uprawa zbóż w gospodarstwach ekologicznych

Problemy agrotechniczne w uprawach
ekologicznych
Krzysztof Jończyk
IUNG - PIB
Dni z rolnictwem ekologicznym CDR Radom/IUNG –PIB
Puławy 24.06.2010 r
SPECYFIKA PRODUKCJI EKOLOGICZNEJ
Większe wymagania w stosunku do precyzji i terminowości
wykonywania zabiegów agrotechnicznych – dlaczego ?

Wykluczenie stosowania mineralnych nawozów azotowych,
będących źródłem szybko dostępnej formy tego składnika dla
roślin,
- eliminuje możliwość sterowania łanem (oddziaływania w okresie
wiosennym na rozkrzewienie lub rozgałęzianie się roślin
i
intensywność ich wzrostu).

Zakaz stosowania herbicydów wymusza konieczność zwiększenia
zdolności konkurencyjnej łanu w stosunku do chwastów.

Zakaz stosowania zapraw oraz chemicznego zwalczania chorób
zwiększa wymagania w stosunku do zdrowotności i jakości
materiału siewnego.
2
Nakłady pracy
Rolnictwo ekologiczne wymaga wyraźnie większych
nakładów pracy. Gospodarstwa ekologiczne ponoszą, w
porównaniu do gospodarstw konwencjonalnych, większe
nakłady robocizny w uprawie:
zbóż o około 10%;
ziemniaka o 20 - 40%;
warzyw o 30 - 80%;
owoców miękkich o 10 - 20%
Znaczenie płodozmianu w rolnictwie
ekologicznym


PŁODOZMIAN - KLUCZOWY ELEMENT AGROTECHNIKI W
ROLNICTWIE EKOLOGICZNYM
PŁODOZMIAN JAKO KOMPROMIS MIĘDZY ODDZIAŁYWANIEM
CZYNNIKÓW PRZYRODNICZYCH I EKONOMICZNYCH
- zapewnia biologiczne wiązanie azotu, dzięki możliwie dużemu
udziałowi w strukturze zasiewów roślin motylkowatych;
- gwarantuje wzrost żyzności i biologicznej aktywności gleby
poprzez możliwe ciągłe utrzymywanie jej powierzchni pod
okrywami roślinnymi (rośliny wieloletnie, międzyplony);
- ogranicza rozprzestrzenianie się chorób, szkodników i
chwastów, dzięki dużej różnorodności biologicznej uprawianych
roślin (długie przerwy w powrocie tego samego gatunku na dane
pole);
- umożliwia pełne wykorzystanie składników pokarmowych z
gleby poprzez następstwo roślin o różnym zapotrzebowaniu i
różnej zdolności ich pobierania;
- ogranicza wymywanie składników pokarmowych, głównie
azotanów, do wód gruntowych oraz chroni glebę przed erozją;
- zapewnia pokrycie zapotrzebowania posiadanych zwierząt
na paszę w okresie żywienia letniego oraz zimowego;
- pozwala optymalnie wykorzystać sprzęt, jakim dysponuje
gospodarstwo
oraz
warunkuje
możliwie
równomierne
rozłożenie prac w okresie roku;
- zmniejsza ryzyko produkcji dzięki większej jej różnorodności
.
Długość rotacji
wskazane są długie rotacje 5-7 letnie zgodne z zasadą „dany
gatunek roślin plonuje tym wyżej, im rzadziej jest uprawiany na
danym polu”
dobór gatunków (warunki siedliskowe, opłacalność), w strukturze
zasiewów udział roślin nie powinien przekraczać - ziemniaka i
buraka 25-33%, strączkowych 20-25%, zbóż ogółem 50-60%
park maszynowy (różne rośliny - różne technologie – koszty)
Międzyplony
-
wsiewki poplonowe,
poplony ozime,
poplony ścierniskowe
Plonowanie roślin

W rolnictwie ekologicznym uzyskuje się mniejsze plony
niż w konwencjonalnym o 10-40%.
– Różnica jest tym większa im intensywniejsze jest rolnictwo
konwencjonalne.
– Mniejsze różnice w plonach uzyskuje się w przypadku gatunków o
mniejszych wymaganiach nawozowych i słabiej porażanych przez
choroby.

Plony uzyskiwane w gospodarstwach ekologicznych
charakteryzuje duża zmienność w latach.
– Brak możliwości kompensowania dostępnymi metodami
agrotechnicznymi niekorzystnego przebiegu pogody czy błędów w
agrotechnice.
7
Obiekt doświadczalny IUNG –PIB
SD Osiny k/Puław
MONO
INT
KON
EKO
• Gleba: płowa – piasek gliniasty mocny, kompleks żytni b. dobry
• Powierzchnia obiektu doświadczalnego:
- System ekologiczny (EKO) – 5 ha
- System konwencjonalny (KON) 3 ha
- System integrowany (INT) 4 ha
- Monokultura (MONO) 1 ha
Plonowanie zbóż i ziemniaka oraz zmienność plonów
w różnych systemach produkcji (1996-2009)
Systemy produkcji
Lata
Plon (t/ha)
Min/max (t/ha)
V - wsp. zmiennnosci (%)
Plon (t/ha)
Min-max (t/ha)
V - wsp. zmiennnosci (%)
Plon (t/ha)
Min-max (t/ha)
V - wsp. zmiennnosci (%)
EKO
KON
Pszenica ozima
4,35
6,19
3,09/6,18
3,18/7,65
22
18
Jęczmień jary/pszenica jara
3,85
4,25
2,51/4,56
1,35/5,98
25
27
Ziemniak
26,4
16,4/40,6
26
INT
MON
6,55
3,99/8,68
21
4,79
2,14/7,53
28
4,78
3,28/6,71
19
39,4
21,2/56,7
25
Plon ziarna pszenicy ozimej
Czynniki ograniczając plonowanie pszenicy
ozimej w różnych systemach produkcji
(1997-2008)
System produkcji rolniczej
Wyszczególnienie
EKO
KON
INT
MONO
Sucha masa chwastów [g/m2]
(GS 70-75)*
55
13
7
16
Indeks porażenia podstawy
źdźbła
20
28
28
46
Udział roślin z nekrozami na
korzeniach (%)
14
25
23
49
Indeks porażenia liści (l.
podflagowy (GS 58-60)**
56
30
17
36
Wydajność upraw i zmianowań w j. zbozowych
System
produkcji
Zmianowanie
19972001
20022006
20072008
Średnio
ziemniak
Jęczmień / pszenica j.
koniczyna z tr.– I rok
koniczyna z tr. - II rok
pszenica oz.
Średnio
64
38
126
71
43
60
42
72
42
41
92
38
132
81
56
72
39
110
65
47
68
51
80
66
ziemniak
jęczmień / pszenica j.
bobik
pszenica oz.
Średnio
102
48
56
63
80
44
33
65
131
55
39
69
104
49
43
66
67
56
74
66
rzepak oz.
pszenica oz.
Konwencjonalny jęczmień / pszenica j.
Średnio
69
61
47
66
60
37
70
69
50
68
63
45
59
49
54
44
63
57
59
50
Ekologiczny
Integrowany
Monokultura
pszenica oz.
Dobór odmian
Ogólne kryteria doboru odmian:
- mniejsze wymagania siedliskowe (glebowe i nawozowe);
- większa zdolność pobierania składników pokarmowych;
- odporność na choroby (głównie grzybowe);
- większa krzewistość i konkurencyjność w stosunku do chwastów ;
- dobra zimotrwałość zbóż ozimych;
- cechy jakościowe.
13
Plon ziarna odmian pszenicy ozimej
Roma
Zyta
Kobra
Sukces
Korweta
Mewa
Mieszanina odm.
Średnio 7 odmian
Ostka Kaz.
Kujawianka
Wysokolitewka
Orkisz*
2005
4,19
4,65
3,51
4,47
3,34
3,74
2,99
3,84
2,58
2,29
2,03
4,69
Plon ziarna t/ha
2006
2007
3,20
4,76
3,57
4,87
3,09
4,98
3,32
4,35
3,39
4,29
3,14
5,09
3,10
4,94
3,26
4,75
2,38
2,90
2,68
2,88
2,23
2,97
2,04
3,34
NIR (α=0,05)
0,58
0,36
Odmiana
*/ ziarno oplewione
0,37
Średnio
4,05
4,36
3,86
4,05
3,67
3,99
3,68
3,95
2,62
2,62
2,41
3,36
Dawne odmiany
• Owies szorstki
• Żyto krzyca
• Pszenica orkisz
• Pszenica płaskurka
• Pszenica samopsza
15
Uprawa roli
Zadania uprawy roli w rolnictwie ekologicznym:
· zwiększanie biologicznej aktywności gleby i sprzyjanie akumulacji
substancji organicznej w glebie;
· ograniczanie bezproduktywnych straty wody i sprzyjanie jej
gromadzeniu w glebie;
· zmniejszanie nasilenia niektórych chorób i szkodników;
· stwarzanie warunków do uzyskania szybkich i wyrównanych
wschodów roślin;
· ograniczanie konkurencji ze strony chwastów i samosiewów rośliny
przedplonowej;
· zapewnienie dobrego wymieszania z glebą resztek pożniwnych
rośliny przedplonowej i nawozów organicznych;
·
ograniczanie nasilenia erozji wodnej i wietrznej
Uprawa roli zgodna z zasadami:
- PŁYTKIE ODWRACANIE I MIESZANIE ROLI ORAZ GŁĘBOKIE JEJ
SPULCHNIANIE
- ZABIEGÓW UPRAWAOWYCH POWINNO SIĘ STOSOWAĆ TAK DUŻO
JAK TO JEST KONIECZNE ABY STWORZYĆ UPRAWIANEJ ROŚLINIE
KORZYSTNE WARUNKI WZROSTU, A ZARAZEM TAK MAŁO JAK TO
JEST MOŻLIWE
Wpływ równomierności wysiewu na początkowy wzrost roślin
źle
dobrze
taki siew warunkuje:
• większą konkurencyjność zbóż w stosunku do chwastów,
• powoduje, że wszystkie rośliny znajdują się w podobnych fazach rozwojowych,
wówczas można w optymalnych terminach zastosować mechaniczne zabiegi
pielęgnacyjne.
Siew
Jakość materiału siewnego:
-
zdrowotność nasion,
dorodność nasion,
wysoka zdolność i energia kiełkowania,
czystość nasion
Uwarunkowania wysokiej jakości materiału siewnego:
- polowa kwalifikacja plantacji nasiennych;
- zbiór w optymalnych warunkach (pełna dojrzałość, niska wilgotność
ziarna),
-wstępne czyszczenie ziarna przed magazynowaniem (usunięcie nasion i
owocostanów chwastów, plew itp.);
- dobre warunki magazynowania, niedopuszczenie do wzrostu
temperatury i rozwoju chorób grzybowych na ziarnie;
- doczyszczenie końcowe;
19
cm2/roślinę
Wpływ dorodności ziarniaków pszenicy ozimej na
rozkrzewienie oraz powierzchnię liści
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
44,9
44,7
48
50,2
52,8
MTZ [g]
rozkrzewienie pierwszy liść
pozostałe liście
20
Optymalne i dopuszczalne opóźnione terminy siewu
pszenicy ozimej
Uzasadnione jest zwiększenie o około
10% normy wysiewu, przy:
- opóźnionym o 10-12 dni
terminie wysiewu;
- gorszych warunkach
glebowych;
gorszej uprawie
przedsiewnej.
te
w
zalecany wysiew w końcowym okresie
terminów przyjętych jako optymalne
Reakcja na opóźnienie terminu siewu
Zboża ozime – jęczmień, żyto, pszenżyto, pszenica
Zboża jare – owies, pszenica, pszenżyto, jęczmień
Ochrona roślin w systemie
ekologicznym
duże bariery
badawcze wyzwanie
Ochrona roślin
W rolnictwie ekologicznym wszystkie zabiegi agrotechniczne
(płodozmian, uprawa roli, nawożenie naturalne, obsada roślin, dobór
odmian, zasiewy mieszane itp.) są nastawione na kształtowanie
korzystnego stanu sanitarnego gleby i zwiększonej odporności roślin na
choroby i szkodniki
ZRÓWNOWAŻONE NAWOŻENIE
UPRAWA ROLI
ORGANIZMY GLEBOWE
ZABIEGI BEZPOŚREDNIE
ZDROWOTNOŚĆ
ROŚLIN
POBUDZANIE ORGANIZMÓW
POŻYTECZNYCH
DOBÓR ODMIAN
PŁODOZMIAN
DOBÓR GATUNKÓW
RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKOWA
Specyfika ochrony roślin w rolnictwie
ekologicznym
Interwencja: tylko w wyjątkowej sytuacji bezpośredniego
zagrożenia
Zarówno stosowane metody jak i środki muszą być
zgodne z
- przepisami dopuszczania środków ochrony roślin do
obrotu i stosowania oraz
- zasadami (i przepisami !!!) rolnictwa ekologicznego
Czynniki powodujące choroby roślin
Czynniki nieinfekcyjne
- glebowe (woda, powietrze, temp., składniki pokarmowe)
- klimatyczne (wilgotność powietrza, opady, wiatr, światło)
 Czynniki infekcyjne (patogeny) – wirusy,mikoplazmy,
bakterie, grzyby - 85% wszystkich chorób roślin)
– Straty w produkcji roślinnej 30-45%
– Pogorszenie jakości produktów roślinnych (parametry
technologiczne, mykotoksyny)

>B
>P
> Mg
> H2O
Ochrona przed chwastami
Metody pośrednie regulacji zachwaszczenia
płodozmian
dobór odmian
jakość materiału siewnego
termin i gęstość siewu
Pokrycie gleby przez chwasty [%]
40
35
30
25
20
12 cm
15
24 cm
10
5
0
Carolus (planophil)
Sperber (erectophil)
Odmiana
Metody bezpośrednie regulacji zachwaszczenia
mechaniczne
termiczne
biologiczne
gleba (cm)
23 - 30
15 - 23
7 - 15.
0-7
0
10
20
30
40
50
% nasion
orka
uprawa minimalna
Rozmieszczenie nasion chwastów w glebie w zależności od sposobu uprawy
Skuteczność brony jest tym większa, im:
młodsze są chwasty;
drobniejsze są ich nasiona;
na mniejszej głębokości znajdują się kiełkujące nasiona;
bardziej pulchna jest wierzchnia warstwa gleby
Sucha masa chwastów w badanych
odmianach pszenicy ozimej (2005 rok)
400
Sukces
g/m2
350
Zyta
300
Roma
250
Kobra
Mewa
200
Korwetta
150
mieszanina
100
orkisz
Kujawianka
50
Wysokolitewka
0
Ostka
faza krzewienia
faza dojrzałości woskowej
Porażenie liści flagowych pszenicy ozimej w
różnych systemach produkcji
faza rozwoju pszenicy: mleczno-woskowa
Odporność odmian:
- odporność determinowana morfologią
rośliny (wysokość odmiany, zbitość kłosa,
długość kwitnienia, wegetacji)
- tolerancja na patogena, kumulacja
mykotoksyn
Agrotechnika, unikać:
- wrażliwych odmian;
- porażonego materiału siewnego;
- uproszczeń w uprawie (rozkład resztek
pożniwnych);
- dużego udziału zbóż ozimych;
- wysokiego nawożenia N i późnej aplikacji N
Zasiedlenie ziarna pszenicy przez Fusarium spp.
33
Grzyby z rodzaju Fusarium wyizolowane z
ziarniaków pszenicy (wg. Sadowskiego)
% ZIARNIAKÓW ZASIEDLONYCH PRZEZ Fusarium spp.
ODMIANA
F.
avenaceum
F.culmorum
F. poae
F.sporotrichioides
F.tricinctum
RAZEM
EKO
KON
EKO
KON
EKO
KON
EKO
KON
EKO
KON
EKO
KON
Kobra
-
-
1,5
2,5
9,5
14,5
-
-
5,5
-
16,5
17,0
Korweta
-
1,0
2,2
1,2
6,0
4,0
-
2,5
2,2
2,8
10,4
11,5
Mewa
-
3,5
1,2
1,0
6,8
2,8
-
2,2
5,5
3,0
13,5
12,5
Roma
-
2,8
3,0
2,0
4,2
10,2
-
1,5
2,0
7,5
9,2
24,0
Sukces
-
4,0
2,5
1,5
7,0
5,5
-
2,0
1,2
2,0
10,7
15,0
Zyta
-
1,5
2,5
2,5
9,2
14,2
-
2,0
5,8
3,8
17,5
24,0
Mieszanina
-
4,2
3,2
2,5
10,7
8,0
-
1,0
6,5
2,2
20,2
17,9
2,8
5,8
2,2
1,0
10,0
5,0
3,0
-
6,0
6,2
24,0
18,0
15,2
17,5
Orkisz
W rolnictwie ekologicznym metody „zaprawiania nasion”
opierają się na zabiegach dezynfekowania lub stymulacji
rozwoju pożądanej mikroflory np.:
• płukaniu w ciepłej wodzie,
• stosowaniu nadmanganianu potasu,
• stosowaniu różnego rodzaju roztworów i wyciągów roślinnych,
• otoczkowaniu mlekiem w proszku,
• stosowaniu zapraw na bazie mikroorganizmów.
Zdrowotność roślin
(Joanna Horoszkiewicz-Janka – IOR Poznań)
Pszenica
60,0
50,0
40,0
%
p. ozim a
30,0
p. jara
20,0
10,0
0,0
Biochikol
Bioczos
Biosept
Cedomon
p. ozima – NIR (0,05) 9,29
Kelpak
Funaben
p. jara – NIR (0,05) 8,35
Kontrola
Zasiedlenie materiału siewnego
(Joanna Horoszkiewicz-Janka – IOR Poznań)
Pszenica
100
90
80
70
60
%
p. ozim a
50
p. jara
40
30
20
10
0
Biochikol
Bioczos
Biosept
Cedomon
p. ozima – NIR(0,05) 3,26
Kelpak
Funaben
p. jara – NIR(0,05) 3,68
Kontrola
Walka z zarazą ziemniaka

Metody agrotechniczne:
- dobór odmian,
- podkiełkowywanie sadzeniaków,
- wczesne terminy sadzenia.

Metody chemiczne:
- preparaty miedziowe.
38
Podkiełkowywanie sadzeniaków
Efekty właściwego przygotowania sadzeniaków
przyspieszenie wschodów o 1-2 tygodnie,
w zależności od stanu fizjologicznego sadzeniaków
i pogody od momentu sadzenia do wschodów,
co sprzyja tzw. „ucieczce przed zarazą”,
przesunięcie okresu wegetacji na okres lepszego
nasłonecznienia (zwiększenie wydajności fotosyntezy
i większe przyrosty plonu),
lepszy rozwój systemu korzeniowego, a więc lepsze
wykorzystanie wody i składników pokarmowych,
zwiększenie odporności na porażenie chorobami
wirusowymi,
przyspieszenie zbioru na okres wyższych temperatur,
co wpływa na zmniejszenie uszkodzeń
mechanicznych i lepszą przechowywalność bulw.
39
Bila s. ekologiczny
Bzura s. ekologiczny
Stan na 28.08.2003
Bila s. integrowany
40
Walka ze stonką ziemniaczaną

Metody mechaniczne:
- zbiór ręczny,
- maszyny zbierające,
- pułapki feromonowe.

Metody biologiczne:
- wyciągi roślinne,
- środki owadobójcze na bazie
mikroorganizmów
41
42
43
Priorytety badawcze dla ochrony roślin
w rolnictwie ekologicznym



Opracowanie programów zwalczania zarazy
ziemniaka, korzeniowych patogenów zbóż i
warzyw
Opracowanie metod zapobiegania lub
zwalczania chorób drzew pestkowych i roślin
jagodowych
Wykorzystanie ekstraktów dla prewencji i
zwalczania chorób roślin
Praktyczne możliwości i ograniczenia ochrony
upraw przy zastosowaniu środków obecnie
dopuszczonych do obrotu i stosowania w
rolnictwie ekologicznym w Polsce

Istnieje znaczna, choć nadal niewystarczająca liczba
zarejestrowanych środków ochrony roślin mogących znaleźć swoje
zastosowanie w rolnictwie ekologicznym

Rzeczywista dostępność uzależniona od oferty producentów

W niektórych grupach - całkowity brak zarejestrowanych środków
(azadirachtyna, rotenon, olejki roślinne ...)

Dostępne żywe organizmy przeznaczone są głównie dla upraw
szklarniowych
 Przyjęte
w założeniach rolnictwa ekologicznego odpowiednie
ukształtowanie krajobrazu gospodarstwa, dobór odpornych
gatunków i odmian roślin oraz prawidłowa agrotechnika
powinny zapewnić uprawianym roślinom zdrowy rozwój
niekorzystnych czynników pogodowych, sąsiedztwo
zaniedbanych upraw konwencjonalnych, lub ewentualne błędy
w profilaktyce stwarzają jednak stałe zagrożenie dla plonów
powodując konieczność ciągłego doskonalenia dostępnego
arsenału metod i środków ochrony roślin
 Zbieg
 Dorobek
nauki w zakresie rozwoju metod i środków ochrony
roślin zgodnych z wymaganiami rolnictwa ekologicznego jest
ogromny, choć w swojej przeważającej części badania takie nie
były adresowane bezpośrednio do rolnictwa ekologicznego
Zbiór i przechowywanie
• zbiór zbóż przeprowadza się jednoetapowo w fazie dojrzałości pełnej
lub martwej
• przedłużenie zbiorów w warunkach dżdżystej pogody powoduje
występowanie na wszystkich gatunkach czernienia zbóż (grzyby
saprofityczne z rodzaju: Cladosporium, Alternaria, Epicoccum )
• czystość ziarna i wszystkich zespołów maszyn zbierających
STAN ŻYZNOŚCI GLEBY
Czynniki morfologiczne
Czynniki fizyko - chemiczne
- poziomy zróżnicowania profilu
- zasobność w makro i mikro składniki odżywcze
- miąższość gleby i poziomu próchnicznego
- substancje toksyczne
- skład mechaniczny
- pH i zawartość CaCO3
- struktura i tekstura
- właściwości sorpcyjne, buforowość gleby
- porowatość
- odporność na degradację
Czynniki fizyczne
Czynniki biochemiczne i biologiczne
- rozkład por w glebie
- substancja organiczna i próchnica
- właściwości wodne, pF
- skład edafonu
- gospodarka wodna gleby
- aktywność biologiczna
- właściwości powietrzne, termiczne
- produkcja CO2
- podatność na erozję
- kultura gleby
Zasobność gleby w potas
150
140
Ekologiczny
130
Konwencjonalny
Conventional
110
-1
mg K*kg gleby
120
100
90
80
70
60
50
40
1995/96
1996/97
1998/99
2000/01
2002/03
2004/05
2006/07
2007/08
Zasobność gleby w fosfor
90
Ekologiczny
mg P*kg-1gleby
85
80
Konwencjonalny
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
1995/96
1996/97
1998/99
2000/01
2002/03
2004/05
2006/07
2007/08
Zmiany zawartości węgla organicznego w glebie
(stan wyjściowy – 1995 r.)
%
Ekologiczny
105
103
Konwencjonalny
101
99
97
95
93
91
89
87
85
1995/96
1996/97
1998/99
2000/01
2002/03
2004/05
2006/07
2007/08
BILANS AZOTU
220
Przychód
200
Wyniesienie
147
160
kg N/ha
140
100
119
95
71
49
60
20
121
112
85
80
40
192
167
180
120
Saldo bilansu
36
11
0
Ekologiczny
Konwencjonalny
Integrowany
Monokultura
Zawartość Nmin (N-NO3 i N-NH4) kg/ha
(1999 – 2009)
System produkcji
Profil
(cm)
Ekologiczny
Konwencjonalny Integrowany
jesi wiosna
eń
jesień
wiosna
jesień
wiosna
0-30
44
32
44
27
49
30-60
28
25
36
22
60-90
15
21
26
0-90
88
78
107
Różnica
j-w
10
Monokultura
jesień
wiosna
30
70
24
34
26
56
24
25
22
30
42
40
74
105
86
168
88
32
19
80
Azot mineralny w glebie
(stanowisko po koniczynie z trawą SD IUNG w Osinach)
176 kg Nmin/ha
76 kg Nmin/ha
53
Odczyn gleby
- proces symbiotycznego wiązania azotu przez
bakterie współżyjące z roślinami motylkowatymi;
- mikroorganizmy wolno żyjące wiążące azot;
- dostępność makro- i mikroskładników;
- dostępność kadmu, cynku , ołowiu;
- struktura gleby, trwałość agregatów glebowych
Dziękuję za uwagę
56