené množství univerzálního hnojiva. 6. Všechny údaje o zálivce I množství hnojiva pečlivě zapisujeme. 7. Necháme rostliny dorůst až do plné velikosti, poté je změříme a srovnáváme jejich velikost a množství listů. 8. Všechny hodnoty z daných skupin zprůměrujeme a vše zapíšeme do tabulky. 9. Z daných výsledků zpracujeme přehledné grafy.

114

Úkol

Doplňková část: Možné varianty pokusů: a) Použijeme různé množství hnojiv, například 1,5 i dvojnásobek a můžeme sledovat rozdíly. b) Použijeme hnojiva, kde výrazně převažují některé živiny, tedy dusík, draslík a fosfor a pozorujeme včetně kořenů, jak se rostliny liší.

Úkol

c) Rostliny hnojíme organickým materiálem nebo ji nasadíme do kvalitního kompostu, sledujeme rozdíly. d) Zeminu před vysázením můžeme sterilizovat, například v běžném hrnci na vařiči a pozorujeme, jak půda bez mikroorganismů dovolí rostlinám živiny vstřebat Otázky: Jaké množství vody potřebují rostliny k životu?


Vadí rostlinám, když je voda kyselá, zásaditá nebo třeba slaná?

Dokáží rostliny samy čerpat vodu nebo jim v tom musí někdo nebo něco pomoci?

Jaký vliv má na množství nebo délku kořenů?

Jaký vliv na využití vody má druh použité zeminy?

Liší se rostliny ve způsobu transportu vody? 115

Přemýšlej

Které odpařují vodu I v zimě?

Proč některé z nich v zimě shazují listí?

Mohou rostliny I v zimě, když nerostou uschnout?

Jsou I rostliny, které na přísun vody nepotřebují kořeny?

Jak se rostliny brání, aby v zimě nezmrzly?

Mohou se rostliny udusit?

Mohou se rostliny bránit před uschnutím?

Mají rostliny rády vodu z vodovodu?

Můžeme vidět, jak si rostlina vodu ve svém těle rozvádí?

Proč mají kaktusy ostny?

116

Závěr: Závěrečným výstupem nám budou data, jevy, děje, která budeme během pokusů sledovat a zapisovat do grafů a tabulek a to: Závěrečné hodnocení pokusu: prezentace výsledků bádání.

Úkol s učitele


117

m

Pracovní list č. 5: Detektivní pátrání po stopách původu potravin a z čeho vznikly. Poučení a seznámení dětí o složitosti produkce potravin, o jednotlivých krocích a důležitosti a hodnotě půdy jako primárního zdroje pro produkci prakticky veškerých potravin. Důležitost ochrany tohoto zdroje. Cíl: seznámení dětí se složitostí produkce potravin a s důležitostí ochrany půdy jako primárního zdroje potravin Cílová skupina: žáci středních škol Vzdělávací obory: Biologické praktikum, Biologie Čas: 4 vyučovací hodiny Průřezová témata: Ekologie, Ochrana prostředí/ochrana Environmentální výchova

rostlin,

Biologie,

Lesnictví,

Pomůcky: tužky, pastelky, papír, konkrétní potraviny přístup k internetu nebo do knihovny Použité termíny: půda, rostlinná výroba, živočišná výroba Postup: 1. Seznámení žáků se všemi modifikacemi půdy zapříčiněnými lidskou činností 2. Seznámení žáků se zemědělsky obhospodařovanou půdou 3. Seznámení žáků s půdou znehodnocenou lidskou činností (tzn. Brownfields) a zda je možné tuto půdu navrátit do přirozeného stavu 4. Seznámení s nezastupitelnou úlohou půdy pro produkci potravin 5. Pokus – praktické cvičení, které se odhalí jednotlivé dílčí články v produkci konkrétní zvolené potraviny 6. Shrnutí – z pokusu vyplyne klíčová úloha půdy pro produkci potravin Pokus: Skupina žáků si vybere konkrétní potravinu, u které zjistí, jakým způsobem byla vyrobena z primárních surovin (sleduje její vývoj od primárních zdrojů do finální podoby). Příklad: kobliha/buchta mouka

vejce

máslo

mléko

marmeláda

obilí

slepice

mléko

kráva

cukr

půda

hmyz+tráva

kráva

tráva

cukr.řepa

půda

půda

org.zbytky půda tráva

118

ovoce půda

Pokyny pro učitele

půda

půda

Řešení: Na začátku prakticky produkce potravin je půda. Z toho vyplývá její důležitost a nezastupitelná úloha pro veškerou produkci potravin. Odpovědi na otázky „Otázky k zamyšlení“: Které potraviny mají nejsložitější původ? Ty, které obsahují nejvíce složek anebo postupují složitější průmyslové zpracování. Jsou i nějaké potraviny, které nepotřebují ke svému vzniku půdu? Jsou to pouze potraviny, které lze vypěstovat hydroponicky – není zde potřebná půda, pěstují se v živném roztoku, např. rajčata. Kolik půdy se považuje za dostatečné pro uživení jednoho člověka? 0,3 ha. Je rozdíl v tomto potřebném množství, jestli člověk jí obilí a zeleninu nebo když jí i maso? Člověk, který jí maso, potřebuje pro svou obživu několikanásobnou plochu půdy ve srovnání s člověkem živícím se pouze rostlinnou stravou. (podrobnější informace lze nalézt na internetu). Jsou místa na světě, kde na stejné ploše jako u nás žije i stonásobek obyvatel? Bude pro ně do budoucna dostatek půdy, aby si mohli vyprodukovat potravu? Ne, protože hustota osídlení v některých částech světa je vyšší, než minimální plocha půdy, potřebná k vypěstování potravin pro osídlení v dané oblasti. Pomocná statistická data: Potřebná plocha zemědělské půdy pro uživení jednoho člověka je 0,3 ha. Současná plocha zemědělské půdy v ČR připadající na jednu osobu je 0,4 ha. Hustota zalidnění v ČR je 133 osob na km2. Hustota zalidnění v zemích východní Asie je tisíc až několik tisíc lidí na km2. (Další data je možné získat např. na serveru Wikipedie). Závěr:

Prezentace výsledků bádání. Hodnotící komise – nejzdařilejší prezentaci.

pedagog

a

dva

spolužáci

vyberou

Nejlepší týmy dostanou odměnu. Jméno: Datum:

Třída:


Pátrání po stopách původu potravin

119

Úvod: Cvičení má za úkol, aby děti poznaly a pochopily hodnotu půdy a její nezastupitelnou úlohu při produkci potravin. Samy se musí procesem kombinačního myšlení dopracovat k primárním zdrojům v produkci potravin. V této sekvenci myšlenkových procesů je spousta prostoru pro další doplňující informace. Před vlastním započetím cvičení je vhodné žáky nebo studenty seznámit se všemi lidstvem modifikovanými formami půdy. Tedy nejen s půdou zemědělsky obhospodařovanou, ale také poukázat na tzv. Brownfields – plochy lidskou činností znehodnocené; na půdu pokrytou skládkami, včetně zhodnocení funkce revitalizace – zda je možné tímto způsobem navrátit půdě původní funkci a být opět zdrojem obživy. Vlastní cvičení je založeno na analýze původu potravin. Je potřebné myšlenkově se propracovat od finálního produktu, například mléka nebo mléčného výrobku, k mezi producentovi, tedy skotu, jeho zdroji potravy – zelené hmotě – píci a poukázat na primární zdroj pro produkci této zelené hmoty, tedy půdu. V procesu je vhodné alespoň náznakem ukázat, jaká množství vstupních zdrojů jsou třeba pro produkci následných produktů: a) pro představu kolik půdy je třeba pro obživu jedné krávy, b) kolik píce za rok naroste na této ploše, c) kolik mléka je schopna tato kráva za rok nadojit, d) pro kolik lidí toto množství stačí. Je vhodné studentům také naznačit, že kráva „není fialová“ a že v současnosti se hovězí dobytek nekrmí zelenou pící, ale protože dává i pětinásobek mléka než původně přirozeně dával, musí mít mnohem vydatnější stravu. Ta se však musí vypěstovat na mnohem větší ploše speciálním způsobem a zvířeti dodat až na místo, protože již samo není schopné si takové množství potravy zajistit pastvou. Poznámka: (Jsou vyšlechtěny druhy skotu, kdy kráva nadojí i 35 l mléka, ale kdyby se pouze pásla, nestačilo by to na její obživu a zahynula by. Proto se jí musí připravovat umělá strava plná bílkovin, např. sója, aby mohla nadojit tolik mléka a žila co nejdéle). Stejný myšlenkový proces lze pak aplikovat pro jakoukoliv potravinu, tedy nejen třeba pro maso se všemi konsekvencemi, aby si děti uvědomily důležitost půdy jako primárního zdroje pro veškerou výživu nejen zvířat, ale i nás a vedlo je to k úctě a ochraně půdy, například i tím, že ji nebudou zbytečně znečišťovat odpadky a chemikáliemi.

120

Úvod

Víte, že vše co za svůj život sníme, vyrostlo v půdě kolem nás? Zkuste vystopovat původ potravin, které máte doma, až tam, kde Motivace vznikly. Přejeme Vám hodně štěstí a mnoho zajímavých objevů.

Hlavní část – pokus: 1. Doneste si z domu svoji oblíbenou potravinu. 2. Zjistěte, odkud potravina pochází. 3. Zjistěte, z čeho je potravina vyrobena a co je jejím

Úkol

primárním zdrojem

Příklady: 1. Pribináček tvaroh

+

smetana

+

cukr

+

(čokoláda)

mléko

mléko

cukr.řepa

kakao

kráva

kráva

půda

půda

tráva

tráva

121

Úkol

Další příklad: kobliha/buchta mouka

vejce

máslo

mléko

marmeláda

obilí

slepice

mléko

kráva

cukr

půda

hmyz+tráva

kráva

tráva

cukr.řepa,půda

půda

půda

org.zbytky půda tráva půda

ovoce

půda

Otázky: Zamysli se a odpověz: -

Které potraviny mají nejsložitější původ?

-

Které mají nejkratší cestu na váš talíř?

Otázky k zamyšlení

-

Jsou i nějaké potraviny, které nepotřebují ke svému vzniku půdu?

122

-

Co místo ní potřebují, kde se jinak daná potravina získá?

-

Kolik půdy se považuje za dostatečné pro uživení jednoho člověka?

-

Je rozdíl v tomto potřebném množství, jestli člověk jí obilí a zeleninu, nebo když jí i maso?

-

Jsou místa na světě, kde na stejné ploše jako u nás žije i stonásobek obyvatel? Bude pro ně do budoucna dostatek půdy, aby si mohli vyprodukovat potravu?

Závěr:

Závěrečné hodnocení: prezentace výsledků bádání. Závěr

Časová dotace: 10 minut Hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky.

123

10. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO ŽÁKY 2. STUPNĚ ZÁKLADNÍ ŠKOLY Pracovní list č. 6: Kde se vzalo, co máme na talíři aneb s detektivem za původem potravin. Sledování cesty potravin od zdroje a místa původu až k finálnímu konzumentovi. Vzdělávací cíl: -seznámení dětí se složitou cestou potravin od jejich vzniku až k nim domů, -objasnění kladů a záporů importovaných a místních zdrojů potravin. -rozvoj fantazie, představivosti i výtvarných schopností. - seznámení s hodnotou potravin, lidské práce a hodnotou a důležitostí vlastních lokálních zdrojů. Cílová skupina: pro žáky 6. – 9. třídy V rámci předmětů: přírodopis, přírodověda, přírodovědné praktikum Rozsah: 2 vyučovací hodiny

Pokyny pro učitele

Použité termíny: potraviny, lokální zdroje, znečištění životního prostředí, chemické látky v potravinách. Potřebné znalosti/informace: obecné Poznámka: Práce ve dvojicích, samostatná práce po jednotlivcích Pomůcky a přístroje: tužky, pastelky, papír, konkrétní potraviny případný přístup k internetu nebo do knihovny Metoda: třída Bezpečnost: bez rizik

Jméno: Datum:

Třída:


Kde se vzalo, co máme na talíři aneb s detektivem za původem potravin

Děti se zahrají na cestovatele a detektivy. Budou pátrat, kde a jakým způsobem vznikly potraviny, které mají na stole, případně odkud byly Motivace dovezeny. Přitom se leccos dozví nejen o místech u nás, ale i o cizích krajinách.

124

Úvod: Úvod: V tomto cvičení mají děti možnost pochopit složitou cestu potravin od jejich zdroje produkce, až na jejich talíř. Mělo by jim být vysvětleno u konkrétních potravin, zvláště zeleniny a ovoce, jak daleko od jejich domova byly vypěstovány. Měl by být vznesen dotaz, zda to bylo nutné, tedy zda se takové druhy ovoce či zeleniny nepěstovaly nebo nepěstují i zde a proč tomu tak případně nyní není. Mělo by jim být naznačeno, že potraviny, které jsou dovezeny ze vzdálených míst zeměkoule, nemohou být tak zralé, čerstvé a zdravé jako ty, které se jim urodí doma nebo poblíž místa, kde bydlí. A to nejen proto, že kdyby úplně dozrály, nedaly by se přepravovat na takovou vzdálenost, ale také proto, že aby vydržely přepravu třeba přes půl zeměkoule, musí se na ně aplikovat chemické látky, které zabíjí bakterie nebo plísně. Protože však i bakterie a plísně jsou živé organismy, nemůže být použití těchto látek neškodné i pro jiné živé bytosti a organismy, včetně člověka. Všechny tyto informace mají vést děti k tomu, aby si více vážily ovoce a zeleniny, která roste u nás nebo poblíž místa, kde bydlí. Tyto informace by mohly děti motivovat, aby až vyrostou, zasadily dle jejich možností samy nějaký ovocný strom nebo vypěstovaly nějaké ovoce či zeleninu, byť by to byla jen pažitka v květináči na balkóně.

Úvod

Celé cvičení by se mohlo stát motivací a učením i jejich rodičů, aby se navrátili k tradici, že rodiče sázejí ovocné stromy pro své děti – tedy pro následující generace. Aby si děti věci lépe zapamatovali, je vhodné použít emočně podmíněné, případně i neverbálně podané informace, například formu kresleného příběhu. Tato forma jim pomůže nejen lépe fixovat informace, ale může děti naučit lepšímu sociálnímu cítění.

Motivace příběhem: Malý černoušek musí v daleké Jižní Americe celý den trhat banány, aby si vydělal na svou obživu. Aby se mohly dopravit lodí až do Evropy, musí se nejprve ošetřit chemickými látkami, aby se cestou nezkazily. Otázka: Dozrají během cesty banány i bez slunce než doputují do obchodu v Evropě, kde si je lidé koupí?

125

Úvod

Hlavní část: Úkol: Výtvarně vyjádři cestu banánů do Evropy. Vymysli k barevným obrázkům příběh. Úkol Poznámka: Děti si mohou zvolit jakoukoliv potravinu, která je do ČR dovezená a výtvarně ztvárnit její příběh…

Otázky: Diskuze/otázky ve škole: Jak dlouho mohla trvat jejich cesta?

Proč se musí banány trhat zelené?

Co kdyby lodě z dalekých krajin nemohly připlout? Které potraviny, např. ovoce byste postrádali?

Přemýšlej

Když si utrhnete zralé ovoce, například jahody doma na zahradě nebo je koupíte na tržišti, jak dlouho vám na stole vydrží? Jak dlouho vydrží jahody, které jsou zakoupené v obchodě? Chutnají obojí stejně nebo rozdílně? Pokud ne, tak proč?

Úkol:

Která z potravin, kterou máte v lednici či spíži, k vám putovala z větší dálky než několik kilometrů? Která potravina k vám dospěla z Evropy a která z úplně jiného kontinentu? Zapište, kolik potravin je místních a kolik dovážených?

126

Úkol pro koumáky

Závěr:

Prezentace výtvarných prací, příběhů. Časová dotace: 10 minut Diskuze ve škole na téma, které potraviny by děti měly na talíři raději – ty domácí nebo dovezené a proč?

Prezentace zpracovaných otázek (úkol pro koumáky) Výstup: tvorba nástěnky ve škole na téma: „Kde se vzalo to, co máme na talíři?“.

127

Úkol s učitelem

Pracovní list č. 7: Mají rostliny rády společnost? Studie vlivu hustoty porostu na růst a výnos rostlin – sledování růstu a hospodářského výnosu rostlin v závislosti na hustotě výsadby Cíl: Porovnání růstu a kondice rostlin v závislosti na hustotě výsadby Cílová skupina: Pro žáky 6. – 9. ročníku základní školy, víceletá gymnázia V rámci předmětů: Biologie, Biologické praktikum Rozsah: 1 výukový den + měsíc Metoda: Terénní modul Pomůcky: 6 stejných a dostatečně velkých květináčů pěstební substrát voda sadba/např. ředkvička, salát, hořčice, řeřicha apod. odměrka podmisky

Pokyny pro učitele

metr digitální váha popisovače Volitelné pomůcky: pro obrazovou dokumentaci fotoaparát, počítač Použité termíny: hustota populace Potřebné znalosti/informace: základní přehled o ekosystémech a potřebách rostliny Poznámka: Práce ve skupinkách – společné hodnocení dosažených výsledků a zaznamenaných pozorování v tabulkách. Bezpečnost: bez rizik

128

Jméno: Datum:

Třída:


Mají rostliny rády společnost?

Motivace: Jak se cítíte sami ve velké místnosti? Jak se cítíte v místnosti plné lidí? Jistě se cítíte rozdílně a také se v daných místnostech tak chováte. Dnes a během jednoho celého měsíce se zkusíme přesvědčit, jak je to s životním prostorem u rostlin. Zda potřebují ke svému životu malý nebo velký prostor, jak se zde chovají, rostou a co ovlivňuje jejich Motivace životy na dané ploše. Dané poznatky jistě budeme moci využít při pěstování plodin na svých zahrádkách. Tak hurá na pozemky a ať se Vám daří. Úvod: Každá živá bytost potřebuje svůj životní prostor. Zvířata, ale třeba i bakterie v mikrosvětě, mají možnost svou pozici změnit. Pokud jsou ohrožovány nebo utlačovány, změní jednoduše místo své existence. V případě, že jsou vitálnější, nedovolí agresorovi obsadit jejich místo. Stejně tak změní své místo, pokud místo neposkytuje vhodné životní podmínky, tedy dostatek potravy, vody nebo přestanou vyhovovat tepelné a světelné podmínky. Naprostá většina rostlin tuto výhodu nemá díky tomu, že jsou svými kořeny pevně spojeny s místem svého zrození. V případě nepříznivých podmínek jim tedy nezbývá, než se přizpůsobit anebo chřadnout, případně i zahynout. V našem experimentu si ukážeme, jak velký vliv konkrétní podmínky na určité druhy rostlin mají a jaké meze tolerance už nelze překročit. Z experimentu lépe pochopíme důležitost jednotlivých charakteristik prostředí (teplo, světlo, dostatek vody…).

129

Úvod

Poučíme se také, že hustá výsadba nemusí být nevýhodná. Tato metoda se používá například v Biointenzívním zemědělství, kde rostliny zasázené s optimální hustotou dovolují jednak vyšší sklizeň z dané plochy, ale navíc nedovolí v obsazeném prostoru růst plevele a také díky přirozenému pokrytí půdy pěstovanými rostlinami nedochází ke zvýšenému odparu. Šetří se tedy voda použitá na zavlažování a rostliny si udržují vhodné mikroklima, tedy vlhkost a teplotu. Tato metoda také účinně brání erozi půdy.

Hlavní část – pokus: Postup: Do květináčů nasypeme zeminu a rozdělíme si je následovným způsobem. 1.Do květináče č.1 nasadíme rostliny podle doporučení na obalu se semeny. 2.Do květináče č.2 nasadíme semena s dvojnásobnou hustotou semen. Úkol

3.Do květináče č.3 použijeme čtyřnásobnou hustotu semen. 4.Do květináče č.4 použijeme hustotu normální, tedy doporučenou, avšak nasázíme střídavě rostliny s velmi odlišným růstem (například řeřichu a salát).

130

Doplňková část: Možné variace pokusu: -

změníme zdroj světla pouze na orientaci z jedné strany a posoudíme vývoj rostlin u husté a kombinované výsadby

-

zmenšíme množství světla na polovinu

-

aplikujeme dusíkaté hnojivo

-

aplikujeme kombinované hnojivo

Úkol

-

pokus provedeme ve venkovních podmínkách a posoudíme potlačení růstu plevele v závislosti na hustotě výsadby

-

vytvoříme kupovitý záhon a posoudíme míru eroze v závislosti na hustotě výsadby

-

měříme teplotu půdy v husté a řídké výsadbě za slunečného dne

Otázky: Co rostliny potřebují k životu?


V jaké vzdálenosti od sebe typicky rostliny rostou v přírodě?

Které rostliny jsou nejcitlivější na příliš hustou výsadbu?

Jaký dopad má přílišná hustota výsadby na jednotlivé rostliny? 131

Přemýšlej

Může být hustější výsadba v něčem výhodná?

Jaká je „optimální hustota“?

Závěr: Veškeré změny v růstu zapisujeme pečlivě v průběhu pokusu a na závěr vytvoříme grafy a tabulky o množství rostlin v jednotlivých květináčích o jejich velikostech, také prozkoumáme, jaký mají kořenový systém a posoudíme množství vytvořené biomasy v jednotlivých květináčích. Pokus můžeme rozšířit o aplikaci hnojiv. Celý experiment můžeme doplnit dokumentárními fotografiemi jednotlivých květináčů. Závěr: Třídění záznamů v grafech a tabulkách. Prezentace výsledků bádání. Časová dotace: 10 minut Hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. Nejlepší týmy dostanou odměnu.

132

Úkol s učitelem

Pracovní list č. 8 Co se skrývá pod zemí? Poznávání variability podzemních částí rostlin a odhadování jejich vlastností a možnosti využití. Vzdělávací cíl: Poznávání nadzemních částí rostlin Cílová skupina: žáci 2. stupně ZŠ V rámci předmětů: přírodopis, přírodovědné praktikum, biologická praktika, Rozsah: 1 – 2 vyučovací hodiny Použité termíny: půda, půdní ekosystém Potřebné znalosti/informace: obecné

Pokyny pro učitele

Poznámka: Práce po skupinkách Pomůcky a přístroje: lopatka nebo rýč, papíry, tužka, případně pastelky, atlas rostlin, botanický klíč k určování rostlin. V hodině VV – rudka, inkoust, pero. Volitelné pomůcky: fotoaparát, videokamera, iPad Metoda: práce v terénu Bezpečnost: bez rizika

Jméno: Datum:

Třída:


Co se skrývá pod zemí?

„Určitě bychom neřekli, že části rostlin, které skrývá půda, jsou tak zajímavé. Někdy možná i více než ty, které vidíme nad zemí. Není ani divu, že spoustu z nich lidé v daleké minulosti vyhledávali jako potravu.“

Motivace: Žáci si představí, že se narodili o tisíc let dříve, kdy lidé i u nás museli hledat nejen nad zemí, ale i pod povrchem něco, co by jim Motivace sloužilo k obživě. Je jisté, že v dávné minulosti museli hledat rostliny s velkými kořeny, hlízami nebo oddenky a poté už vše bylo na jejich zkušenosti, moudrosti, co zhodnotili jako jedlé či nikoliv. „Zkuste je tedy také najít, avšak nejíst! Protože nemáte zkušenost a znalosti našich dávných předků. Pokuste se přijít na to, které z těch, jež naleznete v okolí, by vás nebo naše předky mohly zajímat nejvíce.“

133

Úvod: Půda našim očím často skrývá mnohé zajímavé věci. Stejně jako velké stromy, i každá malá rostlinka musí být pěvně spojena se zemí! Nejen proto, aby mohla přijímat živiny a vláhu, ale také proto, aby mohla pevně stát na svém místě a vydržela nápory větru, přívaly vody, mohla přežít zimu nebo situaci, kdy ji nějaké zvířátko zbaví nadzemní části. Některé rostliny zase, aby jim nebylo v zimě zima, se zbaví listů a schovají se před mrazem pod zem. Půda je tedy jedno velké tajemství! Pojďme se tedy podívat, co nám půda pod našima nohama skrývá!

Úvod

Úkol: Úkol: 1.Děti se vydají s učitelem na vycházku do přírody. Nejlepší místo pro takové zkoumání je bohatě porostlá louka nebo světlý les s podrostem. 2.Děti se rozdělí do skupin, nejlépe po 2-4 a každá skupina si v terénu vybere rostliny podle své volby. Pak se pokusí co nejšetrněji vyrýt její část, která se skrývá pod zemí. Pečlivě ji očistí nebo omyje. 3.Sami nebo s pomocí učitele identifikují typy kořenové soustavy. Po důkladném prozkoumání mohou děti zjišťovat, zda by se jim hodila na jejich talíř a vyvodí závěry nebo si děti mezi sebou mohou udělat soutěž o nejpěknější kresbu či hodnotit snahu o co nejvěrnější realistické ztvárnění.

Úkol

Variace: kořeny vysušíme či vylisujeme mezi archy papíru, vytvoříme půdní herbář rostlin pro ostatní spolužáky. 4.Na závěr zkusí děti společně s učitelem odhadnout, které z rostlin kdysi v dávné minulosti mohly sloužit k obživě a zjistit, zda tomu případně tak bylo, případně se doma zeptají svých babiček a prababiček, co se za starých dob jedlo či nikoliv.

Otázky: Otázky: Kolik druhů podzemních částí rostlin jste při svém výzkumu nalezli? Přemýšlej Které typy kořenových soustav jste nalezli nejčastěji?

134

Na co mají rostliny cibule a oddenky? Co se stane, když se část oddenku ulomí?

Na čem záleží délka kořenů?

Jaké rostliny najdeme na mokrých nebo zaplavených místech a jaké spíše na místech suchých?

Otázka navíc: Které druhy rostlin jak je znáte z domova či obchodu a s jakým typem

Úkol pro

kořenů slouží člověku za potravu?

koumáky

Závěr: Závěr: Výstupem nám budou dětmi vytvořené kresby, které vystavíme s popisy jednotlivých druhů rostlin a typy kořenů na nástěnku, případně uděláme výstavku vytvořených položek v půdním herbáři. Na závěr si můžeme společně z našich poznatků vytvořit tabulky s rostlinami, které jsou z nalezených rostlin jedlé i dnes, či které bychom si na jídelní stůl nedali a proč.

Úkol s učitelem

Příloha: kresba Petr Hába Ukázka typu kořenového systému:

135

Metodika

pro

Kůlový kořen:

učitele

Oddenek:

Cibule:

136

:

Vlasový:

137

11. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO ŽÁKY 1. STUPNĚ ZÁKLADNÍCH ŠKOL Pracovní list č. 9: Život v půdě – pracovní list pro 1. stupeň ZŠ Poznávání základních charakteristik půdy a života v ní, pochopení vztahu lokality a jejího osídlení živočichy a rostlinami, poznávání významu půdy v ekosystému a pro výživu Vzdělávací cíl: -

vytvoření odpovědného vztahu dětí k půdě podpora jejich zvídavého potenciálu schopnost posouzení místa a terénu a jejich hodnoty pro lidské činnosti. zkoumání odlišnosti jednotlivých druhů půd.

Poznámka: Celý pokus může být pojat v návaznosti na předchozí pokusy jako badatelská hra, přírodovědědná expedice. Cílová skupina: žáci 1.stupně ZŠ (4. – 5. ročník) V rámci předmětů: prvouka, přírodopis, přírodověda Rozsah: 2 – 3 vyučovací hodiny Použité termíny: půda, ekosystém,ochrana půdy, zemědělství a produkce potravin Potřebné znalosti/informace: obecné Poznámka: Práce ve dvojicích, skupinová práce Pomůcky a přístroje: bílý arch papíru nebo folie, sítko, lopatka, sklenice, PET láhev, štítky, popisovače, lupa, lžíce, odměrka, plastové sáčky, tužky, pravítko, klíč k určování půdních živočichů Volitelné pomůcky: kompas, mikroskop, fotoaparát, počítač… Metoda: práce v terénu Bezpečnost: bez rizika, pouze odstranění dna láhve ostrým předmětem provede dospělá osoba

Jméno: Datum:

Třída:


Život v půdě

138

Pokyny pro učitele

Tajemné až bizarní živé organismy nemusíme hledat jen v pravěku, ale stačí si vzít lupu nebo mikroskop a podívat se na kousíček půdy. Tvary mikroorganismů někdy předčí všechna očekávání. Nechejte se tedy Motivace překvapit! Úvod: Půda je přítomná prakticky po celém povrchu Země, vyjma plochy oceánů, moří, skalnatých pohoří nebo pouští. Půda, tak jak ji budeme chápat v našem pokusu je zemědělská půda nebo půda luk a lesů. Tato půda je domovem nesčetných druhů živočichů – od těch mikroskopických, jako jsou bakterie nebo řasy, až po obratlovce, jako je krtek, rejsek a jiní. Množství mikroorganismů bývá v řádu 1 až 10 milionů jedinců v jediné lžičce půdy. Z toho tedy vyplývá, jak důležitá je půda pro ně jako místo jejich života a jak tito živočichové mění svůj domov, tedy vrstvu půdy ke svým potřebám. Zároveň je půda základním substrátem pro růst rostlin a má velký význam v zemědělství a produkci potravin. Vidíme, že toto vzájemné propojení všech prvků je, nebo by mělo být, pro správnou funkci ve velmi vyváženém stavu. Je tedy nesmírně důležité, aby částečky půdy minerály, humus a chemické vlastnosti jako je teplota, pH byly ve vyváženém stavu, vhodném pro život těchto druhů živočichů a růst rostlin. Stejně tak živočichové a rostliny mění poměry živin v půdě nebo ji zkvalitňují produkty své látkové výměny.

Úvod

V našem pokusu budeme zkoumat, jak se jednotlivé druhy půdy liší a jaké druhy živých organismů obsahují. Možný způsob realizace: Motivace: Malá skupina dětí, max. 4-6 jedinců, bude představovat objevitele z jiné planety. Ti dostanou na své domovské planetě informaci, že poté, co jejich civilizace svou činností velmi poškodila svůj domov, své místo k životu, musí ve vesmíru nalézt jinou planetu, která by umožňovala osídlení a dostatek potravy. Dále dostanou informaci, že na vzdálené planetě Země je na jejím povrchu slaboučká vrstva něčeho, co umožňuje, aby tam rostly rostliny a ty byly dál obživou Motivace zvířatům a obyvatelům oné planety. Jejich úkolem je tuto planetu navštívit, prozkoumat z čeho se tato vrstvička skládá a co v ní a na jejím povrchu žije nebo roste.

Na dalekou cestu budou vybaveni spoustou speciálních pomůcek, jako jsou lopatky, sáčky, plastové lžičky, lupy, dokonce i mikroskop, 139

plastová sítka, kyblíčky, odměrky… !odstranění dna láhve ostrým předmětem provede dospělá osoba! Objevitelé však nesmí žádnou z věcí na planetě Zemi zanechat, protože všechny tyto věci místní příroda není schopna rozložit a staly by se tam odpadem, který by pak statisíce let narušoval a škodil místnímu prostředí, stejně jako se tomu stalo u jejich rodné planety, která se tím stala téměř neobyvatelná. Další podmínkou je do místní půdy planety Země nedávat žádné škodlivé chemické látky, protože jsou jen na návštěvě a po skončení své mise a při návratu domů, musí planeta Země zůstat stejně čistá, jako když tam zavítali! Dokážete to? Přejeme Vám hodně štěstí a slušného badatelského chování k tomu.

Hlavní část:

Postup: Malé skupinky žáků budou vysílány na různá místa pro vzorky půdy (školní zahrada, hřiště, blízký les, louka nebo odtravněná plocha po nějakém stavebním zásahu aj.) (Poznámka: odběr vzorků může být spojen s vycházkou s pedagogem při souběžném mapování, co na které konkrétní půdě roste, tedy například počet druhů rostlin na metru čtverečním, orientace ke světovým stranám a hydrogeologické podmínky). Důležité upozornění: Vzorky uchované v PE sáčcích by měly být následně analyzovány, aby půdní živočichové neuhynuli- tedy ihned po návratu do školy!

Postup: 1.Děti prosejí vzorky půdy na čistý bílý papír nebo folii, 2.Prozkoumají ji lupou a zapisují, případně vyfotografují, jaké druhy živočichů naleznou. 3.Mohou také část půdy zalít v nádobě vodou a pozorovat, které živočichy voda vyplaví na hladinu. Pokud bude půda sbírána za stejných klimatických podmínek a ne po dešti, mohou děti provést i pokus, kolik vody je půda schopna

140

Úkol

absorbovat a podržet. Na tento účel si upraví PET láhev a to tak, že uříznou její dno, otočí ji dnem vzhůru, do uzávěru vloží tkaninu nebo trochu buničiny, láhev naplní zeminou a zalijí ji vodou. (Upozornění pro všechny vzorky a láhve použijí stejné množství zeminy i vody) Když odšroubují uzávěr, voda z láhve vyteče. Změřením vyteklého množství zjistí, kolik vody zůstalo v zemině vázáno a následně prozkoumají, jak se kvalita a druh půdy liší množstvím vázané vody. V dalším pokusu mohou zjistit, zda voda obsahuje alkalické horniny nebo je výrazně kyselá. Na tento pokus mohou v případě velmi alkalických hornin jako vápenec použít obyčejný kuchyňský ocet, který bude s vápencem reagovat šuměním a uvolněním CO2, jinak mohou použít běžné ph papírky, jež ponoří do zbytkové kapaliny, která bude vytékat z uzávěru po pokusu s absorpcí vody v půdě.

Úkol: Po skončení pokusu veškerý materiál děti zpět zanesou do přírody, nebudou jej vyhazovat do odpadkového koše, protože se tak budou

Dodatek

Otázky: Otázky: Kolik mikroskopických organismů může obsahovat jedna lžička hlíny?

Jaké nejmenší a největší živočichy můžeme v hlíně nalézt? Přemýšlej V které půdě je nejvíce a ve které nejméně druhů živočichů?

Která půda zadrží nejvíce vody a proč? Čím se liší od těch ostatních?

141

Na které půdě můžeme najít nejvíce a na které nejméně druhů rostlin? Čím se tyto půdy liší?

Jak se liší rostliny rostoucí v půdě se spoustou vody a v půdě suché?

Má nějaký význam, když je půda porostlá rostlinami, nebo když je bez vegetace?

Které organismy se začnou objevovat jako první na půdě zbavené porostu? Které na půdě zničené lidskou činností?

Otázka navíc:

Úkol pro

Co jsou to Brownfields?

koumáky

Závěr:

142

Závěr: Děti vypracují tabulky, kde bude zapsáno, kolik jedinců z každého živočišného druhu v půdě naleznou (například počet vajíček, kukel, larev nebo hmyzu a červů). Na další papír mohou pozorované objekty nakreslit a s pomocí učitele je identifikovat, případně prozkoumat zajímavosti z jejich života. Na případné další vycházce do terénu mohou z pozorované lokality a porostu odhadovat jaká půda se v místě nachází, jaká je orientace ke Slunci, resp.světovým stranám a na jaký účel by se dané místo mohlo použít (pěstování plodin, hřiště, skládka aj.) Výstup: školní nástěnka – výstava obrázků, hodnocení výsledků, prezentace výsledků před spolužáky, rodiči.

143

Úkol s učitelem

12. PRACOVNÍ LISTY S ODBORNÝM TEXTEM V ANGLICKÉM A ČESKÉM JAZYCE Biointensive Sustainable Farming SMALL-SCALE FARMING Overview Subsistence farming and agroecological research go hand-inhand in this project Farming practices are principally "biointensive," which fosters healthy soils, conserves space, and requires very low input, while maximizing yields and increasing sustainability and overall health of this small-scale food production system. Scale subsistence farm, small town Location Czech republic, East Moravian region, Elevation Approx. 300 meters Climate Continental ,middle European Hardinness zone 6b Agricultural Region beet/potato Principal Crops Potatoes (Solanum tuberosum), parsnip ( Pastinaca sativa ), carrots ( Daucus carota), Jerusalem artichoke ( Helianthemum tuberosum), beans ( Phaseolus sp., Viccia sp. ), Pea (Pissum sativum ), squash (Cucurbita sp.), broccoli (Brassica), onion (Allium cepa), garlic (Allium sativum), lettuce (Lactuca sativa), chard (Beta vulgaris), spinach (Spinacia oleracea), beet (Beta vulgaris), tomato (Lycopersicum esculentum), strawberry (Fragaria chiloensis), large scale of raspberries, blackerries etc.More than 200 rare or healing herbs mostly from EuroAsian region. 144

Domestic Animals Chickens, rabbits, pigeons, their manure is brought in for compost in some beds. Soils Cambisols Natural Vegetation Mixed: broadleaf deciduous trees Ecoregion Mediterranean Altitudinal Zone Basic Principles addressed Use Renewable Resources, Minimize Toxics, Conserve Resources, Manage Ecological Relationships, Adjust to Local Environments, Diversify, Value Health , Manage Whole Systems, Maximize Long-Term Benefits, Description This small-scale farm serves as both a subsistence farm for a 3 people, and an area for agricultural and herbal research . Farming practices are principally "biointensive," which uses low energy input, fosters healthy soils, and conserves space, while maximizing yields and increasing sustainability. The farm aims to meet the nutritional needs of family, while providing a locale for apprentices to practice biointensive agricultural methods. Principles of biointensive farming stem from diverse age-old traditional farming systems eg.ancient China or Old French gardening method enhanced by Rudolf Steiners philosophy ideas and closely align with all of the agroecological principles described above and elsewhere eg.on Web sources. By creating an agroecological area that is a closed-system, biointensive agriculture aims to rely solely on the resources within the system. On this farm, only a few renewable resources (e.g. wood for seed flats, stones and some plastic or glass for cold frame) are brought from outside the system, and labor is done almost entirely by hand. By double-digging planting beds, soil is aerated and loosened to a depth of almost 50cm. By close-spacing of plants, more food is produced per unit area. By growing crops specifically for compost, compost availability and soil fertility is ensured. In sum, the sustainability of the system is extremely high. There are myriad benefits gained from this unique farming arrangement. The non-profit group gains opportunities to try different techniques, such as intercropping, companion planting, and dry farming, and experiment with seed varieties. Impressive yields have been achieved, often doubling typical Czech yield averages for certain crops. In turn, the family benefits from the plethora of healthy foods brought to the kitchen, and from the enhanced ecological sustainability of their farmland. Lessons learned These biointensive methods are being reintroduced around the world by Ecology Action and other groups to international small-scale farmers primarily because of the increased sustainability and high yields that can be achieved, and additionally, because of the possible future economic gains and overall labor reduction. However, I believe there are several challenges posed by this system, which could possibly make the system less feasible for farmers in some locations.

145

First, the intensive labor required (for instance, to hand-weed, hand-water, and hand-transplant) may be overwhelming or infeasible depending on the size of the farm or numbers of family members or farmers. Second, getting to a point of self-sustained soil fertility may take a few seasons to build up compost reserves, and external inputs may have to be purchased. Third, with initially high labor requirements, and depending upon the goals and location of a farm and the local market structure, economic sustainability may prove to be the greatest challenge. The most salient lessons that I find this particular farm to be providing relate to the challenges of meeting the various needs of all of the participants involved in the organization of the farm, while continuing to produce food by using the biointensive methods. Each person involved brings a different experience and perspective to the farm and may have conflicting ideas about how things should be done. Therefore, while "biointensive" implies following a specific set of principles, the participants also incorporate some degree of flexibility and compromise so that all of their individual and collective efforts continue to produce a healthy, sustainable farm benefiting the whole community. Principles illustrated          

Use Renewable Resources Hand tools, hand-watering systems, and passive solar greenhouses are used. Nutrients are recycled through cover cropping and composting. Minimize Toxics There is no use of chemical pesticides, fungicides, or herbicides. Conserve Resources Conserve soil by using perennials, no-till methods. Conserve water by double-digging to aerate soil, watering by hand, propagation in flats, dry farming in some areas. Conserve energy by using no machinery, and in physical labor--using the body's weight and strengths to prevent injury. Conserve genetic resources by using heirloom varieties.

Manage Ecological Relationships      

Reestablish ecological relationships by attracting beneficial animals such as insects, birds, snakes and frogs. Manage pests, diseases, and weeds by hand-weeding and fostering a diversity of species. Use intercropping and cover cropping. Enhance beneficial insects by planting flowers. Recycle nutrients by composting all residues. Minimize disturbance by using no-till methods and hand-watering.

146

Adjust to Local Environments A seasonal calendar suited to the local environment is used. Varieties are chosen when suited to the climate. Greenhouse and cold frames are used when necessary (e.g. for tomatoes which benefit from higher temperatures or Turnips for early season). Diversify Biota is diversified by intercropping, crop rotations, and polycultures. Economics are diversified by selling dried herbs, and offering classes on biointensive methods and phytotherapy and phytopharmacology. Empower People Principles of agroecology and biointensive methods are taught at the farm. Partnerships between the local community and the non-profit organization are encouraged. Manage Whole Systems Planning processes recognize the seasonal and climatalogical limitations of the landscape, and the needs of the farm and households in the community. Maximize Long-Term Benefits Long-term strategies are used when consulting a seasonal cropping calendar and soil fertility is emphasized by planting certain crops specifically for composting. Value Health Human health is valued by farming organically, providing healthy foods to the family. Cultural health is valued by recognizing the needs of the family, and the history of the land. Environmental health and plant health are valued by using all of the above principles to enhance sustainability.

147

Výkladový slovník pojmů Anglicky

Česky

biointensive

biointenzivní

biota

souhrn rostlin a živočichů

climate

podnebí, klima

cover crops

krycí plodiny

deciduous trees

opadavé stromy, listnaté stromy

eco-friendly

ekologicky přátelský

farming

farmaření, zemědělství

fertile

úrodný

greenhouse

skleník

herbicides

herbicidy

herbs

bylinky

irrigation

zavlažování

landscape

krajina

non-tilling methods

bezorebné metody

pedology

pedologie, nauka o půdě

pesticides

pesticidy

provide

poskytovat

season

roční období

sustainable

udržitelný

turnip

tuřín

value

hodnota

148

Slovník pojmů

Biointenzivní udržitelné zemědělství FARMAŘENÍ V MALÉM MĚŘÍTKU/MALÍ ŽIVNOSTNÍCI Projekt „Zahrada pro budoucnost"

Přehled Farmaření v malém měřítku, na kterém se podílejí drobní lokální živnostníci-samoživitelé a agroekologický výzkum jdou spolu ruku v ruce v rámci projektu "Zemědělské praktiky", který představuje především "biointenzivní" farmaření - to se stará o zdravou půdu, konzervaci lokálních oblastí a vyžaduje poměrně malé vstupní úsilí, přičemž na druhé straně se dostaví velké výnosy a obecné zvyšování udržitelnosti a celkového "zdravého" nízkonákladového farmaření. Rozsah farmáři samoživitelé, menší města Location Česká republika, Východní Morava Nadmořská výška Přibližně 300 m.n.m. Podnebí Kontinentální, Středoevropské Zóna obtížnosti 6b Zemědělský region řepa/brambory Hlavní plodiny Brambory (Solanum tuberosum), tuřín (Pastinaca sativa), mrkev (Daucus carota), Jerusalémsky artičok (Helianthemum tuberosum), fazole (Phaseolus sp., Viccia sp.), hrášek (Pissum sativum), squash (Cucurbita sp.), brokolice (Brassica), cibule (Allium cepa), česnek (Allium sativum), hlávkový salát (Lactuca sativa), mangold (Beta vulgaris), španát (Spinacia oleracea), řepa (Beta 149

vulgaris), rajče (Lycopersicum esculentum), jahody (Fragaria chiloensis), velkoplošně maliny, borůvky atd. Více než 2000 vzácných nebo léčivých bylil převážně z euroasijské provenience. Domácí zvířata Kuřata, králíci, holubi, jejich hnůj/kejda je využíván na hnojení vybraných záhonů. Půda Kambisoly - smíšené půdy Přírozená vegetace Smíšená: listnaté opadavé stromy Ekoregion Středomořská výšková zóna Uplatňované základní principy Používání obnovitelných zdrojů, minimalizace škodlivin, konzervování přírodních zdrojů, řídit se ekologickými principy, přizpůsobit se lokálnímu životnímu prostředí, diverzifikace, klást důraz na hodnotu zdraví, řídit celý systém, maximalizovat dlouhodobý přínos. Popis Tato malá farma slouží jako obživa pro tři osoby a zároveň jako oblast zemědělského a bylinkářského výzkumu. Zemědělské principy jsou převážně "biointenzivní", což umožňuje nízkou spotřebu energie, obstarávání a vytváření úrodné půdy a konzervování daných oblastí, zatímco na výsledkem takového farmaření je maximalizace výnosu a zvyšující se trvalá udržitelnost. Cílem farmy je zajistit nutriční potřebu rodiny a také poskytnou možnost praxe pro zaučení se v metodách biointenzivního farmaření. Základy biointenzivního zemědělství pramení z různorodých prastarých farmářských systémů e.g. ze starověké Číny nebo z francouzského zahradnického vzoru. Filozofický přístup Rudolfa Steinera tyto sebrané metody ještě povýšil a vytvořil z nich ucelený agroekologický princip, jehož základy lze najít např. na webových stránkách. Vytvořením agroekologické oblasti, která představuje uzavřený systém, biointenzivní zemědělství má za cíl spolehnout se výhradně na zdroje nacházející se v daném systému. Na této farmě se získává pouze několik obnovitelných zdrojů z venkovního prostředí mimo daný systém (např. dřevěná prkna pro sázení, kameny, nějaké plastové a skleněné materiály a věci); práce je však obstarávána téměř výhradně ručně. Systémem dvojitého rytí záhonů je půda provzdušněná a kultivovaná do hloubky asi okolo 50cm. Rostliny se vedle sebe sadí v malých rozestupech, což znamená, že se vypěstuje více potravy na menší obhospodařené ploše. Tím, že se pěstují plodiny vhodné ke kompostování, je zajištěn nepřetržitý přístup k přírodnímu hnojivu a úrodnost půdy se tak opět zvyšuje. Obecně vzato, trvalá udržitelnost tohoto zemědělského systému je opravdu vysoká. Existuje mnoho výhod vyplývajících z tohoto unikátního způsobu hospodaření. Tato skupina, která není zaměřená na profit, nabízí možnosti vyzkoušet různé techniky jako je používání meziplodin, sadba více plodin, které si jsou vzájemně prospěšné a bezzávlahové hospodářství a nakonec také experimenty s odrůdami semen. Těmito metodami bylo dosaženo výborných výsledků, kde výnos byl dvojnásobný v rámci vybraných plodin oproti standardnímu českému průměru. Jako největší přínos může rodina na farmě 150

vidět neustálý přísun zdravé a čerstvé stravy pro vlastní potřebu a zároveň vysokou trvalou udržitelnost takového farmaření v rámci jejich vlastní obdělávané půdy. Příklady z praxe Tyto biointenzivní metody byly znovu prezentovány světu skupinou Ekologické hnutí a dalšími spolky, a to také na úrovni drobných zemědělských živnostníků, protože tímto přístupem mohou dosáhnout zvýšené trvalé udržitelnosti a vysokých výnosů a navíc protože tento systém by mohl do budoucna přinést četné ekonomické benefity a celkové snížení pracovní náročnosti. Nicméně přes všechny výše uvedené benefity systému, existují zde i jisté úkoly a problémy, které systém činí méně proveditelný pro některé farmáře a některé specifické oblasti. Za prvé, v rámci biointenzivního farmaření je vyžadováno intenzivní pracovní nasazení (např. ruční pletí záhonů, ruční zalévání a ruční přesazování rostlin), které se může stát neúnosným nebo neproveditelným s ohledem na velikost farmy nebo na množství pracujících členů v rodině nebo obecně na množství zaměstnanců farmy. Za druhé, než se dosáhne požadované úrodnosti půdy a než se vytvoří dostatečné zásoby kompostu, vše dle zásad trvale udržitelného farmaření, může to trvat i několik sezón. Zpočátku musí být také zajištěno pořízení externích vstupů - jednoduše existují vstupní náklady, než se celý záležitost biointenzivního farmaření dá "do pohybu". A za třetí vedle vysokého vstupního pracovního úsilí, závislosti na lokaci dané farmy a vytyčení cílů v rámci dané lokace a konkrétní poptávky daného trhu - právě ekonomická udržitelnost a profit budou představovat největší výzvu a úkol při naplňování principů biointenzivního způsobu života. Nejvýznamnější praktická stránka, která je v rámci farmy uplatňována, je vycházení vstříc různým potřebám účastníků, kteří se podílejí na organizaci farmy a zároveň dodržování biointenzivních principů. Každá zúčastněná osoba přináší do systému další zkušenosti a perspektivy - na druhou stranu se však účastníci mohou dostat do situace, kdy mají na řešení problému odlišný názor. V praxi to tedy znamená, že zatímco je biointenzivní farmaření postaveno na obecně platných principech, jednotliví zúčastnění/zaměstnanci/členové rodiny přinášejí do systému jistou míru flexibility a kompromisu, tak aby se potkaly společné zájmy a snahy a aby mohla prosperovat celá udržitelná, ekologicky přátelská se komunita. Příklady základních principů          

Používání obnovitelných zdrojů Manuální pracovní nářadí, manuální zavlažovací systémy a využívání pasivních solárních skleníků. Živiny se získávají z pěstování krycích plodin a z kompostování. Minimalizace škodlivých látek. Nepoužívají se chemické pesticidy, fungicidy a herbicidy. Konzervování zdrojů. Ochrana půd za pomocí víceletých plodin a bezorebných metod. Úspora vody pomocí rigolování a provzdušňování půdy, ruční zalévání Šetření energií nepoužíváním těžké techniky, u intenzivní fyzické práce používání lidské síly a váhy, aby se předešlo zraněním. Ochrana genetických zdrojů.

151

Řízení ekologických vztahů      

Přeorganizovat stávající ekologické vztahy přilákáním "užitečné zvířeny" jako hmyz, ptáci, hadi a žáby. Řízení škůdců, nemocí a plevele ručním pletím a staráním se o různorodost druhů. Používání smíšených plodin a krycích plodin Vysazování kvetoucích rostlin za účelem přilákání užitečného hmyzu. Znovuobnovení živin za pomoci kompostování zbytků rostlin. Omezení destrukce půd (ASI) používáním bezorebných metod a ručního zalévání.

Přizpůsobení se místnímu životnímu prostředí Je používán kalendář vhodný pro danou lokalitu. Jsou vybírány odrůdy plodin vhodné pro dané klima. Jsou využívány skleníky a naopak systémy ochlazování, tam kde je to nutné (např. rajčata, kterým prospívá vyšší teplota nebo rané tuříny). Různorodost Biota (souhrn živočichů a rostlin) je rozrůzněna systémem smíšeného pěstování, střídání plodin a polykultury. Ekonomika je růzrůzněna prodáváním sušených bylin a nabízením kurzů biointenzivního hospodaření, polyterapie a fytofarmakologie. Zplnomocnitelé Na farmě se vyučují principy agroekologie a biointenzivního farmaření. Je podporována spolupráce mezi místní komunitou a neziskovými organizacemi. Zvládnutí celého systému Proces plánování je závislý na sezónních a podnebných omezeních dané lokality a na potřebách farmy a jednotlivých členech dané komunity. Maximalizace dlouhodobého přínosu V rámci sezónního kalendáře se přihlíží k dlouhodobým strategiím a k úrodnosti půdy vzhledem k pěstování vybraných plodin, obzvláště u plodin určených pro kompostování. Hodnota zdraví Lidské zdraví je ceněno principem organického farmaření, které poskytuje zdravé jídlo rodině. Kulturní hodnota je ceněna uvědoměním si potřeb rodiny a dané krajiny zároveň. Zdraví životního prostředí a rostlin je ceněno zaváděním výše popsaných metod trvalé udržitelnosti do praxe.

152

ČÁST C Metodická příručka METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č.1 9.1. VZHŮRU KE HVĚZDÁM A HLAVNĚ SLUNCI 9.1.1. STUDIE VLIVU GRAVITACE A SVĚTLA NA SMĚR A INTENZITU RŮSTU ROSTLIN

cíl: seznámit žáky s flexibilitou rostlin a jejich adaptabilitou na prostředí cílová skupina: žáci středních škol, gymnázií čas: 1 vyučovací hodina – příprava, 14 dní pozorování + prezentace výsledků průřezová témata: praktikum z fyziky, informační a komunikační technologie, environmentální výchova pomůcky: 250 ml pet láhev, pěstební substrát, odlamovací nůž, nůžky, sadba (obiloviny, čočka), kousek buničiny, mechu, pravítko, provázek či pevná nit, větší papírová krabice, zdroj světla: led lampička nebo halogenová žárovka, skleněná nebo polykarbonátová deska, vrtáček nebo drát a svíčka postup: nejprve vhodnými otázkami navodíme téma. zeptáme se žáků, zda se mohou rostliny pohybovat či nikoliv, na čem je jejich pohyb závislý a jakým způsobem si myslí, že stromy dopravují vodu a živiny až do korun stromů. o všem se poté zkusíme přesvědčit v následujícím pokusu. _________________________________________________________________ pokus: vezmeme menší pet láhev, rozřízneme ji odlamovacím nožem nebo nůžkami tak, aby oba konce do sebe šly zasunout a vytvořily nízkou uzavřenou nádobu. do dna utvoříme vrtáčkem nebo drátem nad svíčkou malé otvory pro odtok vody. tuto činnost provádíme venku, protože tavením plastů vznikají velmi nebezpečné látky, které při dýchání poškozují zdraví! do obou částí nasypeme substrát a díly zasuneme na sebe. do otvoru pro vršek vložíme semínko rostlinky, zasypeme malým množství – špetkou zeminy, zalijeme a dáme na parapet k oknu. pravidelně zaléváme, až rostlinka dosáhne velikosti 1 – 2 cm. v okamžiku, kdy rostlina dorostla do výšky 1 – 2 cm, ji vložíme na podložku do krabice tak, aby byla dnem nádoby otočena ke dnu krabice, tedy zelenou částí k otvoru. ten nasměrujeme ke zdroji světla, v tomto případě k oknu. poté pravidelně dokumentujeme, jak a kterým směrem se vyvíjí směr růstu rostliny. obměna pokusu: další modifikací je rostlinu i s květináčem zavěsit na horní stěnu krabice nebo na dno 153

Pokyny pro učitele

a krabici otočit otvorem dolů a podložit sklem nebo plastovou průhlednou deskou a zdroj světla umístit dospodu, případně rostlinu můžeme umístit normálně, tedy zelenou částí nahoru, avšak zdroj světla umístit vespod. opět pečlivě zapisujeme, jakým směrem bude pokračovat růst rostlin v tomto případě můžeme posoudit, zda faktor gravitace nebo faktor světla je pro ni důležitější. řešení: odpovědi na otázky „přemýšlej!: 1. jak rostliny usměrňují vzrůst pod vlivem zemské gravitace a světelného záření? protože je pro ně světlo základním zdrojem energie, preferují takové polohy svých zelených částí, ve kterých jsou maximálně osvětleny. 2. který ze stimulů je pro rostliny nejpodstatnější? světlo 3. co se stane, když stimuly působí v opačném směru? rostliny upřednostní zdroj světla jako zdroj energie. dokumentace: celý pokus můžeme dokumentovat pravidelným snímkováním nebo sekvencí fotografií, z nichž můžeme vytvořit video sekvencí o pohybu rostliny. závěr: třídění zápisů, dokumentace. prezentace výsledků bádání. hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. nejlepší týmy dostanou odměnu.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č.2 9.2. JAKÉ BARVY SE ROSTLINÁM LÍBÍ? 9.2.1. STUDIE VLIVU BAREVNÉHO SPEKTRA NA RŮST ROSTLIN

cíl: studenti porovnají růst a kondici rostlin v závislosti na různé barvě osvětlení cílová skupina: střední školy čas: 1 vyučovací hodina – příprava, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 6 – 10 dnů průřezová témata: environmentální výchova informační a komunikační technologie pomůcky: pokojová rostlina jako například filodendron, muškát apod., transparentní tenká plastová fólie nebo sada barevných fólií, nesmyvatelné barevné fixy, černý

154

Pokyny pro učitele

papír, lepící páska, nůžky, osluněné okno. použité termíny: uv záření, spektrum světla v přírodním procesu postup: žákům vysvětlíme princip barev v přírodním procesu. poté se snažíme porovnat barevné vidění u člověka, zvířat. v neposlední řadě přejdeme na rostliny. žáci zkouší vhodnými otázkami přijít na to, na co rostliny používají světlo, zda mají rozlišné požadavky na množství světla a jakou barvu mají rostliny nejraději. nakonec přistoupíme k praktickému pokusu. ________________________________________________________________ POKUS: POSTUP POKUSU: 1. pokryjeme listy rostlin barevnými foliemi. 2. pro srovnání některé listy zakryjeme neprůhledným černým papírem a necháme si také jednu rostlinu jako kontrolní, kterou necháme na sluníčku tak jak je. 3. ustřihneme jednotlivé barevné folie – modrou, červenou, žlutou, zelenou a pro srovnání čirou a černou na obdélníky dvojnásobné šíře než je šířka listu rostliny. uprostřed je přeložíme napůl. 4. obdélníkové „obálky“ nasuneme na listy rostlin a zajistíme ze tří stran lepící neprůhlednou páskou. vybereme na to pokud možno listy, které nejsou v úplném sousedství. 5. rostlinu umístíme na týden na osluněné místo na okně a pravidelně ji otáčíme. 6. po týdnu opatrně sejmeme folie z listů jednu po druhé a pečlivě zapíšeme, jak listy vypadají, jakou mají barvu a v jakém jsou stavu. 7. zjištěná data zapíšeme do tabulky. nezapomeneme, že barva folie je stejná jako barva, kterou list rostliny absorboval. pouze u černé platí, že na list žádná barva, tedy světlo vůbec nedopadlo. řešení: odpovědi na otázky: „přemýšlej!“ 1. jak se rostliny liší v požadavcích na množství světla? podle toho , jaká je typická lokalita jejich růstu.variabilitu v potřebě světla nejlépe pochopíme, když srovnáme množství světla dopadající na kapradinu v zastíněné části lesa a rozchodník nebo netřesk na skále plně ozářené sluncem. stejně jako u lidí nebo jiných živočichů, každý druh rostlin si vybírá stanoviště jaké nejlépe jeho potřebám vyhovuje.živočichové nebo lidé nevhodné místo změní, rostliny pokud nedopatřením na takovém místě vyklíčí buď živoří, nebo zahynou. 2. k čemu rostliny používají světlo? k výrobě energie, kterou potřebují pro stavbu svých těl. 3. kterou barvu mají rostliny nejraději? nejjednodušeji to pochopíme, když si uvědomíme, jakou barvu mají rostliny samotné. samozřejmě až na výjimky jsou zelené. Tedy zelená barva je ta barva, kterou odrážejí 155

a tedy nepohlcují. ostatní složky spektra jejich těla pohlcují a ve větší či menší míře je používají pro fotosyntézu. Většina rostlin má nejraděj teplejší složku slunečního záření od žluté po červenou a pak také na opačném konci spektra složku modrou. krátkovlnné tedy ultrafialové záření používají méně jednak proto, že je spíše přítomno ve velkých nadmořských výškách a adaptovaly se na něj převážně vysokohorské rostliny, ale tento druh záření, zvláště intenzivnější uv záření je může dokonce poškodit. 4. z jakého důvodu rostou v pralese vysoké stromy? aby se dostaly blíž ke slunci. důvodem tedy je boj o přežití. v případě rostlin tedy boj o zdroj energie, kterým je světlo. rostliny a stromy takto soutěží, kdo se dříve dostane nad úroveň těch ostatních a bude si moci užívat slunečních paprsků. ty, kterým se to dostatečně rychle nepodaří, většinou živoří a často i zahynou.to je například případ semenáčků stromů v hustém podrostu. je to boj o čas, který je nejlépe vidět, když v pralese stářím padne mohutný strom. kolem místa které zaujímal a zastiňoval okamžitě nastane velký závod, která z rostlin dokáže rychleji zaujmout jeho místo na slunci. samozřejmě se najdou i takové, které si v nepříznivé situaci poradí jinak a docela chytře. například liány se jednoduše po svých silnějších konkurentech ke slunci vyšplhají po jejich tělech. závěr: třídění zápisů, tabulek. prezentace výsledků bádání. hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. nejlepší týmy dostanou odměnu.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č. 3 9.3. Pracovní list č. 3: Čím nakrmit rostliny aneb mohou se i rostliny přejíst? 9.3.1. Studie vlivu množství a druhů použitých hnojiv na růst rostlin a vliv zprostředkovatelů výživy v podobě půdního mikrobiomu. Cíl: - uvědomění si významu půdy - seznámení studentů s dopady a vlivem agrochemikálií a hnojiv na stav rostlin, sledování růstu a hospodářského výnosu rostlin v závislosti na použitých hnojivech a úpravě půdy cílová skupina: střední školy vzdělávací obory: ekologie, ochrana životního prostředí, biologie, lesnictví čas: 1 vyučovací hodina – příprava, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 2 týdnů až 1 měsíce

156

Pokyny pro učitele

použité termíny: humus, anorganická, organická hnojiva pomůcky: 4-14/ podle počtu experimentů/stejných a dostatečně velkých květináčů, pěstební substrát, sterilovaný pěstební substrát, voda, sadba, odměrka, podmisky, metr, digitální váha, popisovače, běžné npk hnojivo, vyzrálý kompost, roundup, případně jiný obdobný přípravek ___________________________________________________________________ POSTUP: POZOROVÁNÍ, JAK HNOJIVA OVLIVŇUJÍ ROSTLINY: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

naplníme stejným množstvím substrátu všechny květináče. označíme si tři květináče nápisem anorganické hnojivo. označíme si další tři květináče nápisem organické hnojivo. vysázíme semena do všech květináčů, jak je doporučeno na obalu, opatrně zalijeme a umístíme na dobře osvětlené místo. pravidelně je kontrolujeme – půda má být vlhká, ne však mokrá. upozornění: semena označená jako anorganicky hnojená pravidelně zaléváme vodou, ve které je rozpuštěno doporučené množství univerzálního hnojiva. všechny údaje o zálivce i množství hnojiva pečlivě zapisujeme. necháme rostliny dorůst až do plné velikosti, poté je změříme a srovnáváme jejich velikost a množství listů. všechny hodnoty z daných skupin zapisujeme a poté vše zpracujeme do tabulky.

z daných výsledků vytvoříme přehledné grafy. obměna pokusu: A) použití různého množství hnojiv, například 1,5 i dvojnásobek – sledování rozdílů B) použití hnojiva, kde výrazně převažují požadované živiny, tedy dusík, draslík, fosfor a pozorování rostliny včetně kořenů, jak se rostliny od sebe liší C) rostliny hnojíme organickým materiálem nebo je zasadíme do kvalitního kompostu, sledování rozdílů D) zeminu před vysázením můžeme sterilizovat, například v hrnci na vařiči a pozorujeme, jak půda bez mikroorganismů dovolí rostlinám živiny vstřebávat řešení: odpovědi na otázky: „přemýšlej!“ má smysl používání většího množství hnojiv? nemá, protože prakticky celosvětově bylo dosaženo hranice, kdy rostliny větší množství živin nemohou přijmout a tedy se to ani výrazně neprojeví ani na jejich výnosech.navíc podle posledních zpráv ekologů a biologů již nyní používáme

157

dvojnásobné množství dusíku, draslíku a fosforu v hnojivech než dokáže ekosystém zvládnout. jaká rizika změn půdy způsobuje pouze použití anorganických hnojiv a jak to souvisí například s vodou? pouze anorganická hnojiva neobsahují humusovou složku, která v půdě váže vodu. proto jsou tato hnojiva z půdy vyplavována a spolu s nimi i další důležité látky obsažené v půdě a přebytek hnojiv se tak dostává do vodních toků, kde vážně narušuje rovnováhu v ekosystému. závěr: závěrečným výstupem nám budou data, jevy, děje, která budeme během pokusů se studenty sledovat, zapisovat do grafů a tabulek a to:

A) B) C) D)

data o čase data o výšce rostlin data o množství kořenů data o nápadných rozdílech

závěrečné hodnocení pokusu: prezentace výsledků bádání skupinu).

(10 minut na každou

hodnotící komise – pedagog a dva studenti vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. nejlepší týmy dostanou odměnu.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č. 4

9.4. Jak často potřebují rostliny pít? 9.4.1. Specifické potřeby různých druhů rostlin na množství vody – sledování reakce rostlin na změnu dostupnosti a množství vody.

Vzdělávací cíl: lepší pochopení souvislostí mezi hydrotermálními a půdními vlastnostmi lokality a druhy rostlin nebo jejich stavem při změnách podmínek. Cílová skupina: pro střední školy V rámci předmětů: Ekologie, ochrana prostředí/ochran rostlin, biologie, lesnictví, životní prostředí Rozsah: Příprava asi 1 vyučovací hodina, vlastní pozorování 2x týdně 15 minut po dobu 2 týdnů až několika měsíců Použité termíny: voda, rezistence plodin, adaptace na prostředí Potřebné znalosti/informace: základní přehled o výživě rostlin, elementární znalosti fyziky. 158

Pokyny pro učitele

Poznámka: Práce ve skupinkách Pomůcky a přístroje: 4-14 /podle počtu experimentů/ stejných a dostatečně velkých květináčů, podmisky, odměrka a konev, pěstební substrát, semínka řeřichy nebo Alfa Alfa, kaktus, aloe nebo netřesk, rozchodník, digitální váha, popisovače.

Volitelné pomůcky: pro obrazovou dokumentaci fotoaparát, počítač BEZPEČNOST: BEZ RIZIK ___________________________________________________________________ Úvod: Rostliny stejně jako my lidé potřebují pít. Voda je nezbytná pro jejich metabolismus, přepravu živin, ale také stejně jako u nás lidí pro chlazení. Požadavky na její množství jsou stejně variabilní jako v živočišné říši. Některé rostliny se ve vodě přímo koupou, stejně jako tomu je v živočišné říši u ryb, jiné rostliny jsou schopny se bez vody I na velmi dlouhé období nepříznivých podmínek obejít. A právě tyto zajímavé rozdíly budeme v naší práci objevovat spolu s dalšími zajímavostmi a tajemstvími. Postup: 10. Všechny květináče naplníme zeminou. Použijeme univerzální substrát pro kaktusy a sukulenty. Použijeme buď speciální substrát, nebo univerzální promícháme se 2/3 písku. 11. Květináče si očíslujeme. 12. Do květináčů s univerzálním substrátem vysejeme semínka řeřichy nebo vojtěšky, udržujeme vše ve vlhku a taktéž až vzejdou mladé rostlinky. 13. Do květináčů s písčitým substrátem nasadíme kaktus nebo netřesk případně rozchodník. Při sázení kaktusu, případně oddělování od mateční rostliny samozřejmě použijeme kožené rukavice, u netřesků ani rozchodníků není těchto opatření třeba! 14. V okamžiku, kdy rostlinky dosáhnou velikosti 3-4cm (u vojtěšky případně více), můžeme přikročit k vlastnímu pokusu. Rostlinám úplně odejměme zálivku a pozorujte, jakými známkami se bude projevovat nedostatek vody. Pečlivě zapisujte čas a změny chování a vzhledu rostlin, případně průběžně dokumentujme fotografiemi. UPOZORNĚNÍ! Semena označená jako anorganicky hnojená pravidelně zaléváme

159

vodou, ve které je rozpuštěno doporučené množství univerzálního hnojiva. 15. Všechny údaje o zálivce I množství hnojiva pečlivě zapisujeme. 16. Necháme rostliny dorůst až do plné velikosti, poté je změříme a srovnáváme jejich velikost a množství listů. 17. Všechny hodnoty z daných skupin zprůměrujeme a vše zapíšeme do tabulky. 9. z daných výsledků zpracujeme přehledné grafy. Možné varianty pokusů: e) Použijeme různé množství hnojiv, například 1,5 i dvojnásobek a můžeme sledovat rozdíly. f) Použijeme hnojiva, kde výrazně převažují některé živiny, tedy dusík, draslík a fosfor a pozorujeme včetně kořenů, jak se rostliny liší. g) Rostliny hnojíme organickým materiálem nebo ji nasadíme do kvalitního kompostu, sledujeme rozdíly. zeminu před vysázením můžeme sterilizovat, například v běžném hrnci na vařiči a pozorujeme, jak půda bez mikroorganismů dovolí rostlinám živiny vstřebat ODPOVĚDI NA OTÁZKY K ZAMYŠLENÍ – PŘEMÝŠLEJ: Jaké množství vody potřebují rostliny k životu? Záleží to na stavbě jejich těla a lokalitě ve které rostou. Čím se jednotlivé druhy rostlin liší v těchto požadavcích? Rostliny pokryté chloupky nebo s dužnatými listy potřebují minimum vody, protože ty první ji minimálně odpařují a ty druhé taktéž a navíc ji kumulují ve svých tkáních (listech). Některé stromy, jako například bříza, potřebují velké množství vody, protože odpaří do atmosféry stovky litrů vody denně. Vadí rostlinám, když je voda kyselá, zásaditá nebo třeba slaná? V požadavcích na kyselost nebo zásaditost mají rostliny rozdílné požadavky, nesmí to být v rozporu s možností vstřebávání minerálů z prostředí. Sůl však vadí většině rostlin, nebo se na slané půdy těžce adaptují. Tuto adaptaci na slané půdy jimtotiž umožňují půdní bakterie (půdní mikroflóra). Dokáží rostliny samy čerpat vodu nebo jim v tom musí někdo nebo něco pomoci? Pomáhá jim v tom Slunce. Příklad: Představme si rostlinu jako skupinu trubiček spodním koncem umístěným v nádobě s vodou. Uvnitř každé je knot a na jejím vrcholu je houba nebo látka, papír, který tekutinu odpařuje. Tato odpařená tekutina nutí tekutinu v trubičce stoupat vzhůru. U vysokých stromů jsou to však ještě i jiné mechanismy.

160

Jaký vliv má voda na množství nebo délku kořenů? Rostliny rostoucí v místech, kde je hladina spodní vody velmi nízko jsou někdy schopné vytvořit velmi dlouhé kořeny, aby se k jejímu zdroji dostaly. Je to například případ vinné révy, která svými kořeny vodu najde i v hloubkách desítek metrů. Rostliny, které nejsou schopné vytvořit si dostatečné množství kořenů mohou samozřejmě v nepříznivých podmínkách zahynout. Jaký vliv na využití vody má druh použité zeminy? Půdy s nízkým obsahem humusu nejsou schopny vázat dostatečné množství vody a podléhají rychlému vysychání. Naopak v přemokřených oblastech písčité nebo kamenité půdy brání přemokření, protože vodu odvádějí a mohou tak rostliny uchránit před uhynutím a hnilobou, při nedostatku vody však v nich rostliny mohou uschnout. Liší se rostliny ve způsobu transportu vody? Ano. Velmi vysoké stromy 100 a více metrů používají jiný mechanismus dopravy vody než drobné rostliny nebo keře. Které rostliny odpařují vodu i v zimě? Rostliny, které se nezbavují na zimu listí (např. jehličnany, traviny) Proč některé z nich v zimě shazují listí? Aby zabránily odparu vody, nebo destrukci mrazem.Redukují také celkové životní pochody, protože nemají dostatek světla ani teplotu pro efektivní fotosyntézu. Mohou rostliny i v zimě, když nerostou uschnout? Mohou, protože mráz může vytáhnout vláhu z půdy. Jsou i rostliny, které na přísun vody nepotřebují kořeny? Epifity. Většinou rostou tyto rostliny v pralese, kde je velmi vysoká vlhkost vzduchu. Jak se rostliny brání, aby v zimě nezmrzly? Jsou schopné ve svých listech nahromadit látky podobné nemrznoucím směsím do automobilů, to znamená, že obsahují buď tukové nebo cukrové složky. Mohou se rostliny udusit? Mohou, protože dýchají i kořeny. Když je tedy půda příliš přemokřená, mohou uhynout. Mohou se rostliny bránit před uschnutím? Zavírají dýchací otvory, odklánějí listy od přímého světla, shazují listí. Mají rostliny rády vodu z vodovodu? Nemají, protože obsahují chlor, který je pro ně škodlivý. Můžeme vidět, jak si rostlina vodu ve svém těle rozvádí? Můžeme. Když do vázy kápneme trochu barviva, můžeme postupně vidět, jak 161

rostlina tuto kapalinu rozvádí do svých listů nebo květů. Proč mají kaktusy ostny? aby se bránily pozření žíznivými zvířaty například na poušti.

ZÁVĚR: Závěrečným výstupem nám budou data, jevy, děje, která budeme během pokusů sledovat a zapisovat do grafů a tabulek a to: Závěrečné hodnocení pokusu: prezentace výsledků bádání. Časová dotace: 10 minut hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. nejlepší týmy dostanou odměnu.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č. 5 8.5. PRACOVNÍ LIST Č. 5 -DETEKTIVNÍ PÁTRÁNÍ PO STOPÁCH PŮVODU POTRAVIN A Z ČEHO VZNIKLY 8.5.1. Poučení a seznámení dětí o složitosti produkce potravin, o jednotlivých krocích a důležitosti a hodnotě půdy jako primárního zdroje pro produkci prakticky veškerých potravin.

cíl: seznámení dětí se složitostí produkce potravin a s důležitostí ochrany půdy jako primárního zdroje potravin cílová skupina: žáci středních škol vzdělávací obory: biologické praktikum, biologie čas: 4 vyučovací hodiny průřezová témata: ekologie, ochrana prostředí/ochrana rostlin, biologie, lesnictví, environmentální výchova pomůcky: tužky, pastelky, papír, konkrétní potraviny přístup k internetu nebo do knihovny použité termíny: půda, rostlinná výroba, živočišná výroba úvod: vlastní cvičení je založeno na analýze původu potravin. je potřebné myšlenkově se propracovat od finálního produktu, například mléka nebo mléčného výrobku, k mezi producentovi, tedy skotu, jeho zdroji potravy – zelené hmotě – píci a poukázat na primární zdroj pro produkci této zelené hmoty, tedy půdu 162

Pokyny pro učitele

postup: 1. seznámení žáků se všemi modifikacemi půdy zapříčiněnými lidskou činností 2. seznámení žáků se zemědělsky obhospodařovanou půdou 3. seznámení žáků s půdou znehodnocenou lidskou činností (tzn. brownfields) a zda je možné tuto půdu navrátit do přirozeného stavu 4. seznámení s nezastupitelnou úlohou půdy pro produkci potravin 5. pokus – praktické cvičení, které se odhalí jednotlivé dílčí články v produkci konkrétní zvolené potraviny 6. shrnutí – z pokusu vyplyne klíčová úloha půdy pro produkci potravin pokus: skupina žáků si vybere konkrétní potravinu, u které zjistí, jakým způsobem byla vyrobena z primárních surovin (sleduje její vývoj od primárních zdrojů do finální podoby). Příklad: kobliha/buchta mouka

vejce

máslo

mléko

marmeláda

obilí

slepice

mléko

kráva

cukr ovoce

půda

hmyz+tráva kráva

tráva

cukr.řepa

org.zbytky půda tráva

půda

PŮDA

půda

půda

PŮDA

ŘEŠENÍ: na začátku prakticky produkce potravin je půda. z toho vyplývá její důležitost a nezastupitelná úloha pro veškerou produkci potravin.

ODPOVĚDI NA OTÁZKY „OTÁZKY K ZAMYŠLENÍ“: které potraviny mají nejsložitější původ? ty, které obsahují nejvíce složek a nebo postupují složitější průmyslové zpracování. jsou i nějaké potraviny, které nepotřebují ke svému vzniku půdu? jsou to pouze potraviny, které lze vypěstovat hydroponicky – není zde potřebná půda, pěstují se v živném roztoku, např. rajčata. kolik půdy se považuje za dostatečné pro uživení jednoho člověka? 0,3 ha. je rozdíl v tomto potřebném množství, jestli člověk jí obilí a zeleninu nebo když jí i maso? člověk, který jí maso, potřebuje pro svou obživu několikanásobnou plochu půdy ve srovnání s člověkem živícím se pouze rostlinnou stravou. (podrobnější informace lze nalézt na internetu). 163

jsou místa na světě, kde na stejné ploše jako u nás žije i stonásobek obyvatel? bude pro ně do budoucna dostatek půdy, aby si mohli vyprodukovat potravu? ne, protože hustota osídlení v některých částech světa je vyšší, než minimální plocha půdy, potřebná k vypěstování potravin pro osídlení v dané oblasti. pomocná statistická data: potřebná plocha zemědělské půdy pro uživení jednoho člověka je 0,3 ha. současná plocha zemědělské půdy v čr připadající na jednu osobu je 0,4 ha. hustota zalidnění v čr je 133 osob na km2. hustota zalidnění v zemích východní asie je tisíc až několik tisíc lidí na km2. (další data je možné získat např. na serveru wikipedie). závěr: prezentace výsledků bádání. hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejzdařilejší prezentaci. nejlepší týmy dostanou odměnu.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č. 6 8.6. KDE SE VZALO, CO MÁME NA TALÍŘI ANEB S DETEKTIVEM ZA PŮVODEM POTRAVIN. 8.6.1. SLEDOVÁNÍ CESTY POTRAVIN OD ZDROJE A MÍSTA PŮVODU AŽ K FINÁLNÍMU KONZUMENTOVI. Cíl: -seznámení dětí se složitou cestou potravin od jejich vzniku až k nim domů, - objasnění kladů a záporů importovaných a místních zdrojů potravin. - seznámení s hodnotou potravin, lidské práce a hodnotou a důležitostí vlastních lokálních zdrojů. Cílová skupina: II. stupeň ZŠ V rámci předmětů: přírodopis, přírodověda, přírodovědné praktikum Rozsah: 2 vyučovací hodiny Použité termíny: potraviny, lokální zdroje, znečištění životního prostředí, chemické látky v potravinách. Potřebné znalosti/informace: obecné Poznámka: Práce ve dvojicích, samostatná práce po jednotlivcích Pomůcky a přístroje: tužky, pastelky, papír, konkrétní potraviny případný přístup k internetu nebo do knihovny Bezpečnost: bez rizik_____________________________________________

164

Pokyny pro učitele

MOTIVACE: děti se zahrají na cestovatele a detektivy. budou pátrat, kde a jakým způsobem vznikly potraviny, které mají na stole, případně odkud byly dovezeny. přitom se leccos dozví nejen o místech u nás, ale i o cizích krajinách. Postup:Aktivitu uvedeme příběhem o malém černouškovi. „ Malý černoušek musí v daleké Jižní Americe celý den trhat banány, aby si vydělal na svou obživu. Aby se mohly dopravit lodí až do Evropy, musí se nejprve ošetřit chemickými látkami, aby se cestou nezkazily.“ Řešení k otázkám „Přemýšlej!“ Otázka: Dozrají během cesty banány i bez slunce než doputují do obchodu v Evropě, kde si je lidé koupí? (Odpověď: Ano, v ochranné atmosféře, za správné teploty, přibližně 16°C dozrají do žluté barvy právě než doputují ke spotřebiteli). Otázka: Proč se musí banány trhat zelené? (Odpověď: Protože by se nedaly na takovou vzdálenost dopravovat). Úkol: 1. Výtvarně vyjádři cestu banánů do Evropy. 2. Vymysli k barevným obrázkům příběh. Poznámka: Děti si mohou zvolit jakoukoliv potravinu, která je do ČR dovezená a výtvarně ztvárnit její příběh… Závěr: Prezentace výtvarných prací, příběhů. Časová dotace: 3 minuty na každou prezentaci Závěr/ obměna: Diskuze ve škole na téma, které potraviny by děti měly na talíři raději – ty domácí nebo dovezené a proč?

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č. 7 8.7. MAJÍ ROSTLINY RÁDY SPOLEČNOST? 8.7.1. STUDIE VLIVU HUSTOTY POROSTU NA RŮST A VÝNOS ROSTLIN – SLEDOVÁNÍ RŮSTU A HOSPODÁŘSKÉHO VÝNOSU ROSTLIN V ZÁVISLOSTI NA HUSTOTĚ VÝSADBY

Cíl: Porovnání růstu a kondice rostlin v závislosti na hustotě výsadby Cílová skupina: Pro žáky 6. – 9. ročníku základní školy, víceletá gymnázia V rámci předmětů: Biologie, Biologické praktikum

165

Pokyny pro učitele

Rozsah: 1 výukový den + měsíc Metoda: terénní modul Pomůcky: 6 stejných a dostatečně velkých květináčů, pěstební substrát, voda, sadba/např. ředkvička, salát, hořčice, řeřicha apod., odměrka, podmisky, metr, digitální váha, popisovače Volitelné pomůcky: pro obrazovou dokumentaci fotoaparát, počítač Použité termíny: hustota populace Potřebné znalosti/informace: základní přehled o ekosystémech a potřebách rostliny Poznámka: Práce ve skupinkách – společné hodnocení dosažených výsledků a zaznamenaných pozorování v tabulkách. Bezpečnost: bez rizik________________________________________________ Motivace: Jak se cítíte sami ve velké místnosti? Jak se cítíte v místnosti plné lidí? Jistě se cítíte rozdílně a také se v daných místnostech tak chováte. Dnes a během jednoho celého měsíce se zkusíme přesvědčit, jak je to s životním prostorem u rostlin. Zda potřebují ke svému životu malý nebo velký prostor, jak se zde chovají, rostou a co ovlivňuje jejich životy na dané ploše. Dané poznatky jistě budeme moci využít při pěstování plodin na svých zahrádkách. Postup: 1. Do květináčů nasypeme zeminu a rozdělíme si je následovným způsobem. 2. Do květináče č.1 nasadíme rostliny podle doporučení na obalu se semeny. 3. Do květináče č.2 nasadíme semena s dvojnásobnou hustotou semen. 4. Do květináče č.3 použijeme čtyřnásobnou hustotu semen. 5. Do květináče č.4 použijeme hustotu normální, tedy doporučenou, avšak nasázíme střídavě rostliny s velmi odlišným růstem (například řeřichu a salát). Odpovědi na otázky „Přemýšlej“: Co rostliny potřebují k životu? Teplo, vodu, světlo, živiny Čím se jednotlivé druhy rostlin liší v těchto požadavcích? Podle toho z jakého jsou stanoviště. Rostliny na poušti potřebují méně vody než rostliny rostoucí u vody. V jaké vzdálenosti od sebe typicky rostliny rostou v přírodě? - je to značně individuální. Některé rostliny vyžadují dokonce společenství jiných, protože se pak mohou lépe vzájemně podporovat či chránit. Které rostliny jsou nejcitlivější na příliš hustou výsadbu? - je to opět individuální, v závislosti požadavků na zdroje světla a živin a jejich dostupnost v daném místě. - můžeme dětem vysvětlit tzn. alelopatické vlastnosti rostlin (některé rostliny nedovolí, aby rostly v jejich blízkosti jiné…např. jabloň brání vyklíčení semen, ořešák – blokuje růst ostatním rostlinám látkami, které vylučuje kořeny a nebo ze spadaného listí

166

Jaký dopad má přílišná hustota výsadby na jednotlivé rostliny? - soupeří o zdroje, tedy o vodu, teplo, živiny Závěr: Veškeré změny v růstu zapisujeme pečlivě v průběhu pokusu a na závěr vytvoříme grafy a tabulky o množství rostlin v jednotlivých květináčích o jejich velikostech, také prozkoumáme, jaký mají kořenový systém a posoudíme množství vytvořené biomasy v jednotlivých květináčích. Pokus můžeme rozšířit o aplikaci hnojiv. Celý experiment můžeme doplnit dokumentárními fotografiemi jednotlivých květináčů. Třídění záznamů v grafech a tabulkách. Prezentace výsledků bádání. Časová dotace: 10 minut Hodnotící komise – pedagog a dva spolužáci vyberou nejlépe zdařilou prezentaci, nejlépe zpracované výsledky. Nejlepší týmy dostanou odměnu.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č. 8 8.8. CO SE SKRÝVÁ POD ZEMÍ? 8.8.1. POZNÁVÁNÍ VARIABILITY PODZEMNÍCH ČÁSTÍ ROSTLIN A ODHADOVÁNÍ JEJICH VLASTNOSTÍ A MOŽNOSTI VYUŽITÍ.

Vzdělávací cíl: Poznávání nadzemních částí rostlin Cílová skupina: žáci 2. stupně ZŠ V rámci předmětů: přírodopis, přírodovědné praktikum, biologická praktika, Rozsah: 1 – 2 vyučovací hodiny Použité termíny: půda, půdní ekosystém Potřebné znalosti/informace: obecné Poznámka: Práce po skupinkách Pomůcky a přístroje: lopatka nebo rýč, papíry, tužka, případně pastelky, atlas rostlin, botanický klíč k určování rostlin. V hodině VV – rudka, inkoust, pero. Volitelné pomůcky: fotoaparát, videokamera, iPad Metoda: práce v terénu Bezpečnost: bez rizika ________________________________________________________________ Postup: 1.Uvedení do problematiky o půdě Určitě bychom neřekli, že části rostlin, které skrývá půda, jsou tak zajímavé. Někdy možná i více než ty, které vidíme nad zemí. Není ani divu, že spoustu z nich lidé

167

Pokyny pro učitele

v daleké minulosti vyhledávali jako potravu.“ 2.Motivace: Žáci si představí, že se narodili o tisíc let dříve, kdy lidé i u nás museli hledat nejen nad zemí, ale i pod povrchem něco, co by jim sloužilo k obživě. Je jisté, že v dávné minulosti museli hledat rostliny s velkými kořeny, hlízami nebo oddenky a poté už vše bylo na jejich zkušenosti, moudrosti, co zhodnotili jako jedlé či nikoliv. Úkol: 1. Děti se vydají s učitelem na vycházku do přírody. Nejlepší místo pro takové zkoumání je bohatě porostlá louka nebo světlý les s podrostem. 2. |Rozdělení do skupin, nejlépe po 2-4. 3. Každá skupina si v terénu vybere rostliny podle své volby. Pak se pokusí co nejšetrněji vyrýt její část, která se skrývá pod zemí. Pečlivě ji očistí nebo omyje. 4. Úkolem je buď sami nebo s pomocí učitele identifikace typu kořenové soustavy. 5. Po důkladném prozkoumání mohou děti zjišťovat, zda by jim hodila na jejich talíř a vyvodit závěry nebo si děti mezi sebou mohou udělat soutěž o nejpěknější kresbu či hodnotit snahu o co nejvěrnější realistické ztvárnění. Variace: kořeny vysušíme či vylisujeme mezi archy papíru, vytvoříme půdní herbář rostlin pro ostatní spolužáky. Obměna: zkusí děti společně s učitelem odhadnout, které z rostlin kdysi v dávné minulosti mohly sloužit k obživě a zjistit, zda tomu případně tak bylo, případně se doma zeptají svých babiček a prababiček, co se za starých dob jedlo či nikoliv. Odpovědi na otázky „Přemýšlej“: Na co mají rostliny cibule a oddenky? - ukládají tam zásobní látky pro přežití v období klidu a pro příští sezonu Co se stane, když se část oddenku ulomí? - většinou je to nejjednodušší způsob, jak rostlinu namnožit - vznikne tím většinou nový individuální života schopný jedinec Na čem záleží délka kořenů? - na dostupnosti spodní vody a vlastnostech podloží. Jaké rostliny najdeme na mokrých nebo zaplavených místech a jaké spíše na místech suchých? Mokrá místa – ve vodě rostou rostliny, které jsou schopné aspoň určitou zelenou částí plavat na hladině, aby mohly provádět fotosyntézu (leknín, stulík) Suchá místa – rostliny s dužnatými nebo chlupatými listy Závěr: Výstupem nám budou dětmi vytvořené kresby, které vystavíme s popisy jednotlivých druhů rostlin a typy kořenů na nástěnku, případně uděláme výstavku vytvořených položek v půdním herbáři.

168

Na závěr si můžeme společně z našich poznatků vytvořit tabulky s rostlinami, které jsou z nalezených rostlin jedlé i dnes, či které bychom si na jídelní stůl nedali a proč.

METODICKÝ LIST K PRACOVNÍMU LISTU Č.9

Pokyny pro učitele

8.9. ŽIVOT V PŮDĚ – PRACOVNÍ LIST PRO 1. STUPEŇ ZŠ 8.9.1. POZNÁVÁNÍ ZÁKLADNÍCH CHARAKTERISTIK PŮDY A ŽIVOTA V NÍ, POCHOPENÍ VZTAHU LOKALITY A JEJÍHO OSÍDLENÍ ŽIVOČICHY A ROSTLINAMI, POZNÁVÁNÍ VÝZNAMU PŮDY V EKOSYSTÉMU A PRO VÝŽIVU Vzdělávací cíl: - vytvoření odpovědného vztahu dětí k půdě - podpora jejich zvídavého potenciálu - schopnost posouzení místa a terénu a jejich hodnoty pro lidské činnosti. - zkoumání odlišnosti jednotlivých druhů půd. Poznámka: Celý pokus může být pojat v návaznosti na předchozí pokusy jako badatelská hra, přírodovědědná expedice. Cílová skupina: žáci 1.stupně ZŠ (4. – 5. ročník) V rámci předmětů: prvouka, přírodopis, přírodověda Rozsah: 2 – 3 vyučovací hodiny Použité termíny: půda, ekosystém,ochrana půdy, zemědělství a produkce potravin Potřebné znalosti/informace: obecné Poznámka: Práce ve dvojicích, skupinová práce Pomůcky a přístroje: bílý arch papíru nebo folie, sítko, lopatka, sklenice, PET láhev, štítky, popisovače, lupa, lžíce, odměrka, plastové sáčky, tužky, pravítko, klíč k určování půdních živočichů Volitelné pomůcky: kompas, mikroskop, fotoaparát, počítač… Metoda: práce v terénu Bezpečnost: bez rizika, pouze odstranění dna láhve ostrým předmětem provede dospělá osoba __________________________________________________________________ Postup: 1.Motivace Možný způsob realizace: Malá skupina dětí, max. 4-6 jedinců, bude představovat objevitele z jiné planety. Ti dostanou na své domovské planetě informaci, že poté, co jejich civilizace svou činností velmi poškodila svůj domov, své místo k životu, musí ve vesmíru nalézt jinou planetu, která by umožňovala osídlení a dostatek potravy. Dále dostanou informaci, že na vzdálené planetě Země je na jejím povrchu slaboučká vrstva něčeho, co umožňuje, aby tam rostly rostliny a ty byly dál obživou zvířatům a obyvatelům 169

Pokyny pro učitele

oné planety. Jejich úkolem je tuto planetu navštívit, prozkoumat z čeho se tato vrstvička skládá a co v ní a na jejím povrchu žije nebo roste. 2. Realizace: a) Žáci se rozdělí do skupin (nejlépe po 3 dětěch) b) V různých vytyčených místech odebírají vzorky půdy (školní zahrada, hřiště, les, louka..aj) Postup: Děti prosejí vzorky půdy na čistý bílý papír nebo folii, prozkoumají ji lupou a zapisují, případně vyfotografují, jaké druhy živočichů naleznou. Stejně tak mohou část půdy zalít v nádobě vodou a pozorovat, které živočichy voda vyplaví na hladinu. Poznámka pro učitele: Pokud bude půda sbírána za stejných klimatických podmínek a ne po dešti, mohou děti provést i pokus, kolik vody je půda schopna absorbovat a podržet. Na tento účel si upraví PET láhev a to tak, že uříznou její dno, otočí ji dnem vzhůru, do uzávěru vloží tkaninu nebo trochu buničiny, láhev naplní zeminou a zalijí ji vodou. (Upozornění - pro všechny vzorky a láhve použijí stejné množství zeminy i vody) Když odšroubují uzávěr, voda z láhve vyteče. Změřením vyteklého množství zjistí, kolik vody zůstalo v zemině vázáno a následně prozkoumají, jak se kvalita a druh půdy liší množstvím vázané vody. V dalším pokusu mohou zjistit, zda voda obsahuje alkalické horniny nebo je výrazně kyselá. Na tento pokus mohou v případě velmi alkalických hornin jako vápenec použít obyčejný kuchyňský ocet, který bude s vápencem reagovat šuměním a uvolněním CO2, jinak mohou použít běžné ph papírky, jež ponoří do zbytkové kapaliny, která bude vytékat z uzávěru po pokusu s absorpcí vody v půdě. Upozornění pro učitele: Po skončení pokusu veškerý materiál děti zpět zanesou do přírody, nebudou jej vyhazovat do odpadkového koše, protože se tak budou učit úctě ke všemu živému a také pořádku.

Odpovědi na otázky „Přemýšlej“: Kolik mikroskopických organismů může obsahovat jedna lžička hlíny? - desítky milionů Jaké nejmenší a největší živočichy můžeme v půdě nalézt? - od mikroskopických hub po hmyz, červy nebo dokonce drobné obratlovce V které půdě je nejvíce a ve které nejméně druhů živočichů? - nejvíce: v úrodné a bohatě porostlé porostem - nejméně: v neúrodné poušti nebo stepi Která půda zadrží nejvíce vody a proč? Čím se liší od těch ostatních? - půda s největším obsahem humusu (černozemě, humusovité lesní půdy) Na které půdě můžeme najít nejvíce a na které nejméně druhů rostlin? Čím se tyto

170

Pokyny pro učitele

půdy liší? - nejvíce: na půdách bohatých živinami a humusem je největší druhové zastoupení rostlin - nejméně na písčitých či chudých půdách Jak se liší rostliny rostoucí v půdě se spoustou vody a v půdě suché? - liší se v charakteru olistění, v délce kořenů Má nějaký význam, když je půda porostlá rostlinami, nebo když je bez vegetace? - půda bez vegetace je vystavená erozí Které organismy se začnou objevovat jako první na půdě zbavené porostu? Které na půdě zničené lidskou činností? - mechy a lišejníky, později pionýrské rostliny Odpověď na „Úkol pro koumáky – otázka navíc“: Pokyny pro učitele

Otázka navíc: Co jsou to Brownfields? - půda znehodnocená průmyslovou činností Závěr: 1. Vytvoření tabulek 2. Žáci doplní do tabulek pozorované živočichy 3. Kresba pozorovaných živočichů, identifikace živočichů 4. Dobrovolné: Na případné další vycházce do terénu mohou z pozorované lokality a porostu odhadovat jaká půda se v místě nachází, jaká je orientace ke Slunci, resp.světovým stranám a na jaký účel by se dané místo mohlo použít (pěstování plodin, hřiště, skládka aj.) 5. Prezentace před spolužáky 6. Hodnocení výsledků 7. Závěrečný výstup: školní nástěnka – výstava obrázků

171

Učební texty pro popularizátory vědy

Recommend Documents