Zemědělské systémy II. – Rostliny: přednášky
Charakteristika současného tržního zemědělství Základní snahou současného hospodaření na půdě, by mělo být setrvalé zemědělství. Mottem setrvalého zemědělství je, že nevyčerpává půdu, ani neochuzuje lidi. Obecně se uvádí, že setrvalé zemědělství je zemědělství, které je ekologicky únosné, ekonomicky přijatelné, sociálně spravedlivé a humánní.
Úloha rostlinné produkce - Zabezpečení kvalitních potravin (25% rostlinné produkce pro výživu obyvatel) - Produkce krmiv a steliv pro ŽP (většina RP) - Suroviny pro průmysl - Produkce rostlin jako obnovitelný zdroj energie - Tvorba, údržba a ochrana krajiny - Sociální a osídlovací funkce pro venkov Zajištění potravinářských, krmných a průmyslových surovin. U všech hlavních produktů je české zemědělství schopno zajistit domácí spotřebu vlastní produkcí při srovnatelných nákladech se zeměmi EU. Rostlinná produkce vytváří současný i budoucí charakter krajiny, podílí se na estetických prvcích krajiny spolu s lesnictvím, urbanistikou aj. Rostlinná produkce spolu s dalšími odvětvími zemědělství přispívá k ekologické stabilitě prostředí (podle způsobu hospodaření ji může zvyšovat, udržovat i narušovat, např. eroze).
Trendy (celosvětové) - Růst světové populace (roční přírůstek o 1,3 %, tj. 85 - 90 milionů). - (Každých 12 let se počet obyvatel zvyšuje o 1 miliardu.) - Silný ekonomický růst v rozvojových oblastech – stoupající nároky na světový obchod s potravinami. - Změny spotřebitelských zvyklostí v rozvojových zemích. - Úbytek zemědělské půdy ve světovém měřítku. - Úbytek přirozených zdrojů lidské výživy – ryby. - Setrvalý pokles dynamiky růstu hektarových výnosů. - Zvyšování frekvence okrajových meteorologických situací a anomálií (většina produkce potravin v zemích mírného pásu závisí na stabilitě klimatu). Dle německé nadace - Světové obyvatelstvo - říjen 2011 – 7 miliard obyvatel - 2050 – 10,6 miliardy - spotřeba potravin poroste – v roce 2050 o 70 % Je reálné tolik potravin vyrobit?
Vodní eroze na svažitém pozemku Dnes řeší standardy GAEC I. a II. v rámci Cross Compliance Úloha rostlinné produkce Může spočívat i v produkci rostlin jako trvale obnovitelných zdrojů energie (energetické plodiny). Možnosti využití energetických plodin - Cukernaté a Škrobnaté plodiny – etanol - Olejniny – paliva (MEŘO, RO), maziva - Biomasa – spalování - Biomasa – bioplyn Úloha rostlinné produkce Zemědělství, tedy i rostlinná produkce má funkce: - produkční - mimoprodukční Rostlinná produkce - charakteristika Biologický charakter produkčních procesů - vazba na půdu – základní výrobní prostředek, jehož kvalita se při vědecky podloženém hospodaření může zlepšovat - vliv podnebí a počasí (vliv ročníku) – kolísání výnosů (potřeba vytváření rezerv) - delší výrobní cyklus - sezónnost
-1-
1. Ekologické zemědělství je biologicky a ekologicky vyvážený agroekosystém ve kterém je zakázáno používání minerálních hnojiv a syntetických pesticidů, snaha o využívání lokálních a obnovitelných přírodních zdrojů 2. Konvenční zemědělství agroekosystém charakteristický používáním průmyslových hnojiv a syntetických pesticidů, vedený pro ekonomicky nejvýhodnější produkci 3. Integrované zemědělství agroekosystém, který je charakterizován integrací dostupných technických, biologických, chemických a ekologických poznatků. Spojující článek mezi konvenčním a ekologickým hospodařením. Naplňuje podmínky setrvalého zemědělství (Sustainable Agriculture).
ROSTLINY ROZDĚLUJEME PODLE DÉLKY ONTOGENEZE - Jednoleté o jarní o ozimé o přesívkové - Dvouleté - Víceleté Způsoby hospodaření v zemědělství - Ekologické zemědělství - Konvenční zemědělství - Integrované zemědělství - a jiné -2-
Vývoj výměry zemědělské půdy v ekologickém zemědělství ČR
Precizní zemědělství Systém GPS (družicová navigace) Princip: optimalizace vstupů do rostlinné produkce - Diferencovaný přístup k pozemku - Výnosová mapa o informace o pozemku o informace o porostu o informace o výnosu (poskytuje sklízecí mlátička) - Tvorba aplikačních map (např. hnojení, pesticidy)
Podíl jednotlivých kultur na celkové výměře ekologického zemědělství (%)
Pojmy - Hlavní plodina - Meziplodina - Podsev
-3-
-
1 ha 1 ha = 100 ar = 10 000 m2 1 ar = 100 m2
Fotbalové hřiště pro mezinárodní zápasy má plochu přibližně 2/3 hektaru. Václavské náměstí v Praze má rozlohu přes 4 hektary (zhruba 682×60 m). Celé Česko má rozlohu téměř 7,9 milionu hektarů.
Hlavní - potravinou světa: rýže - bílkovinou plodinou světa: sója - krmnou plodinou světa: kukuřice - luštěninou světa: fazol - olejninou světa: palma olejná - cukrodárnou plodinou světa: cukrová třtina - okopanina světa: brambor
Hospodářský výnos (úroda) - posklizňové zbytky OBILNINY Poskytují suché plody (obilky) s 13 – 15 % vody, s dobrou skladovatelností. Označujeme je jako glycidové zrniny. Poměr glycidů a bílkovin je cca 5:1. Vedlejším produktem je sláma. Význam obilnin 1. Mnohostranná využitelnost, hlavní složka lidské potravy 2. Surovina pro potravinářský průmysl-výroba lihu, škrobu, sladu 3. Krmivo pro živočišnou výrobu 4. Využitelný vedlejší výrobek 5. Agrotechnický význam 6. Příznivá rentabilita pěstování 7. Vysoká koncentrace sušiny a její snadná dlouhodobá skladovatelnost Botanická a biologická charakteristika obilnin Čeleď: lipnicovité (Poaceae), rdesnovité (Polygonaceae), laskavcovité (Amaranthaceae)
Skupiny plodin - Obilniny - Olejniny - Luskoviny - Okopaniny - Přadné rostliny - Chmel - Energetické plodiny Hlavní plodiny - Hlavní plodiny světa na orné půdě (jsou sestupně) o kukuřice, střídavě rýže a pšenice, sója - Hlavní plodiny EU (jsou sestupně) o kukuřice, pšenice, ječmen, řepka - Hlavní plodiny ČR (jsou sestupně) o pšenice, ječmen, řepka, kukuřice
Obilniny podle botanického zatřídění patří do čeledi lipnicovitých, výjimku činí pohanka, která patří do čeledi rdesnovitých a laskavec, který patří do čeledi laskavcovité. Jednoleté rostliny ozimé i jarní formy Obilniny – rostliny Obiloviny – produkt, zrno Plodem je obilka Obilniny rozdělujeme podle morfologických a fyziologických vlastností do dvou skupin: - obilniny I. skupiny – pšenice, žito, ječmen, oves, triticale - obilniny II. skupiny – kukuřice, proso, čirok, bér - mohár, čumíza, rýže, pohanka, laskavec
-4-
Kvalita jarního ječmene - jen žádané odrůdy (pivovary – Prestige, Jersey, Tolar, Malz, Bojos, Sebastian) - Klíčivost nad 92 % - Obsah N-látek 10,0 - 11,5 % (12 jen některé odrůdy) - Přední zrno (síta 2,5 x 22 mm) nad 90 % - NE mykotoxiny Poddruhy kukuřice - Kukuřice obecná - Kukuřice koňský zub - Kukuřice pukancová - Kukuřice cukrová Okopaniny - Bulevnaté (zásobní orgán – bulva) - Hlíznaté (zásobní orgán – hlíza) - Plodové
Pramen: Situační a výhledová zpráva Obiloviny MZe (Prosinec, 2013)
Širokořádkové plodiny Hluboká příprava půdy (26-32 cm) Kultivace za vegetace Hnojené hnojem
1. -
Triticum aestivum L. (Pšenice setá) V ČR cca 90 % z pšenic V EU z 22,7 mil. ha (cca 86 %) Je jarní i ozimá
Bulevnaté cukrovka, řepa krmná, řepa salátová, čekanka, mrkev, tuřín, vodnice, kapusta Hlíznaté brambor, topinambur, maniok, batát, jam, taro
2. -
Triticum durum Desf. (Pšenice tvrdá) super osinatá (vouska) V ČR max. desítky hektarů V EU cca 14 % z výměry pšenice EU výnosy pšenice obecné 5,95 t/ha, pšenice tvrdé 2,24 t/ha Převážně jarní formy Pro suché a teplé oblasti, tj. Itálie, Řecko, Portugalsko, Španělsko, Francie Špagety a jiné těstoviny
Hlíznaté okopaniny - Brambor hlíznatý – Solanum tuberosum L. - Topinambur – Helianthus tuberosus L. - Batáty - Maniok - Jamy - Taro
3. -
Triticum spelta L. (Pšenice špalda) Hlavně ozimá Vhodná pro ekologické zemědělství Vysoký podíl lepku (38 – 42 %, tvrdá 30 – 38 %, setá 23 – 28 %) V ČR max. stovky hektarů V EU (především Německo) tisíce hektarů
Topinambur - Čeleď: hvězdnicovité Hlíznaté okopaniny - Brambor hlíznatý – Solanum tuberosum L. - Baláty
Ječmen - Ječmen sladovnický (jarní a dvouřadý) - Ječmen krmný (víceřadý a ozimý)
-5-
Brambory - pochází z Jižní Ameriky, do Evropy byly přivezeny roku 1565, ale běžněji se konzumovaly až od poloviny 18. století. - Pěstitelská plocha v ČR: 30 000 ha (pokles ze 400 000 ha v 80. letech) - Výnos hlíz: rané (cca 18 t.ha-1), pozdní (27 t.ha-1) - Spotřeba brambor v ČR: 62 kg na osobu/rok Význam a využití brambor 1. Důležitá potravina - plní tři funkce: a. objemovou - dostatečný objem stravy, b. sytící - obsah sacharidické složky, c. ochranou - obsah vitamínů a minerálních látek 2. Průmyslová surovina - zpracování na škrob (líh); v EU máme přiděleno 33 tis. t škrobu 3. Významná zemědělská plodina - vysoký výnosový potenciál, příznivé působení v osevním postupu 4. V některých zemích významné krmivo hospodářských zvířat Užitkové směry brambor 1. Sadbové 2. Konzumní a. rané (do 30.6.) b. ostatní konzumní 3. Pro výrobu potravinářských výrobků (smažené, sušené, mražené) 4. Průmyslové (zpracování na škrob a líh) 5. Krmné Hlíza - zdužnatělý konec stolonů (stonkového původu)
Tloustnutí konce stolonů - tvorba hlízy:
Odrůdy: - Keřkovské rohlíčky, Rosella, Lenka - Žlutomasá konzumní odrůda, Průmyslová odrůda s bílou dužninou - Valfi, Ditta Nákupní ceny brambor - rané (časový průběh ceny) - ostatní konzum (dle nabídky a poptávky) Předkličování sadby: 1. nakličovat začínáme 5-6 týdnů před výsadbou 2. sadbové hlízy ukládáme do lísek, bedýnek a zajistíme přístup světla 3. zajistíme teplotu 10-18 °C Rozdělení konzumních brambor podle varných typů - Typ A - lojovité hlízy s pevnou konzistencí, vhodné jako salátové - Typ B - polomoučnaté hlízy, vhodné jako přílohové - Typ C - moučnaté hlízy, vhodné na kaši a potravinářské výrobky (lupínky, hranolky) - Typ D - silně moučnaté hlízy nevhodné pro lidský konzum Označování brambor obchodníky !!! Technologie pěstování brambor Požadavky na prostředí Konzumní brambory se dají pěstovat ve všech výrobních oblastech ČR. Typicky bramborářské jsou lehčí až středně těžké půdy s dobře propustnou spodinou slabě kyselou půdní reakcí pH 5,5 až 6,5 s dobrou úrovní staré půdní síly. Nejstabilnější výnosy jsou dosahovány v bramborářské výrobní oblasti s ročními srážkami 680 - 800 mm. Zařazení do osevního postupu Brambory jsou po sobě snášenlivé, ale neměly by se zařazovat na stejný pozemek dříve než čtvrtým rokem (nebezpečí zamoření chorobami a háďátkem bramborovým). Volba odrůdy Velmi rané – Impala, Rosara, Adora Rané – Karin, Dali, Marabel Polorané – Ditta, Orlando, Rosella Polopozdní až pozdní – Bionta, Valfi
-
tvar hlíz: kulovitý, kulovitooválný, dlouzeoválný, ledvinkovitý, rohlíčkovitý
Výsadba – termín - Optimální vlhkost půdy - Teplota půdy v hloubce výsadby má být při sázení o neprobuzené hlízy nad 8 °C o u narašené sadby stačí 6 - 7 °C - podle oblastí od 20. dubna do 15. Května
-6-
Vláčení
Sklizeň Sklízíme jednořádkovými nebo dvouřádkovými sklízeči, případně ručním sběrem za vyorávačem. Jednořádkové sklízeče mají výkonnost 0,5 - 3 ha za 8 h (podle typu stroje a jsou vhodné pro výměru 5 - 70 ha. Dvouřádkové sklízeče mají výkonnost 3 - 6 ha za 8 h. -
-
Proorávka (tzv. na slepo)
-
převláčet po zaplevelení před vzejitím pak buď herbicidy nebo do 10 dnů proorat (tzv. naslepo) a další 1-2 proorávky za vegetace u obou směrů nahrnutí před poupaty (zapojením)
Ošetření brambor proti plevelům těsně před vzejitím Preemergentní aplikace herbicidů Před zakrytím řádků hrůbkujeme Mandelinka a mšice (virózy) Plíseň bramborová Kořenomorka, strupovitost Mokré a suché skládkové hniloby
-7-
kombajny, rozdružovače 10-14 dnů větrat, vydýchat, osušit při 15-18°C schlazovat a skladovat při o 4-6°C (konzum) o (sadba) 2-4°C o 7-10°C (chips) před vyskladněním ohřát na 10°C
Cukrodárné rostliny - Cukrová třtina - Cukrovka - Čirok cukrový - Javor cukrodárný - Stevie (usušená je 100x sladší než cukr) - (Kukuřice - izoglukóza)
Rozlišování bulev
Cukrová třtina versus Cukrovka - v posledních letech nárůst vyráběného cukru z cukrové třtiny – 80 % - výroba z cukrové řepy – 20 % - spotřeba cukru o Svět 10 – 60 kg na os. a rok (průměr 21 kg) o EU – 33 kg, ČR – 36 kg Třtinový CUKR Dominuje Jižní Amerika (především Brazílie) a Asie (především Indie a Čína) Tyto regiony se podílí na výsledné produkci 85 % Řepný CUKR Dominuje - Evropa (cca 66 % světové produkce) - Severní Amerika (13 % produkce) - a východní a západní regiony Asie (13 % produkce) Cukrovka - jedna z nejmladších kulturních rostlin - pro produkci cukru se začala cukrovka v českých zemích pěstovat v roce 1831 (cca 177 let) → vznik cukrovarnického průmyslu o (pro srovnáni ječmen a pšenice se pěstují již 6 500 tis. let, od dob neolitu, tj. 4 500-3 000 let před. n.l.) - první řepný cukru byl v Čechách vyroben v roce 1810, na Moravě v roce 1829 - světové prvenství – první kostka cukru na světě byla vyrobena v Dačicích v roce 1841 (bratří Grebnerovi) - Pěstitelská plocha v ČR: cca 62 000 ha (pokles ze 150 tis. ha v 60. letech) - Výnosy bulev: za poslední roky cca 65 t.ha-1 (v 60. letech cca 35 t.ha-1) - Spotřeba cukru na osobu/rok: cca 36 kg - Počet cukrovarů v ČR: 7 (pokles z cca 50 cukrovarů v 60. letech)
Tuřín Vodnice Čekanka Krmná brukev Krmná kapusta Typy osiva řepy 1. Víceklíčkové (2 až 5 plodů v klubíčku) – nutno jednotit 2. Mechanicky upravované (obrušované atd.) 3. Geneticky jednoklíčkové (1 plod v klubíčku) – výsev na konečnou vzdálenost, bez potřeby jednocení 4. Inkrustované 5. Obalované – dodáváno ve výsevních jednotkách (100 000 semen)
-8-
Kompozice obalu osiva cukrovky
Stanovení cukernatosti 1. Refraktometricky o pomocí refraktometru se stanoví refraktometrická sušina, po vynásobení koeficientem 0,83 získáme cukernatost o orientační, lze použít v polních podmínkách 2. Polarimetricky o z řepné kaše (chlorid hlinitý) přesné stanovení, používá se v laboratořích cukrovarů Třídění révového vína (dle skutečné cukernatosti, z které bylo víno vyrobeno) 1. stolní víno (min. 11° cukernatosti NM) 2. zemské víno (min. 14° cukernatosti NM) 3. jakostní víno (min. 15°cukernatosti NM) 4. jakostní víno s přívlastkem (ověření odrůdy, původu a cukernatosti SZPI) a. kabinet (min. 19° cukernatosti NM) b. pozdní sběr (min. 21° cukernatosti NM) c. výběr z hroznů (min. 24° cukernatosti NM) d. výběr z bobulí (min. 27° cukernatosti NM) e. výběr z cibéb (ušlechtilá plíseň šedá či min. 32° cukernatosti NM ) f. ledové víno (skliz. při teplotách -7°C a méně, mošt min. 27 °NM) g. slámové víno (hrozny musí být skladovány na slámě či rákosu, nebo zavěšeny ve větraném prostoru min. 3 měsíce, mošt min. 27° NM)
Typy odrůd cukrovky 1. Výnosový (16 - 18 % cukernatost) 2. Normální (18 % - 19 % cukernatost) 3. Cukernatý (nad 19 % cukernatost)
Luskoviny Poskytují suchá semena (13 - 15 % vody), dobře skladovatelná. Pro vyšší obsah bílkovin (22 - 40 %) jsou označovány jako bílkovinné zrniny.
Sklizeň 1. od poloviny září do 15.11. 2. OK min. 16 % cukru II F:
1. Ořezání a rozmetání drtě z chrástu 2. Vyorání a naložení bulev
I F:
Ořezání, rozmetání, vyorání, naložení do zásobníku
Meziskládka u pole, transport Skladování (zakrývání slámou): 1 den= -0,19 % cukru Sklízeče cukrovky 6 řádkové sklízeče se zásobníkem Cukr 1925 ČR 15 % světové produkce cukru (nyní?) Biolíh (Bioetanol, Agroetanol)
STAVBA ROSTLINY • úponkové • listové Hlízkové bakterie - fixace vzdušného dusíku Rhizobium Biologická fixace dusíku luskovinami Symbióza s bakteriemi z rodu Rhizobium, které žijí volně v půdě. • bakterie poskytují rostlinám vzdušný dusík • rostlina poskytuje energetický zdroj v podobě glycidů -9-
Hrách setý (Pisum sativum L.) (polní, dřeňový, cukrový, rolní - peluška) Fazol obecný (Phaseolus vulgris L.) Lupina bílá Čočka jedlá Hrachor setý Sója luštinatá Cizrna beraní (Cicer arietinum L.) Vikev setá Bob obecný
Plody olejnin
Olejniny Čeleď: Brukvovité • Řepka olejná (40 - 50 %) • Řepice (38 - 40 %) • Hořčice bílá (40 - 50 %) • Hořčice sareptská (30 – 40 %) • Hořčice černá (24 – 38 %) • Hořčice habešská (40 – 42 % • Ředkev setá (38-50 %) • Katran habešský (30-45 %) • Roketa setá (24-35 %) • Lnička setá (33-42 %) Zdroje oleje Semeno – řepka, krambe, sója, sezam, podzemnice olejná Nažka – slunečnice, saflor, bavlník, konopí Dužnatá peckovice – oliva, palma olejná Olejnatost a složení mastných kyselin vybraných olejnin Druh
Repka Slunecnice Mák Sója Len Kukurice Oliva
Olejnatost (% v sušine)
45-48 41-45 40-46 12-25 28-44 40-50 25-50
Nasycené mastné kyseliny C 16:0 – kyselina palmitová C 18:0 – kyselina stearová
Mastné kyseliny (%) C 16:0
C 18:0 C 18:1
C 18:2
C 18:3
C 22:1
4-5
0,1-1
23-40
24-31
10-15
0-5
3-7
2-3
32-35
55-60
0-1
-
5-11
1-4
11-30
62-73
-
-
9-17
2-7
16-30
35-60
4-15
-
5-10
2-3
9-27
8-29
45-61
-
8-12
3-4
19-49
34-62
0-3
-
12-13
2-3
21-75
7-11
0,3-0,8
-
Nenasycené mastné kyseliny C 18:1 – kyselina olejová C 18:2 – kyselina linolová C 18:3 – kyselina linolenová C 22:1 – kyselina eruková
Olejniny • produkují suchá semena s průměrnou vlhkostí 8-13 %. • lze je určitou dobu skladovat, hlavní zásobní látkou v semenech jsou rostlinné tuky, které se mohou rozkládat. • vedlejším produktem - zelená hmota na krmení či zelené hnojení (řepka, hořčice aj.). ČR v EU a olejniny • hlavní exportér řepky a extrahovaných šrotů z řepky v EU • hlavní exportér a pěstitel máku na světě • hlavní exportér a pěstitel hořčice bílé v EU • nejvyšší výnosy (společně s Francií) slunečnice v EU - 10 -
Trendy hlavních tuků a olejů světa (upraveno z Oil World 1994/5; 2009/10; 2011/12)
Hořčice bílá • spotřeba na výrobu hořčice: 4 000 tun hořcice bílá, 700 tun hořcice sareptská • z 1 kg semínek = 6 - 6,5 kg hořčice • hořčice plnotučná (z hořčice bílé) • hořčice krémžská (z hořčice bílé a sareptské tmavosemenné) • hořčice orientální (z hořčice sareptské žlutosemenné) • Hlavní strnisková (vymrzající) meziplodina • Osivo i semeno = export cca 90 % produkce Mák setý, Slunečnice roční, Katrán habešský – krambe, Světlice barvířská – Saflór CHMEL - Chmelová hlávka a její části
Řepka olejná • pro všechny oblasti ČR • řepka a mák nereagují na úrodnost půd, ale na pěstitelský systém • kvalita je nižší v nížinách, než na vysočinách • hlavní zlepšující plodina v ČR, náhrada hnoje • tržní využití hlavní exportní artikl RV v ČR • olej (obsah 42 %) • od r.1961 vznik „0“ „bezerukové“ řepky • zbytek (57 %) po extrakci obsahuje 34 % bílkovin (sója 44 %) • „bezeruková“ a nízkoglukosinolátová řepka = „00“ dvounulka - v ČR i SR na 100 % výměry od 1992/1993 • třínulka = „00“ + snížení kyseliny linolenové (nežlukne) Antinutriční látky Kyselina eruková (KE) – způsobuje retardaci růstu a poruchy trávení Glukosinoláty (GSL) – negativně ovlivňují činnost štítné žlázy a toxicky působí na játra Uplatnění řepky na výrobu oleje pro potravinářské účely vedlejší produkt pro krmení zvířat (pokrutiny nebo extrahované šroty) výroba „bionafty“ a další využití v oleochemii a farmacii
1- hlávka (délka 15-35 mm) 2- krycí listen 3- pravé listeny (s lupulinem) 4- nažka 5- vřeténko (8-16 článků) (na jednom článku 4 listeny pravé a 2 listeny krycí)
Vřeténka 1. jemné a pravidelné ušlechtilých odrůd 2. vřeténko hrubších odrůd 3. vřeténko planého chmele
Odrůdy chmele (obsah alfa-hořkých kyselin) • Jemné aromatické (3,3-4,1%): Žatecký, poloraný červeňák, Tettnang, Spalt • Aromatické (3,5-6,5%): Sládek, Golding, Hersbrucker, Perle • Hořké (8-9%): Premiant, Bor, Marynka • Vysokoobsažné (10-15%): Agnus, Magnum, Taurus, Nugget, Target ODBYT CHMELE Hlávkový: žoky (60-70 kg) a hranoly Granulovaný Chmelový extrakt (pro vysokoobsažné chmele) Spotřeba piva 2012: 141 l/rok/obyvatel
- 11 -
vřeténko
