Rolnictwo 1. Najważniejsze cechy klimatu Polski z rolniczego punktu widzenia. Polska jest krajem w większej części nizinnym, na południu występują również tereny wyżynne i pasma górskie. Na klimat naszego kraju działają dwie grupy czynników: Czynniki meteorologiczne: -rodzaje mas powietrza napływające nad nasze terytorium -rozkład frontów atmosferycznych w różnych porach roku -rozmieszczenie głównych niżowych i wyżowych ośrodków barycznych Czynniki niemeteorologiczne: -szerokość geograficzna ( zależna od niej wysokość Słońca nad horyzontem w różnych porach roku) -odległość od większych zbiorników morskich -ukształtowanie powierzchni (wysokość nad poziomem morza, charakter i przebieg większych form rzeźby) -charakter podłoża (rodzaj szaty roślinnej; wody powierzchniowe, pokrywa śnieżna) Czynniki te działając wspólnie i równocześnie, tworzą obraz klimatyczny naszego kraju. Klimat Polski jest typem klimatu przejściowego (między morskim a kontynentalnym) strefy umiarkowanej. Dla tego typu klimatu charakterystyczne jest: -duża zmienność (kapryśność) pogody -wzrost rocznych amplitud temperatury ku wschodowi -oddziaływanie dwóch głównych mas powietrza polarnego (morskiego i kontynentalnego) -różnice między przebiegiem pogody w poszczególnych latach -sześć termicznych pór roku (2 dodatkowe: przedwiośnie i przedzimie) Pogoda w Polsce kształtuje się pod wpływem mas powietrza napływających na nasz obszar z różnych kierunków. Masy powietrza różnią się między sobą przede wszystkim temperaturą Najczęściej występują w Polsce następujące masy powietrza: 1 .Powietrze arktyczno –kontynentalne( Pak) Jest to bardzo chłodna i uboga w parę wodną masa powietrza.. Na wiosnę i w jesieni wywołuje często późne wiosenne i wczesne jesienne przymrozki. 2. Powietrze arktyczno-morskie (PAm). W lecie, przy silniejszym nagrzaniu od dołu, powstają silne prądy wstępujące, tworzą się chmury kłębiaste deszczowe, przelotne opady burzowe i gradobicia. W chłodnej porze roku powietrze arktyczno - morskie, po wtargnięciu do Europy nad obszary wyziębione, ochładza się od dołu, staje się masą o równowadze stałej i przynosi często pogodę bezchmurną i mroźną. 3.Powietrze polarno-kontynentalne (PPk). PPk stanie się bardziej wilgotne, wówczas przy znacznej konwekcji powstają w nim chmury kłębiaste i kłębiaste deszczowe, opady przelotne i burze. 4.Powietrze polarno-morskie (PPm). Jest obok PPk masą najczęściej spotykaną w Europie i w Polsce. Do Środkowej Europy w chłodnej porze roku powietrze to przemieszcza się jako ciepłe od dołu, o mniej lub bardziej zaznaczonej równowadze chwiejnej, przynosi ocieplenie, nierzadko silną odwilż i pogodę pochmurną z chmurami warstwowymi. W ciepłej porze roku powietrze polarno - morskie sprowadza pogodę raczej chłodną. Oznacza się równowagą chwiejną, sprzyjającą powstawaniu chmur kłębiastych z możliwością opadów burzowych. 5.Powietrze zwrotnikowo-kontynentalne (PZk). 6.Powietrze zwrotnikowo-morskie (PZm). -Rozkład temperatur w Polsce zależy od: -wysokości Słońca nad horyzontem -ukształtowania powierzchni -wysokości nad poziomem morza -rodzajów mas powietrza i związane z tym kierunki wiatrów Układ temperatur i izoterm w zimie (styczeń) jest zbliżony do południkowego (oprócz obszarów górskich i pobrzeża Bałtyku). Jest to wynikiem siły oddziaływania kontynentalnych mas powietrza, słabnącej w miarę posuwania się na zachód. W lecie (lipiec) przy znacznie wyższych temperaturach (wzrasta kąt padania promieni słonecznych) izotermy układają się równoleżnikowo bądź są do tego układu zbliżone. Średnie roczne temperatury powietrza wynoszą 7 - 8,5C. Temperatury lata są wyższe na obszarach położonych niżej i spadają w miarę wzrostu wysokości. W górach (Tatry, Karkonosze) w ciągu całego roku są one determinowane wysokością nad poziomem morza. Najniższe (poza górami) temperatury powietrza notuje się w Polsce północno - wschodniej. W miarę przesuwania się na południowy zachód rosną one systematycznie od ok. 6C na Pojezierzu Suwalskim do 8C na nizinie Śląskiej, w centrum Wielkopolski oraz w rejonie Krakowa i Przemyśla. Dla rolnictwa bardzo ważny jest czas trwania okresu wegetacyjnego. Okres wegetacyjny można określić jako tą część roku, gdy roślinność może się rozwijać ze względu na dostateczną ilość wilgoci i ciepła. Określając sprawę ściślej jest to okres ze średnią dobową temperaturą powietrza powyżej 5°C. Podczas okresu wegetacyjnego w roślinie zachodzą intensywne procesy rozwojowe. W klimacie umiarkowanym trwa od ostatnich przymrozków wiosennych do pierwszych przymrozków jesiennych. Za zjawiska przyrodnicze skorelowane z początkiem okresu wegetacyjnego przyjmuje się też zakwitanie leszczyny, kaczeńca, podbiału, a z końcem – opadanie liści kasztanowca i brzozy. Najwcześniej, średnio już przed 25 marca, okres ten rozpoczyna się na południowym zachodzie w rejonie Leszna, Wrocławia i Głogowa oraz w rejonie Tarnowa, a najpóźniej, dopiero po 15 kwietnia, na Pojezierzu Mazurskim i w górach. Najwcześniej, przed 25 października, kończy się na Pojezierzu Mazurskim i w górach, a najpóźniej w pasie biegnącym wzdłuż wybrzeża Bałtyku, doliną Odry, Niziną Śląską i Kotlinami Podkarpackimi. Długość okresu wegetacyjnego zależy od: - przestrzennego rozkładu temperatur rocznych -od czasu trwania wiosny, lata i jesieni (przedzimia i przedwiośnia) Długości okresu wegetacyjnego w Polsce głównie ze względu na zróżnicowane położenie względem zbiorników wodnych, wysokości nad poziomem morza i różnego ukształtowania terenu przyjmuje wartości od 180 do ponad 220 dni: 180 dni - Pojezierze Suwalskie i Ełckie 190 dni - Pojezierze Mazurskie i Kaszubskie 200 dni - wschodnia część Pojezierza Pomorskiego 210 dni - Nizina Podlaska, Mazowiecka i pas wyżyn 220 dni - Wielkopolska, Kujawy i Podkarpacie powyżej 220 dni Polska zachodnia, Nizina Śląska i Kotlina Sandomierska Okres wegetacyjny determinuje skład odmian gatunków roślin uprawnych występujących na danym terytorium. Polska otrzymuje w okresie wegetacyjnym dostateczną ilość ciepła do uprawy wszystkich ważniejszych ziemiopłodów tej strefy klimatycznej. Przykładowy okres potrzebny do wzrostu i wydania owoców poszczególnych roślin: Jęczmień wymaga np. do swego rozwoju od 60 do 70 dni o temperaturze ponad 5, pszenica od 90 do 120, kukurydza około 140, jabłoń 170, a śliwa około190 dni. Jedynie w północnowschodniej połaci kraju, w pewnych częściach pojezierzy oraz w górach mniejsza ilość ciepła utrudnia uprawę np. pszenicy i buraków cukrowych, oraz wymagających więcej ciepła roślin przemysłowych, jak rzepak lub chmiel. Ta ilość ciepła nie wystarcza jednak roślinom bardziej ciepłolubnym, jak winorośl, brzoskwinia, morela itp., które mogą być uprawiane jedynie w szczególnie korzystnych warunkach klimatycznych (korzystna wystawa słoneczna, zasłonięcie od wiatru), takie warunki w większym stopniu stwarza południowa część kraju. Oprócz okresu wegetacyjnego optymalnego dla każdego gatunku istnieją pewne minima i maksima temperatury, poniżej lub powyżej której rośliny nie mogą się rozwijać. Granice zakreślone przez te minima i maksima są dość szerokie. Większość wyższych roślin rozwija się w temperaturze od 0 – 5 (minimum) do 40 – 50 (maksimum). W tych granicach istnieją jednak temperatury, w których funkcje życiowe roślin przebiegają najintensywniej. Temperatury te nie są stałe, lecz zmieniają się w zależności od stadium rozwoju rośliny. Warunki cieplne kraju ilustruje również rozkład średniej rocznej liczby dni mroźnych i przymrozkowych. Najmniej dni mroźnych mamy na Nizinie Śląskiej i na wybrzeżu, najdłużej trwają mrozy w północno-wschodniej części kraju i w górach. Silne mrozy wyrządzają szkody w sadach, a nawet w lasach. Przymrozki wiosenne i jesienne wyrządzają nieraz wielkie straty w uprawach, a zwłaszcza w ogrodach i sadach, gdzie niszczą wiosną młode sadzonki, oraz pączki i kwiaty drzew owocowych, jesienią zaś warzywa oraz wrażliwe na chłód uprawy polowe. Każda roślina do prawidłowego wzrostu i rozwoju potrzebuje dostarczenia odpowiedniej ilości energii słonecznej, której ilość jest silnie związana z temperaturą. Aby w roślinie mógł przebiegać proces fotosyntezy potrzebne jest światło. Ilość energii promienistej Słońca, którą otrzymuje dany obszar powierzchni Ziemi, zależy od natężenia promieniowania słonecznego i czasu trwania nasłonecznienia. Natężenie jest uzależnione od szerokości geograficznej, pory roku i pory dnia, czas nasłonecznienia zależy przede wszystkim od długości dnia i stopnia zachmurzenia. Długość dnia związana jest z porą roku i położeniem geograficznym danego terenu, co nie jest bez znaczenia dla północnych, bardziej upośledzonych klimatycznie obszarów kraju, przyspiesza bowiem rozwój roślin. Ilość energii dostarczanej z promieniowaniem słonecznym waha się od 1,5 MJ/m2 w grudniu, do 20 MJ/m2 w czerwcu, kiedy dni są najdłuższe. Następną cechą klimatu wpływającego na rozwój rolnictwa, są wiatry. Przenosząc masy chłodnego lub ciepłego, suchego lub wilgotnego powietrza, wpływają na temperaturę i opady. Silne wiatry łamią lub zginają łodygi roślin, powodując kładzenie się, a następnie gnicie zboża, wyrządzają też szkody w sadach. Zwiększając parowanie wiatry wysuszają glebę, zwiewając pokrywę śnieżną narażają uprawy na przemarznięcie. Dodatni wpływ wiatru wyraża się natomiast w tym, że jest on pośrednikiem przy zapylaniu roślin. Zboża i trawy przystosowane są do przenoszenia ich pyłku przez wiatr, roznosi on nie tylko nasiona wielu roślin, ale także zarodniki chorób roślinnych, na przykład rdzy zbożowej itp. Innym, najważniejszym obok temperatury i wiatrów, elementem klimatu są opady, występujące w formie deszczu, gradu, śniegu oraz tzw. osadów, jak rosa, szron i szadź. Opady dostarczające wody glebie mają szczególne znaczenie dla wegetacji roślin. Od nich zależy w znacznym stopniu nawodnienie danego obszaru; wielkość i postać opadów wpływa też na ukształtowanie terenu. Opady wreszcie, obok szaty roślinnej, podłoża i temperatury, są ważnym czynnikiem tworzenia się gleb. Spośród różnych postaci opadów, największe znaczenie mają deszcz i śnieg. Deszcz dostarcza glebie i roślinności wodę bezpośrednio, śnieg magazynuje większość wody do czasu topnienia. Grad natomiast jest formą opadu, który wyrządza rolnictwu znaczne szkody; miażdży kwiaty i pąki, dziurawi liście, łamie łodygi i gałęzie. Jest on najbardziej niebezpieczny dla roślin w okresie kwitnienia i później, gdy nie są one już w stanie regenerować uszkodzonych organów. Średni opad, jeżeli chodzi o powierzchnię całego kraju, wynosi ok. 600 mm, co w istniejących stosunkach termicznych daje dodatni bilans wodny. Ponieważ wilgotne masy powietrza napływają do Polski znad Atlantyku, zwiększone sumy opadów występują na wzniesieniach eksponowanych w stosunku do wiatrów północno- zachodnich, zachodnich i południowo- zachodnich (Pojezierze Mazurskie i Pomorskie 600 - 800 mm, Karpaty i Sudety 800 - 1500mm) - obszary te należą do najwilgotniejszych w naszym kraju, zaś mniejsze opady poniżej 500mm rocznie rejestruje się w „deszczowym cieniu” tych wzniesień tj. Kujawy, Wielkopolska, Nizina Mazowiecka. Deszcze są korzystne dla rolnictwa, jeżeli są spokojne i równomiernie rozłożone w okresie wegetacyjnym. Gwałtowne ulewy, przedzielone okresami posuchy, dają niewielką korzyść, gdyż większa część wód opadowych spływa, wyrządzając szkody, powodując zmywanie gleby, zasypując gruzem pola i drogi. Rozkład opadów, sprzyja u nas bardziej uprawie roślin okopowych, które w lipcu i sierpniu potrzebują dużo wody, niż zboża, którym deszcze w lecie raczej przeszkadzają. W maju natomiast, gdy następuje najsilniejszy wzrost zbóż, opady są u nas raczej nie wielkie. Ze względu jednak na to, że wahania wysokości opadów w poszczególnych latach są znaczne, w dużej części kraju przeciętnie, co drugi rok jest posuszny, tj. nie osiąga takiej ilości opadów, jaka jest potrzebna do wzrostu wielu roślin. Niedobór ten szczególnie dotkliwie daje się odczuć w środkowej części kraju, gdzie zwłaszcza użytki zielone cierpią poważnie na brak wody. Śnieg chroni rośliny przed szkodliwymi wahaniami i niskimi stanami temperatury, oczyszcza też powietrze od zawiesin i bakterii chorobotwórczych. Nadmiar śniegu przyczynia się do łamania gałęzi i drzew; pod jego zbyt grubą pokrywą, rośliny ulegają wymakaniu i wyprzaniu. W rolnictwie, ze względu na okres trwania robót w polu, ważna jest trwałość pokrywy śnieżnej. Ogólnie stwierdzić można, że klimat Polski stwarza średnio pomyślne warunki dla rolnictwa. Jest on mniej korzystny do uprawy wielu roślin, zwłaszcza pastewnych. W wielu natomiast częściach naszego kraju klimat sprzyja wybitnie uprawie jęczmienia browarnego i buraka cukrowego, a przede wszystkim ziemniaków. Krótki okres wegetacyjny zmusza rolnictwo polskie do większego skoncentrowania robót polnych, co wymaga zarówno większej ilości siły roboczej, jak i maszyn, oraz narzędzi rolniczych. Na przykład rolnik z okolic Suwałk czy Olecka zaczyna prace w polu na wiosnę o 50 – 45 dni później niż rolnik nad Renem, obaj jednak muszą kończyć zasiewy mniej więcej około 15 – 20 maja. Podobnie jest w jesieni – roboty w polu kończą się u nas blisko miesiąc wcześniej. Gospodarkę rolną utrudniają też u nas opisane już ujemnie zjawiska klimatyczne, występujące sporadycznie, jak posuchy, przymrozki, grady, itp., których zwalczanie przy niskim jeszcze poziomie kultury rolnej nie jest łatwe. 2. Znaczenie obserwacji fenologicznych w rolnictwie. Fenologia zajmuje się badaniem zjawisk występujących w świecie roślinnym, zwierzęcym i w przyrodzie nieożywionej, w zależności od okresowych zmian pogody. Obserwacje fenologiczne dotyczące roślin uprawnych należą do zakresu fenologii rolniczej. Dane fenologiczne ułatwiają przeprowadzenie w rolnictwie takich czynności, jak ustalenie optymalnych dat stosowania odpowiednich zabiegów agrotechnicznych lub ocenę długości okresu wegetacyjnego i pastwiskowego. Ma to duże znaczenie przy bilansie paszowym i wyznaczeniu terminów odpowiednich prac polowych. Obserwacje fenologiczne pozwalają ustalić rejony klimatyczno-glebowe, w których dana roślina uprawna rozwija się wcześniej lub później, lepiej lub gorzej. Obserwacje fenologiczne określając fazy rozwoju i wzrostu roślin w zależności od pogody, a także terminy pojawu chorób i szkodników pozwalają ustalić daty początku prac wiosennych i końca jesiennych, siewu, sadzenia i zbioru ziemiopłodów, stosowania środków ochrony roślin i dawek racjonalnego nawożenia. 3. Systemy produkcji rolniczej. SYSTEM ROLNICZY- oznacza sposób zagospodarowania przestrzeni rolniczej w zakresie produkcji roślinnej i zwierzęcej oraz ich przetwarzania, wyceniony kryteriami ekonomicznymi i ekologicznymi. Do połowy XX wieku można wyróżnić systemy: nowinowy (jednopolowy), odłogowy, ugorowy, płodozmianowy. Zapoczątkowana w latach 60 ubiegłego wieku kompleksowa intensyfikacja produkcji rolniczej doprowadziła do przewartościowania poglądów dotyczących znaczenia płodozmianu, a czynniki ekonomiczno-produkcyjnych muszą obejmować także kryteria ekologiczne. Na tej podstawie wyróżniono nowe systemy gospodarowania w rolnictwie: o o o konwencjonalny, ekologiczny, Integrowany. System konwencjonalny- sposób gospodarowania ukierunkowany na maksymalizację zysku osiąganego dzięki dużej wydajności roślin i zwierząt. Wydajność tę uzyskuje się w wyspecjalizowanych gospodarstwach stosujących technologię produkcji oparte na dużym zużyciu przemysłowych środków produkcji i bardzo małych nakładach robocizny. Systemowi temu towarzyszą 3 powiązane ze sobą zjawiska: koncentracja (ziemi), mechanizacja (specjalistyczne maszyny), specjalizacja produkcji. Negatywne następstwa systemu: obniżenie zdolności samoregulacyjnej ekosystemu będącego następstwem stosowania uproszczonych specjalistycznych płodozmianów (nasilone występowania chwastów oraz specyficznych chorób i szkodników) oraz dużego zużycia pestycydów (wzrost kosztów ochrony roślin), skażenie związkami azotu i fosforu wód gruntowych i powierzchniowych, możliwość skażenia wód pozostałościami pestycydów, spadek urodzajności gleb (uproszczenie zmianowań, wzmożona erozja, stosowanie ciężkich maszyn, niekorzystne zmiany w krajobrazie rolniczym tj.: likwidacja zadrzewień, skarp, oczek wodnych itp.), możliwość obniżenia wartości pokarmowej produktów roślinnych (zachwianie równowagi pomiędzy poszczególnymi makro- i mikroskładnikami, pozostałości pestycydów), spadek zatrudnienia w rolnictwie i wyludnienie rejonów mniej korzystnych dla produkcji rolniczej, spadek dochodów rolniczych (nadprodukcja artykułów rolniczych i wzrost cen środków produkcji dla rolnictwa), negatywny obraz rolnictwa w opinii konsumentów (spadek zaufania w stosunku do jakości ziemiopłodów). Rolnictwo konwencjonalne znalazło się w tzw. ,,pułapce intensyfikacyjnej”: stabilne ceny produktów rolniczych-rosnące koszty środków produkcji- wzrost wydajności-coraz większe ilości nawozów sztucznych i pestycydów. Generalnie, system rolnictwa konwencjonalnego wywiera ujemny wpływ na środowisko przyrodnicze, nie zapewnia trwałego utrzymania zdolności produkcyjnej ekosystemów; nie może być traktowany jako perspektywistyczny sposób gospodarowania. System rolnictwa ekologicznego- to sposób gospodarowania o zrównoważonej produkcji roślinnej i zwierzęcej w obrębie gospodarstwa, oparte na środkach pochodzenia biologicznego i mineralnego nieprzetworzonych technologicznie. System rolnictwa ekologicznego za podstawowy cel uznaje: uzyskanie wysokiej jakości ziemiopłodów: dbałość o środowisko przyrodnicze. Zasoby systemu ekologicznego: stosowanie wielostronnych płodozmianów z udziałem roślin motylkowych oraz wysyconych poplonami uprawianymi an zielony nawóz; dobór do uprawy gatunków i odmian roślin dostosowanych do siedliska, odpornych na choroby i szkodniki, o dużej zdolności konkurencyjnej w stosunku do chwastów oraz częste stosowanie zasiewów mieszanych (mieszanin odmian); dążenie do wzrostu żyzności i biologicznej aktywności gleby (nawożenie organiczne, wielostronny płodozmian itp.); dążenie do zamkniętego obiegu materii organicznej i składników pokarmowych w ramach gospodarstwa (równowaga paszowo-nawozowa); w ochronie roślin przed szkodnikami i chorobami podstawowe znaczenie ma profilaktyka (np. dobór odmian), dopuszcza się stosowanie preparatów biologicznych; w ograniczeniu zachwaszczenia podstawowe znaczenie ma płodozmian, poprawa uprawy roli oraz rozwinięte metody mechaniczne zwalczania chwastów. System rolnictwa integrowanego- zakłada, że część nakładów ponoszonych na środki produkcji może być kompensowana postępem biologicznym oraz zabiegami agrotechnicznymi stosowanymi zgodnie z wiedzą ekologiczną i rolniczą. Jest to sposób gospodarowania, który umożliwia realizację celów ekonomicznych poprzez: świadome wykorzystanie nowoczesnych technik wytwarzania; systematyczne uprawnianie zarządzania; wdrażanie różnych form postępu, głównie biologicznego. System wykorzystuje elementy rolnictwa konwencjonalnego i ekologicznego. Charakterystyczną cechą systemu jest dążenie do harmonijnej realizacji celów ekonomicznych i ekologicznych: Cele ekonomiczne: osiągnięcie dochodów na poziomie gospodarstw konwencjonalnych; uzyskanie w kolejnych latach stabilnych plonów i dochodów; efektywne wykorzystanie przemysłowych środków produkcji, głównie chemicznych; uzyskanie produktów roślinnych i zwierzęcych o dobrej jakości. Cele ekologiczne: stosowanie technologii produkcji ograniczających do minimum skażenie środowiska przyrodniczego; rozwój infrastruktury ekologicznej (zadrzewienia itp.) i technicznej (oczyszczalnie ścieków) służącej ochronie środowiska; ochrona gleb przed erozją; utrzymanie żyzności i urodzajności gleb oraz trwałej produktywności agrosystemu. Najważniejsze elementy systemu: produkcja roślinna dobór gatunków i odmian dobrze dostosowanych do warunków siedliska oraz uprawa mieszanek, wielostronny płodozmian z udziałem międzyplonów, integrowana ochrona roślin, Precyzyjne ustalenie dawek nawozów, Uprawa roli ograniczająca mineralizację glebowej substancji organicznej, Kompleksowa ochrona gleb przed erozją produkcja zwierzęca samowystarczalność paszowa gospodarstwa; obsada zwierząt nie większa niż 1,5 SD/ha; poprawne warunki utrzymania zwierząt; środowisko przyrodnicze kształtowanie korzystnej infrastruktury przyrodniczej (zadrzewienia), zapewnienie infrastruktury technicznej gospodarstw (sanitacja, zbiorni kina gnojówkę itp.); zarządzanie prowadzenie rachunku ekonomicznego, odpowiednia organizacja pracy i produkcji. Rolnictwo zrównoważone (ustainable agriculture)- jedną z podstawowych idei jest zmniejszenie szybkości strat powierzchniowej warstwy gleby do tzw. ,,szybkości geologicznej oraz zrównanie z nią szybkości, z którą warstwa gleby jest kształtowana z dolnej. Realizowanie idei rolnictwa zrównoważonego opiera się na wprowadzeniu nowych systemów uprawowych, polegających na redukowaniu liczby zabiegów drastycznie ingerujących w budowę gleby: orki, spłycaniu uprawy, niemal całkowitemu zaniechaniu mechanicznego oddziaływania na glebę. Unika się w ten sposób bezustannego spulchniania gleby ułatwiającego procesu erozji, a jednocześnie zmniejsza się liczbę przejazdów ciężkich maszyn rolniczych po polu. Znane są następujące alternatywne systemy uprawy roli: uprawa minimalna, lub zminimalizowana (minimum-tillage), uprawa zerowa (,,0”-tillage), system bez orkowy (,,0”-till), pasowy (ridge-till), wstęgowy (strip-till), mulczowy (mulch-till), zredukowany (reduced-till), siew bezpośredni (direct drilling)- krańcowa, najbardziej uproszczona forma. 4. Podaj różnice w nawożeniu roślin zbożowych, okopowych i motylkowych. Nawożenie [kg/ha] N P2O5 K2O Średnie nawożenie [kg] N P2O5 K2O Rośliny zbożowe 30165 45110 90-160 60120 80-95 100-120 Rośliny okopowe 30160 10120 50-200 85120 80-90 110-140 Rośliny motylkowate 20-60 40-85 60-180 20-30 40-60 80-120 5. Charakterystyka roślin motylkowych. Bobowate (Fabaceae) – rodzina roślin należąca do rzędu bobowców, dawniej nosiła nazwę motylkowate. Obejmuje w tropikach rośliny drzewiaste, w klimacie umiarkowanym – rośliny zielone oraz introdukowane drzewa, krzewy oraz rzadko pnącza. Motylkowe rosną na suchych, obfitujących w wapń glebach. Symbioza z bakteriami brodawkowymi umożliwia wykorzystanie azotu Atmosferycznego. Dzielimy je także na rośliny drobnonasienne i strączkowe. Cechy charakterystyczne(strączkowe): W siewach mieszanych pełnią role rośliny podporowej Działa strukturotwórczo na glebę Dostarczają do gleby substancji organicznej w postaci resztek pożniwnych Dobrze rozwinięty system korzeniowy pobiera trudno dostępne związki pokarmowe z głębszych warstw gleby(Ca i P) przenosząc je do warstw wierzchnich Współżyją w symbiozie a bakteriami Rhizobium, wzbogacając glebę w azot(20-200 kg/ha) Uprawiany na zielony nawóz Są bardzo dobrym przedplonem dla roślin następczych Zwiększa aktywność biologiczną gleby Wykorzystywana w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i włókienniczym Ochrona gleby przed erozją wietrzną oraz degradacja terenów czasowo podmokłych Rośliny strączkowe odgrywają ważną rolę w płodozmianie: Przerywają następstwo zbóż Po zbiorze nasion pozostawiają masę organiczną w postaci resztek pożniwnych-mają znaczenie nawozowe, zwiększają kompleks sorpcyjny gleby Wywierają bardzo korzystny wpływ na glebę w ciągu następnych lat Rośliny strączkowe posiadają polowy system korzeniowy z bardzo lub mniej rozwiniętymi korzeniami bocznymi. - łubin ma najbardziej rozwinięty system korzeniowy - wyka i groch mają słabo rozwinięty system korzeniowy - bobik ma najsłabszy system korzeniowy. Liście mogą być: Złożone Dłoniaste(łubin) Nieparzystopierzaste (robinia akacjowa) Parzystopierzaste (groch, wyka, lędźwian) Trójlistne(soja, fasola) U motylkowych występują także przylistki, które mogą być częścią asymilacyjna przy redukcji blaszki liściowej(groszek). Przekształcone części liści mogą tworzyć także wąsy czepne(groszek, groch lub wyka) Łodyga: Sztywna (łubin, bobik, soja) Wiotka (groch, wyka, soczewica, lędźwian) Kwiaty: Są to tzw. kwiaty motylkowe o specyficznej budowie. Są grzbieciste, zebrane w grona. Działek kielicha jest 5, zrośniętych ze sobą. Płatki korony ustawione w układzie zstępującym (tzn. płatek górny nachodzi na boczne, a te z kolei na dwa dolne) nadają "motylkowaty" pokrój kwiatu. Płatki różnią się od siebie - płatek górny jest największy i jest nazywany żagielkiem, dwa boczne płatki ze względu na ich kształt są nazywane wiosełkami lub skrzydełkami a dwa dolne tworzą łódeczkę. Ewolucja kwiatu motylkowatych idzie w kierunku zrastania się płatków. U większości gatunków płatki są wolne z wyjątkiem dwóch tworzących łódeczkę, które są brzeżnie zrośnięte ze sobą na pewnym odcinku. U wyki zrośnięte są łódeczka i skrzydełka w środkowym odcinku tych płatków, natomiast ich nasady są wolne. Koniczyna ma wszystkie płatki zrośnięte ze sobą. Pręcików jest 10, ich nitki się ze sobą zrastają i tworzą rynienkę, do której ścieka nektar. Mogą być w ten sposób zrośnięte wszystkie pręciki, lub tylko 9, a jeden, górny jest wolny (u grochu)W rynience z nitek położony jest słupek o charakterystycznym kształcie - posiada długą, wąską zalążnię i zakrzywioną szyjkę słupka. Słupek zrasta się z jednego owocolistka. Drugi kierunek ewolucji prowadzi do silnej redukcji czterech płatków, pozostaje jedynie silnie rozrośnięty żagielek. Gatunków reprezentujących tę tendencję w naszej florze nie ma. Owoc: Owocem u motylkowych jest strąk wielonasienny, suchy, pękający z dwoma szwami. Odmianą tego owocu jest przewęzisty rozpadający się na jednonasienne fragmenty(seradela), u jednonasiennych niepękający owocorzeszek(koniczyna) Nasiona; Duże, bezbielmowe Różnego kształtu, wielkości, barwy Na nasionach znajduje się znaczek, który jest blizną w miejscu przyczepienia nasiona do strąka. Cechy charakterystyczne (drobnonasienne): Zwiększają żyzność gleby i jej strukturę Zostawiają dużą masę organiczną N i Ca Sucha masa reszt pożniwnych jest dość spora (korzenie, ścierń, opadłe liście i inne części roślin) Rośliny drobnonasienne należą do bardzo dobrych przedplonów, ale w warunkach niedoboru opadów mogą przesuszać górną warstwę gleby, a to bardzo utrudnia w przygotowaniu roli dla roślin następczych. Zaletą tych roślin jest też współżycie z bakteriami brodawkowymi. Symbioza ta zapewnia roślinom azot, dlatego nie stosuje się pod te rośliny nawozów azotowych, jeśli tak to w minimalnych ilościach. Maja duże znaczenie miododajne. Motylkowe drobnonasienne mają silnie rozbudowany system korzeniowy. Na korzeniach znajdują się brodawki, w których są bakterie Rhizobium wiążące azot atmosferyczny z powietrza. Łodygi są wzniesione, prosto stojące (esparceta, koniczyna czerwona, koniczyna perska i białoróżowa), wyprostowane lub wyrastające ukośnie (lucerna), wzniesione lub płożące (koniczyna biała, seradela). Większość ma liście trójlistkowe (koniczyna, lucerna, nostrzyk), 3-5dzielne (komonica), pierzaste (esparceta, seradela). Kwiatostanem może być główka lub grono. Owoc: strąk (jedno- lub wielonasienny). Nasiona różnią się kształtem, barwą, masą. Najczęściej mają kształt sercowaty, owalny, nerkowy. Zabarwienie od żółtego do ciemnożółtego i ciemnobrunatnego. 6. Znaczenie gospodarcze roślin zielarskich. Rośliny zielarskie znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym. Leczą choroby, urozmaicają smak i aromat potraw oraz napojów. Mogą być również wykorzystywane w kształtowaniu architektury parków i ogrodów. Opisano ponad 300 taksonów ( gat., odmiany, rasy itp.,) roślin zielarskich , stosowanych w medycynie oficjalnej, ludowej i homeopatii oraz używanych jako przyprawy. Liczba gatunków tych roślin stale wzrasta wraz z wynikami nowych badań i odkryć naukowych w dziedzinie ziołolecznictwa. Obserwowany w ostatnich latach wzrost zainteresowania ziołolecznictwem pozostaje w związku z rozpowszechnianiem się tzw. chorób cywilizacyjnych. Pomiędzy firmami farmaceutycznymi trwa wyścig w badaniach roślin zielarskich pod kątem wykorzystania ich leczniczych właściwości i produkcji nowych lekarstw z naturalnych substancji chemicznych występujących w roślinach zielarskich. Stąd uprawa roślin zielarskich i ich agrotechnika nabiera coraz większego znaczenia gospodarczego. Polska należy do krajów o bogatych tradycjach zielarskich. Powierzchnia uprawy ziół w naszym kraju wynosi ok. 35 tys. Ha , co stanowi ok. 25% całkowitej powierzchni uprawy w UE. Zwiększone zapotrzebowanie na surowce zielarskie oraz wyczerpywanie stanowisk naturalnych powoduje konieczność wprowadzania do upraw nowych gatunków. W polskich kolekcjach obok bardzo popularnych i znanych roślin leczniczych tj.: rumianek pospolity, dziurawiec zwyczajny , koper włoski, kozłek lekarski czy bez czarny można zobaczyć mniej znane gatunki o szerokim zastosowaniu w medycynie. Do gatunków tych należą m. In. Aminek egipski, z owoców którego pozyskuje się kelinę stosowaną w niektórych chorobach serca , nerek, zaburzeniach układu oddechowego i krążenia obwodowego, wizytach oskrzeli u dzieci , migrenie i astmie, czy ziele centurii pospolitej, które stosowane jest w zaburzeniach trawienia i braku łaknienia. Zaleca się je także rekonwalescentom po przebytych ciężkich chorobach. Najczęściej wchodzi w skład mieszanek ziołowych. Uprawiana jest gryka siewna wytwarzająca owoce, które wszyscy znają pod nazwą kasza gryczana. Natomiast z ziela tej rośliny utrzymuje się rutozyd stosowany w chorobie nadciśnieniowej, miażdżycy, krwawieniach wewnętrznych i reumatyzmie. W organizmie zapobiega utlenieniu Wit C. Rutozyd wchodzi w skład wielu leków np. Rutinoscorbin. Na terenie polskich kolekcji uwzględniono także gatunki nazywane często chwastami. Należy do nich np. bylica piołun. Jej ziele pobudza łaknienie, wydzielanie soku żołądkowego, działa żółciopędnie i wzmacniająco. Ziele może być również stosowane jako przyprawa do pieczonego mięsa, zup jarzynowych oraz świeżych warzyw. Nie wolno jednak zażywać piołunu w większych ilościach przez dłuższy czas , ze względu na obecność trującego tujonu – składnika olejku eterycznego. . 7. Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej. Kodeks został wydany w 2001r. wspólnie przez Ministra Środowiska i Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi. Generalnie, dotyczy przeciwdziałania negatywnym skutkom gospodarki rolnej przez stosowanie zasad wynikających z Kodeksu, a polegających na szerokim stosowaniu rolnictwa zrównoważonego-przyjaznego środowisku, ochronie wód, gruntów rolnych, powietrza, krajobrazu, zachowania bioróżnorodności oraz infrastruktury obszarów wiejskich. Dotyczy głównie ograniczenia użytkowania substancji chemicznych w rolnictwie, problemów produkcji wielkotowarowej. Strategia ta zakłada stabilizację produkcji rolniczej i ochronę krajobrazów rolniczych oraz odbudowę tych elementów krajobrazu, które w wyniku intensyfikacji produkcji zostały zdegradowane lub skażone. Efektywność produkcji rolniczej jest oceniana nie tylko na podstawie wielkości plonu, ale także w aspekcie jej wpływu na funkcjonowanie i walory fizjonomiczne krajobrazu, różnorodność biotyczną oraz klimat. W dokumencie tym uznano, że: krajobraz rolniczy zajmujący największy obszar Europy ma bardzo duże znaczenie dla ochrony różnorodności biotycznej; należy podjąć działania mające na celu trwałe i zrównoważone wykorzystanie zasobów biologicznej różnorodności na obszarach wiejskich; należy ochraniać krajobrazy i różnorodność biotyczną stosując instrumenty prawno-finansowe UE; należy rozpoznać tereny rolnicze, na których kształtowanie siedlisk zapewni znaczący wzrost różnorodności biotycznej. 8. Kompleksowa ochrona zbóż. Potencjalne zdolności produkcyjne zbóż mogą się w pełni zrealizować w optymalnych warunkach ekologicznych przy pozytywnym współoddziaływaniu wszystkich elementów agrotechniki. Większość danych wskazuje na plonochronne oddziaływanie pestycydów m. in. Herbicydów i fungicydów. Chemiczną ochronę przed agrofagami uzasadniają zmianowania z przeważającym udziałem zbóż. Do proekologicznych metod, coraz szerzej proponowanych w rolnictwie zrównoważonym wykorzystuje się tradycyjne zabiegi mechaniczne , złaszcza jednorazowe bronowanie po wznowieniu wiosennej wegetacji oraz fitosanitarne właściwości innych gatunków roślin uprawnych, np. motylkowatych lub krzyżowych, aczkolwiek chemiczna ochrona jest konieczna w przypadkach skrajnych, odbiegających od normy warunków pogodowych. Kompleksowa ochrona zbóż obejmuje takie czynniki agrotechniczne jak: uprawa roli, gęstość siewu, nawożenie, zabiegi pielęgnacyjne, a także następstwo roślin. Prawidłowe zmianowanie roślin, w miarę pełne uprawy pożniwne, czysty materiał siewny, poprawnie zagęszczone łany, zintegrowane sposoby zwalczania chwastów na wszystkich polach płodozmianu oraz odpowiednie terminy skutecznego stosowania odpowiednich zabiegów agrotechnicznych na podstawie obserwacji fenologicznych. 9. Podział chwastów na grupy i podgrupy biologiczne. Chwast – każda roślina niepożądana Pojęcie chwast stosowane jest w gospodarce rolnej, a także w gospodarce leśnej w odniesieniu do mało wartościowych drzew konkurujących z gatunkami przewidzianymi jako docelowy skład drzewostanu. Podział chwastów na grupy biologiczne: Podział ze względu na sposób odżywiania Chwasty samożywne i cudzożywne Cudzożywne pobierają bezpośrednio z rośliny żywicielskiej wodę i sole mineralne (pasożyty zielone posiadają chlorofil, są zdolne do asymilacji) lub wszystkie składniki pokarmowe potrzebne do życia (pasożyty bezzieleniowe - niezdolne do samodzielnej asymilacji). Samożywne samodzielnie pobierają wszystkie niezbędne im składniki ze środowiska, samodzielnie przeprowadzają fotosyntezę. Podział ze względu na długość życia osobniczego Jednoroczne: -efemerydy (chwasty krótkotrwałe, ich cykl życiowy jest krótki, kilkutygodniowy, często rozwija się ich kilka pokoleń w roku) -ozime (aby wydać nasiona muszą przejść jarowizację w okresie zimy) -zimujące (jeśli wschodzą jesienią zachowują się jak chwasty ozime, przy wschodach wiosną jak chwasty jare) -jare wcześnie wschodzące (nie mają wygórowanych wymagań termicznych, wschodzą wczesną wiosną) -jare późno wschodzące (ciepłolubne gatunki, ich wschody obserwowane są późną wiosną) Dwuletnie - pierwszego roku wegetacji zazwyczaj wytwarzają zgrubiały korzeń i rozetę liści. Kwitną i owocują w drugim roku. Wieloletnie (trwałe) - mogą rozmnażać się generatywnie i wegetatywnie, dzielimy je na: -rozłogowe (mogą się rozmnażać za pomocą rozłogów, jest to podstawowy sposób rozmnażania) -cebulowe (cechą charakterystyczną jest obecność cebuli którą tworzą mięsiste liście osadzone na skróconym pędzie podziemnym, jest to organ spichrzowy oraz pełniący funkcje rozmnażania wegetatywnego) -korzeniowo-odrostowe (mogą się rozmnażać wegetatywnie za pomocą pąków na korzeniach) -korzeniowe (mają gruby korzeń palowy - rozmnażają się głównie generatywnie, do rozmnażania wegetatywnego przyczyniają się działania uprawowe podczas których korzenie są rozwlekane po polu) Podział chwastów ze względu na siedlisko chwasty segetalne (polne) - chwasty występujące na polach uprawnych, ich cykle życiowe są dostosowane do cykli życiowych roślin które zachwaszczają, w zdecydowanej większości są to gatunki jednoroczne. chwasty ruderalne - występują na terenach nieuprawianych (rowy przydrożne, miedze, place wokół zabudowań). Mogą ze stanowisk ruderalnych rozprzestrzeniać się na plantacje oraz pośredniczyć w rozprzestrzenianiu się chorób i szkodników. chwasty użytków zielonych - występują na łąkach i pastwiskach. Niektóre w niewielkich ilościach są wskazane, jako cenny dodatek do paszy. Te które są tolerowane w ograniczonych ilościach nazywamy chwastami względnymi użytków zielonych, natomiast chwasty które nie są pożądane nawet w najmniejszych ilościach są określane jako bezwzględne chwasty użytków zielonych (np. gatunki trujące). 10. Wyjaśnij pojęcia: płodozmian, monokultura, miedzyplon. Płodozmian – następstwo roślin po sobie zaplanowane na konkretnej powierzchni pola i na szereg lat. Powierzchnię na której uprawiana jest dana roślina w płodozmianie nazywamy polem płodozmianu ( np. pole okopowych, pole zbożowych). Natomiast kolejność roślin następująca w czasie nazywana jest latami płodozmianu. Wyróżniamy płodozmiany Polowe, Paszowe, Specjalne i Specjalistyczne uproszczone. 1 Polowe – rodzaje płodozmianów polowych ustala się według elementu, który przeważa w płodozmianie Wyróżniamy: A – Zbożowe gdzie udział zbóż wynosi co najmniej 60% B – Okopowe rośliny okopowe zajmują ponad 25% C – Przemysłowe gdzie udział roślin przemysłowych wynosi ponad 25% D – Mieszane nie mają zdecydowanego charakteru określonego przewagą któregoś z elementów zmianowania. Często są to trójpolówki, które stosuje się zwykle na mniejszym obszarze w wyjątkowo korzystnych warunkach siedliska. E – Płodozmian z polem wypadającym – mianem pola wypadającego określamy pole zajęte przez rośliny wieloletnie, wyłączone na okres ich użytkowania ze zmianowania 2 Paszowe – rośliny pastewne uprawiane w plonie głównym (okopowe pastewne, strączkowe, motylkowe drobnonasienne, zboża na zielonkę) zajmują ponad 50% powierzchni płodozmianu. A – Pastewne – ich charakterystyczną cechą przedłużenie użytkowania mieszanki roślin motylkowych z trawami oraz wysiew poplonów. B – przemienne pastwiskowo łąkowe – forma pośrednia między płodozmianem pastwiskowym a użytkiem trwałym. Lokalizowane na polach zasobnych w wodę. Wieloletnie rośliny pastewne użytkowane są dłużej i czas trwania tego płodozmianu nie jest ściśle określony 3 Specjalne – wyróżniają się bądź dodatkowymi zadaniami jakie się im stawia ( np. płodozmian przeciwerozyjny), bądź specjalnym doborem czy celem uprawy ( płodozmian warzywny, nasiennym) A – Przeciwerozyjne – taki dobór i kolejność roślin, aby w czasie roztopów przedwiośnia i dreszczów późnojesiennych pola były pokryte roślinnością wieloletnią lub jednoroczną ozimą. 4 Płodozmiany specjalistyczne uproszczone- liczba uprawianych roślin jest ograniczona, mają pewne cechy monokultury. Stosowane głównie w gospodarstwach nastawionych na jeden kierunek produkcji. Czynnikami regenerującymi stanowiska jest stosowanie nawożenia organicznego i wysiew poplonów. Międzyplon (poplon) – jest to roślina w czystym siewie lub mieszance oprawiana pomiędzy plonami głównymi, celem uzyskania zielonki rzadziej zielonego nawozu. To trzeci dodatkowy zbiór z tego samego pola w ciągu dwóch lat. Ich uprawa ma duże znaczenie nie tylko dla produkcji paszy ale i ze względu na zwiększenie biologicznej aktywności i żyzności gleby, działanie strukturotwórcze roślin i wzbogacanie gleby w azot przez rośliny motylkowe. Wyróżnia się 3 rodzaje międzyplonów ścierniskowe, ozime i wsiewki międzyplonowe. Monokultura – system rolniczy polegający na wieloletnim uprawianiu na tym samym obszarze roślin jednego gatunku bądź o podobnych wymaganiach glebowych. Powoduje to szybkie wyjaławianie gleb nawet bardzo żyznych oraz zmianę ich struktury, zmęczenie gleby i obniżenie jej plonów. 11. Herbicydy i ich podział. Herbicydy- chemiczne środki chwastobójcze, jest to grupa związków chemicznych, które już w małych ilościach są zabójcze dla roślin, gdyż dezorganizują ich wzrost i przemianę materii. Stąd też stosuje się je do hamowania wzrostu bądź całkowitego niszczenia chwastów. Herbicydy można systematyzować według budowy chemicznej, sposobu działania na rośliny oraz ich stosowania. Z chemicznego punktu widzenia herbicydy są najczęściej pochodnymi węglowodorów, związków nitrowych, kwasów karboksylowych (alifatycznych i aromatycznych), fenoli amin itd. Z punktu widzenia fizjologicznej reakcji roślin dzieli się je na: - herbicydy kontaktowe, czyli parzące, które niszczą tkanki roślinne w miejscu zetknięcia się z nimi lub w najbliższym sąsiedztwie - herbicydy systemiczne, czyli układowe które, przenikają do wnętrza rośliny i tam się przemieszczają Ze względu na sposób stosowania można herbicydy podzielić na: - herbicydy doglebowe, które wprowadza się do gleby, a roślina czerpiąc je z podłoża wraz z innymi substancjami ulega zatruciu - herbicydy dolistne, które stosuje się bezpośrednio na wzrastająca część rośliny. Istnieje również podział herbicydów na: - herbicydy totalne, czyli działające na wszystkie gatunki roślin - herbicydy selektywne, działające tylko na niektóre gatunki roślin. Podział ten nie jest jednak uznawany za jednoznaczny, ponieważ większość herbicydów, głównie w zależności od dawki, sposobu i okresu jej zastosowania wykazuje bądź działanie totalne, bądź też selektywne. Działanie chwastobójcze herbicydów zależy nie tylko od cech chemicznych, fizycznych i toksydynamicznych, ale także od formy użytkowej sposobu stosowania, warunków meteorologicznych i glebowych oraz od wrażliwości fazy rozwojowej rośliny. Większość współcześnie stosowanych herbicydów wpływa na procesy biochemiczne roślin. 12. Bioróżnorodność i jej znaczenie. Bioróżnorodność- to rozmaitość wszystkich form życia, czyli mikroorganizmów, roślin i zwierząt na kuli ziemskiej. Bioróżnorodność jest pojęciem wyrażającym pełny dynamizm żywej przyrody. Skład genetyczny gatunków zmienia się w czasie i przestrzeni wskutek naturalnych i antropogenicznych oddziaływań selekcyjnych. Występowanie i liczebność gatunków w zespołach ekologicznych uzależnione jest od czynników biotycznych i fizycznych. Dzięki tej różnorodności organizmy opanowały wszystkie warunki środowiskowe na kuli ziemskiej. Ta ogromna zmienność pozwala na wykorzystanie tych warunków. Do dewastacji przyczynia się: rozwój przemysłu (wydobywczy i przetwórczy) urbanizacja globalne zmiany klimatyczne zanieczyszczenie środowiska Czynniki te wpłynęły na to iż wiele gatunków roślina a nawet całe ekosystemy zostały zniszczone, proces ten trwa nadal. Konwencję o bioróżnorodności podpisano na konferencji Narodów Zjednoczonych na szczycie Ziemi w Rio de Janeiro Bioróżnorodność ma podstawowe znaczenie dla ewolucji oraz trwałości układów podtrzymujących życie w biosferze. W celu ochrony bioróżnorodności konieczne jest przewidywanie, zapobieganie oraz zwalczanie przyczyn zmniejszania się lub jej zanikania. 13. Produktywność ekosystemów i jej ograniczenia. Ekosystem to zespół żywych organizmów tworzących biocenozę łącznie ze wszystkimi elementami środowiska nieożywionego, czyli z biotopem. Każdy naturalny ekosystem stanowi układ otwarty i funkcjonuje dzięki przepływowi energii i krążeniu materii. Energia przepływa jednokierunkowym strumieniem w układzie otwartym, materia natomiast krąży w ekosystemie w obiegu zamkniętym. Najważniejszym źródłem energii w ekosystemach jest energia słoneczna. Niecała docierająca energia zostaje skumulowana w organizmach. Część z niej jest wykorzystywana do podstawowych procesów metabolicznych i budowy własnych struktur organizmów, ale część tracona jest bezpowrotnie w postaci ciepła. Ekosystem dzielimy na: - ekosystem autotroficzny to ekosystem, którego podstawą funkcjonowania jest obecność światła i materia organiczna zwana autochtoniczną, wytwarzana w procesie fotosyntezy głównie przez rośliny zielone. Przykładami takich ekosystemów są las, torfowisko, łąka, staw, jezioro. - ekosystem heterotroficzny to ekosystem niepełny, niesamowystarczalny, pozbawiony producentów, w którym znajduje się materia pochodząca z zewnątrz, zwana materią allochtoniczną. Przykładem takiego ekosystemu jest jaskinia. Brak światła uniemożliwia występowanie roślin. Produktywność ekosystemu to ilość substancji organicznej wytwarzanej w jednostce czasu lub intensywność magazynowania energii w związkach organicznych. Produktywność ekosystemu dzieli się na produkcję pierwotną i wtórną. Produkcja pierwotna jest to tempo z jaką producenci przekształcają energię promieniowania słonecznego w procesie fotosyntezy na energię wiązań chemicznych. Produkcję pierwotną dzielimy na: - produkcję pierwotną brutto – mierzona szybkością fotosyntezy, czyli ilością wytworzonej przez producentów materii organicznej, łącznie z tą częścią materii, którą producenci zużywają w procesie oddychania; - produkcję pierwotną netto – mierzona tempem magazynowania materii organicznej w tkankach roślinnych bez materii wykorzystywanej na oddychanie; jest to produkcja brutto (A), czyli asymilacja, pomniejszona o straty związane z oddychaniem (R). Przyrost masy roślin: P= A-R. Produkcja wtórna jest to tempo wiązania energii przez konsumentów, czyli proces przyswajania materii organicznej i magazynowania energii przez konsumentów. Mierzy się go ilością biomasy wyprodukowanej przez konsumentów w jednostce czasu na jednostkę powierzchni. Produktywność ekosystemów zależy od wielu czynników i w każdym regionie Ziemi kształtuje się inaczej. Jej miarą jest produkcja pierwotna, która dla różnych ekosystemów waha się najczęściej w granicach 5002000 g/m2/rok. Tylko wysoko produktywne ekosystemy, np. plantacje trzciny cukrowej i wiecznie zielone lasy tropikalne, płytkie jeziora, niektóre estuaria i rafy koralowe, w których energia słoneczna jest wykorzystywana przez cały rok, mogą osiągnąć 2000 g/m2/rok, a nawet 5000 g/m2/rok. Wartości te, jak dotąd, zostały przekroczone jedynie w warunkach hodowli laboratoryjnych glonów i wyniosły 6000 g/m2/rok. 14. Zasady nawożenia i ochrony roślin w rolnictwie ekologicznym. Nawożenie w rolnictwie ekologicznym polega na zrównoważonym odżywianiu roslin uprawnych z wykorzystaniem produktów nie pochodzących z syntezy chemicznej, w celu zapewnienia odpowiednich warunków wzrostu i rozwoju roślinie uprawnej. Nawożenie oparte jest na stosowaniu materii organicznej w postaci obornika, kompostu, nawozów zielonych i resztek roślinnych pozostawionych po zbiorze plonu. Ponadto, odpowiednio ułożony płodozmian zapewnia dopływ materii organicznej (uprawa roślin motylkowatych i roślin pastewnych, uprawa międzyplonów). Ochrona roślin w rolnictwie ekologicznym, z uwagi na ograniczoną możliwość stosowania środków chemicznych, polega głównie na stosowaniu właściwych zabiegów profilaktycznych i agrotechnicznych oraz stwarzaniu warunków dla rozwoju mikroorganizmów pożytecznych. W przypadku istotnego zagrożenia plonu dozwolone jest stosowanie w celach interwencyjnych jedynie zakwalifikowanych dla potrzeb rolnictwa ekologicznego środków ochrony roślin. Stosowane zabiegi to: 1.wybór do uprawy odmian tolerancyjnych, mniej wrażliwych albo odpornych na choroby i szkodniki, 2.wysiew lub sadzenie w terminie zapewniającym szybkie i równomierne wschody roślin, na jednakowej głębokości, 3.przykrywanie roślin osłonami w czasie nasilenia pojawu składników, stosowanie pułapek świetlnych, substancji lub roślin odstraszających. 15. Proszę wymienić i krótko scharakteryzować podstawowe źródła biomasy energetycznej. Biomasa jest to masa organiczna zawarta w organizmach roślin i zwierząt. Jest to najstarsze i najszeżej współcześnie wykorzystywane odnawialne źródło energii. Za biomasę uważa się wszelkie substancje organiczne i biodegradowalne, roślinne lub zwierzęce oraz wszystkie inne substancje uzyskane z przetworzenia(transformacji) surowców pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Biomasa jest to masa materii zawarta w organizmach zwierzęcych lub roślinnych w momencie pomiaru. Biomasa jest największym potencjalnym źródłem odnawialnej energii w naszej strefie klimatycznej. Jednakże udział biomasy w bilansie energetycznym wynosi obecnie tylko ok.3%. Potencjał naszego kraju w produkcji biomasy jest bardzo wysoki i mógłby w 55% pokryć zapotrzebowanie na energię odnawialną w 2020 roku. W myśl Prawa energetycznego(Ustawa z dn.10.IV.1997r.)odnawialnym źródłem energii jest źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania m.in. energię pozyskiwaną z biomasy, a więc zarówno zbożową, jak i rzepakową oraz pochodzącą z roślin strączkowych, a także ze specjalnych upraw tzw. energetycznych. Rośliny energetyczne uprawiane w Polsce: -wierzba wiciowa -ślazowiec pensylwński, zwany również malwą pensylwańską -słonecznik bulwiasty, zwany powrzechnie topinamburem -róża wielokwiatowa -rdest sachaliński -trawy wieloletnie, m.in. miskant olbrzymi, miskant cukrowy, spartina preriowa, palczatka Gerarda Mianem roślin energetycznych określa się gatunki charakteryzujące się dużą produktywnością biomasy oraz wysoką sprawniością energetyczną tj. stosunkiem energii zawartej w biomasie do energii potrzebnej do jej wytworzenia. Wytworzona przez nie biomasa może być wykorzystywana w postaci zrębków, brykietu, czy peletu lub może być używana do współspalania w mieszkaniach z miałem węglowym w loklnych ciepłowniach. Wsród wieloletnich gatunków roślin enrgetycznych wyróżnić można, m.in.: mozgę trzcinowatą, spartię preriową, proso rózgowate, topinambur, ślazowiec pensylwański, rdest japoński czy też wierzbę i topolę z gatunków drzewiastych. Istnieje również możliwość wykorzystania traw na cele energetyczne, ze względu na dużą wydajność biomasy. Dodatkowym atutem tego gatunku jest również jego wysoka zdolność do poberania z gleby dużych ilości metali ciężkich, co szczególnie może być przydatne na terenach przeznaczonych do rekultywacji. W Polsce występują duże możliwości wykorzystania jednorocznych roślin uprawianych na cele energetyczne. Najpowszechniej uprawianą grupą roślin są zboża, które w strukturze zasiewów zajmują ok.73,2%. Podstawowym sposobem wykorzystania zbóż jest zagospodarowanie słomy poprzez jej spalanie (żyto, pszenica lub przenżyto) lub ziarna ( owies). Duże nadzieje wiąże się również z uprawą kukurydzy z przeznaczeniem produkcji na bioetanol. Do produkcji bioetanolu mogą być wykorzystywane różne surowce roślinne, m.in.: zboża, ziemniak, burak cukrowy. W lokalnych strategiach gospodarowania energią powinny być stosowane wieloletnie płodozmiany energetyczne, zakładające gatunki roślin dostosowanych do konkretnych warunków siedliskowych. Muszą to być rośliny, które nie będą degradowały gleby, wzbogacały ją w próchnicę zachowując bilans wodny, dobrze wykorzystujące nawożenie alternatywne i spełniające funkcje proekologiczne: np.buforowanie i filtracja zanieczyszczeń. Produkcja biomasy wierzb krzewiastych z przeznaczeniem na biopaliwa stałe, na użytkach rolnych daje możliwość wykorzystania gruntów wyłączanych z produkcji żywności, odłogowanych i zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Obecnie w krajach Unii Europejskiej prowadzi się badania nad uprawą m.in. roślin oleistych (np. rzepaku, lnu, gorczycy-do produkcji biodiesla), roślin bogatych w węglowodany (np.ziemniaków, buraków, zbóż-do produkcji bioetanolu). 16. Czynniki glebotwórcze. * klimat, *woda, *organizmy żywe, *rzeźba terenu, działalność człowieka, *czas ( wiek gleby). Czynniki te działają we wzajemniej zależności od siebie. Proces glebotwórczy należy łączyć z kompleksowym działaniem czynników glebotwórczych. Nie wyklucza to dominacji któregoś z czynników przy tworzeniu określonej gleby. 17.Antropogenizacja gleb. Pozytywne i negatywne efekty tych procesów. Antropogenezą nazywamy ten etap ewolucji gleb, w ktorym człowiek dołączył do działania naturalnych czynników glebotwórczych (klimat, fizyczne i chemiczne właściwości skał glebotwórczych, rzeźba terenu, stosunki gruntowo-wodne, przedrolniczy rozwój gleby). Wszechstronna działalność człowieka stanowi podstawowy czynnik przeobrażeń gleb współczesnych. Czynnik antropogeniczny modyfikuje właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleb poprzez: wylesienie terenu, osuszenie bagien i gatunków podmokłych, uprawę mechaniczną, erozję wodną i wietrzną, nawożenie organiczne i mineralne, wynoszenie składników z plonami roślin, techniczną przebudowę gleby, rekultywację nieużytków itp. Faza antropogenicznej ewolucji gleb w zakresie rolniczej działalności człowieka przejawia się głównie w jednoczesnym, a dwubiegowym oddziaływaniu , a mianowicie jego czynności ukulturalniających i działania degradującego. Pozytywny wpływ czynnika antropogenicznego na gleby: 1. pogłębienie warstwy ornej (najistotniejszy pozytywny wpływ człowieka). Zabieg ten, łącznie z nawożeniem organicznym powoduje: * wytworzenie poziomu akumulacyjnego znacznie bardziej miąższego od naturalnych poziomów akumulacyjnych (z wyjątkiem czarnoziemów, czarnych ziem i niektórych rędzin), * zwiększenie zasobów węgla organicznego w glebach, *poprawienie właściwości chemicznych gleb, *poprawienie właściwości biologicznych gleb, *korzystny wpływ na stan agrofizyczny gleb, 2. racjonalne regulowanie odczynu gleby wpływa na: *poprawę jakości związków próchnicznych, *poprawa właściwości biologicznych, *poprawa stosunków wodno-powietrznych gleb, *korzystny chemizm roztworu glebowego. 3. Regulacja stosunków wodnych wpływa na zdecydowaną poprawę jakości gleb mineralnych (niekiedy o kilka klas bonitacjnych). 4. Racjonalne stosowanie nawozów mineralnych i organicznych oraz chemicznych środków ochrony roślin. 5. Wysoki poziom zabiegów agrotechnicznych i stosowanie zrównoważonych środków produkcji. Oprócz pozytywnych skutków oddziaływania człowieka na gleby , pojawiają sie również, z reguły nie zamierzone, skutki ujemne. Można do nich zaliczyć: 1. straty ilościowe gleb w wyniku przejmowania gleb na cele nie związane z rolnictwem i leśnictwem oraz wskutek erozji, zwłaszcza wodnej; 2. pogarszanie się jakości gleb w rezultacie: oddziaływania przemysłu, górnictwa, intensyfikacji rolnictwa (w szczególności chemizacji), urbanizacji, komunikacji; 3. nasilenie procesu zakwaszenia gleb przez związki siarki w rejonach przemysłowych, ale też silnie zurbanizowanych; 4. naruszenie równowagi jonowej w glebach pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych; 5. nadmierna koncentracja metali ciężkich na terenach uprzemysłowionych, zurbanizowanych i wzdłuż szlaków komunikacyjnych. Człowiek może nasilić procesy erozyjne. Systematyka gleb uwzględnia wpływ antropogenizacji na powstawanie gleb , stąd też wydzielony został dział gleb antropogenicznych. Dział ten dzieli się na dwa rzędy: 1. gleby kulturoziemne- który obejmuje gleby powstałe w wyniku pozytywnej działalności człowieka (np.ogrodowe); 2. gleby urbano- i industrioziemne- które obejmują gleby zniekształcone na skutek działalności człowieka. 17. Podstawowe elementy waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej. 18. Ekologiczne znaczenie użytków zielonych. Użytki zielone zwane łąkami i pastwiskami są to tereny porośnięte przez wielogatunkową i wieloletnią roślinność zielną z przewagą traw. Do funkcji ekologicznych UZ zaliczamy: -funkcja klimatyczna -funkcja hydrologiczna -funkcja fitosanitarna -funkcja przeciwerozyjna Funkcja klimatyczna -wykorzystanie przez trawy dwutlenku węgla i produkcja tlenu -łagodzenie wahań temp gleby -ochrona przed nadmiernym nagrzaniem i przemarzaniem zimą -nawilżanie powietrza Funkcja hydrologiczna -retencjonowanie wody dzięki wysokiej pojemności wodnej -ścinanie fali powodziowej Funkcja fitosanitarna -oczyszczanie wód spływających z przyległych gruntów zawierających pozostałości środków ochrony roślin i nawozów dzięki czemu chronią wody przed eutrofizacją -utylizacja ścieków przemysłowych i komunalnych -utylizacja gnojowicy -oczyszczanie atmosfery z gazów i pyłów Funkcja przeciwerozyjna -ochrona gleb przed erozją wodną i wietrzną -ochrona gleb organicznych przed nadmiernym ich rozpyleniem i mineralizacja. 19. Metody zagospodarowania trwałych użytków zielonych. METODY ZAGOSPODAROWANIA I ODNAWIANIA: 1.odnawianie przez nawożenie i użytkowanie bez niszczenia istniejącej darni 2.podsiew odpowiednią mieszanką traw i motylkowatych przy częściowym zniszczeniu istniejącej darni 3.pełny siew mieszankami traw i motylkowatych przy całkowitym zniszczeniu istniejącej darni, czyli tzw. Pełna uprawa Odnawianie przez nawożenie- najmniej czasu i pracy; może być przeprowadzane gdy w runi występuje przynajmniej 20% chwastów trudnych do zwalczenia (barszcz zwyczajny, skrzypy, sity, rdest wężownik) nie przekracza 30% i powierzchnia UZ jest wyrównana Podsiew- polega na wprowadzeniu do istniejącej darni nasion traw wartościowych i motylkowatych przy częściowym zniszczeniu radni; stosuje się gdy ruń łąkowa jest silnie przerzedzona lub gdy wykonaliśmy zasiewy trawami w poprzednim roku i wschody były słabe; dotyczą części UZ Pełny siew - polega na całkowitym zniszczeniu dotychczasowej roślinności przez uprawę (głównie orkę) a następnie obsianie powierzchni mieszanką traw i roślin motylkowatych, stosujemy gdy nie można zastosować wcześniejszych zabiegów, po zmeliorowaniu terenów 20.Podaj definicję i zinterpretuj prawo minimum Liebiga oraz podaj przykłady występowania składników pokarmowych w minimum w różnych agroekosystemach. Prawo minimum Liebiga .czynnika ograniczającego zasada, sformułowane w 1840r. przez niemieckiego chemika J. von Liebiga prawo głoszące, że wzrost i rozwój roślin uzależniony jest od tego składnika pokarmowego, którego względna koncentracja w podłożu (przy uwzględnieniu zapotrzebowania rośliny), w porównaniu z pozostałymi, jest najmniejsza, tj. znajduje się w minimum. Jeśli roślinie dostarczy się optymalną ilość pierwiastków mineralnych, z wyjątkiem jednego, to ten pierwiastek będzie ograniczał jej wzrost, a jego uzupełnienie spowoduje usunięcie czynnika limitującego. Prawo minimum znalazło również zastosowanie w ekologii zwierząt i rozszerzone zostało na działanie czynników ekologicznych (np. czynnikiem minimum rozwoju rośliny może być niedostateczna ilość światła). Rozwinięciem tego prawa jest zasada tolerancji ekologicznej Shelforda. 20. Wpływ nawozów mineralnych i organicznych na właściwości fizyczne, fizykochemiczne, chemiczne i biologiczne gleb. Na ogół gleby nie zawierają wystarczających ilości makroskładników dla roślin uprawnych, głównie NPK, konieczne jest więc dostarczenie nawozów sztucznych na pola, a także nawozów organicznych ze względu na to, że użytkowanie rolnicze przyczynia się do utraty substancji organicznej w glebie. Brak nawożenia może doprowadzić do utraty urodzajności i żyzności gleby. Nawozy mają największą plonotwórczą efektywność spośród wszystkich czynników intensyfikacji produkcji roślinnej. Wpływ nawozów mineralnych i organicznych na właściwości fizyczne, fizykochemiczne i biologiczne gleb zależy od wielu czynników, np.: struktury użytkowania ziemi, stosowanej technologii uprawy roślin, ilości i jakości stosowanego nawożenia mineralnego, sposobu stosowania nawozów mineralnych i organicznych, intensywności i sposobu hodowli zwierząt gospodarskich, gospodarki wodno-ściekowej na terenach rolniczych, wielkości opadów atmosferycznych, właściwości samych gleb, jej pojemności sorpcyjnej i właściwości buforowych, fizjografii obszarów rolniczych. Racjonalne użycie nawozów, polegające na dostosowaniu dawek nawozowych do rzeczywistych wymagań roślin uprawnych, ich gatunków, odmian, warunków glebowych i agrotechnicznych oraz lokalnych warunków środowiska nie wpływa z regułynegatywnie na właściwości gleb. Nawożenie powinno uzupełniać tylko te składniki pokarmowe, które w glebie znajdują się w niedostatecznej ilości ( z uwzględnieniem współczynnika wykorzystania nawozów). Stosowanie zbyt wysokich dawek nawozów mineralnych lub wadliwa ich aplikacja na polach powoduje wzrost zakwaszenia, zakłóca równowagę jonową w środowisku glebowym i zmieniając negatywnie chemizm gleb powoduje spadek ich aktywności biologicznej, co w konsekwencji wpływa na obniżenie zawartości próchnicy, pogorszenie jej jakości i niekorzystne zmiany stanu fizycznego gleb (spadek porowatości i pojemności wodnej, pogorszenie struktury i stosunków wodnopowietrznych, zwiększenie cieżaru objętościowego), a także właściwości fizykochemicznych (właściwości sorpcyjnych i buforowych gleby). Powszechnie podkreśla się korzystne oddziaływanie nawozów organicznych na właściwości gleb: fizyczne (wzrost porowatości i pojemności wodnej, poprawa struktury i stosunków wodno-powietrznych, zmniejszenie ciężaru objętościowego), biologiczne (rozwój mikroorganizmów, nasilenie transformacji materii organicznej, pojawienie się koloidów organicznych , śluzów bakteryjnych), fizykochemiczne (wzrost pojemności sorpcyjnej i wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami) i chemicznych ( wzrost zawartości kwasów huminowych, próchnicy, przyswajalnych składników pokarmowych – makro- i mikroelementów). Należy jednak pokreślić, że w ochronie środowiska gnojowicę traktuje się jako ściek i jej wprowadzenie do gleby wymaga specjalnego pozwolenia. Najczęściej proponowane dawki gnojowicy wynoszą 20-40 m3/ha. Generalnie, każdy sposób nawożenia nie jest obojętny dla środowiska glebowego. Nawożenie powoduje akumulację metali ciężkich w glebach i włączanie ich w obieg troficzny, miejscowe zakwaszenie, zmianę struktury gleby, niestabilność bilansu organiki, szczególnie poprzez włączanie nadmiaru fosforu w obieg biochemiczny. Ponadto nawożenie niesie ryzyko ubożenia naturalnych warunków troficznych, zachwiania równowagi między elementami wtórnymi krajobrazu. Podczas rozprowadzania stałych i płynnych nawozów organicznych oraz mineralnych na użytkach zielonych występuje niebezpieczeństwo dużych strat azotu spowodowane brakiem możliwości wymieszania ich z glebą. Nawożenie powinno odbywać się tylko w okresach wegetacji roślin. Najważniejszymi sposobami racjonalnego stosowania nawozów jest poprzedzenie nawożenia mineralnego badaniem żyzności gleby i stosowanie dawki nawozów odpowiadającej potrzebom pokarmowym roślin; dzielenie dawki, zwłaszcza nawozów azotowych i dostosowane ich wielkosci do akyualnych potrzeb rozwojowych roslin;opracowanie przemysłowych technologi prodkcji nawozów o ograniczonej rozpuszczalnoci w wodzie;stosowanieobornika scisle z zaleceniami agrotevhnicznymi;stosowanie płynnych nawozów organicznych we włściwym czasie oraz sposób zapewniający ich natychmiastowe przykrycie;utrzymanie optymalnej kwasowości gleb uprawnych zapewniającej odpowiedni poziom próchnicy w glebie(próchnica decyduje w dużej mierze o właściwościach sorpcyjnch gleby);zapewnia ,w miare możliwości ,maksymalnie dlugiego okresu pozostawania gleby pod okrywą roślinną;dostosowanie rodzaju uprawianych roślin do żyznosci gleby oraz stosowanie w zmianowaniu nie mniej niż 4-5 gatónków ;elminowanie uprawy mechanicznej gleby na obszarach zagrozonych erozją wodną i przeznaczenie ich pod trwałe uzytki zielone ; opracowanie regulacji prawnych dotyczących sposobów składowania odchodów zwierzęcych i stosoania ich na pola, ograniczenia obsady zwierząt w gospodarstwie do wielkości gwarantującej optymalne wykorzystywanie nawozów organicznych. [23. Technologia i technika wapnowania gleb oraz znaczenie wapnia w żywieniu roślin-funkcje fiziologiczne, symptomy niedoboru i nadmiaru.] Wapnowanie gleby należy wykonywać raz na kilka lat, w dawkach zalecanych przez okręgowe stacje chemiczno-rolnicze. Przewapnowanie gleby może obniżać plony w okresie 2-3 lat. Nawozy wapniowe działają w glebie przez kilka lat,dlatego ich stosowanie należy rozpatrywać w zmianowaniach lub płodozmianach .Wapmiowanie zaleca sie pod lucernę, koniczynę, wykę i konopie, natomiast nie należy wapnować pod łubiny, kukurydzę i len. Najlepszym sposobem wapniowania jest rozrzucanie tego nawozu na ścierń i przykrycie za pomocą podorywki wykonanej na głębokości 6-8cm. Wapń wpływa przede wszystkim na rozkład i syntezę próchnicy .Stymuluje wszechstronnie heterotroficzne mikroorganizmy, uaktywniając tym samym materię organiczną i uruchamiając azot w glebach kwaśnych. Stymuluje również bakterii wiążących azot. Zmniejsza steżenie jonów wodoru, powoduje wzrost steżenia jonów OH- oraz ilości wymiennego wapnia i magnezu, zmniejsza rozpuszczalność Fe, Al i Mn, zwiększa przyswajalność fosforów i molibdenianów, powoduje wzrost stopnia nasycenia zasadami, zwiększenie lub zmniejszenie przyswajalności potasu w zależności od warunków. Wpływa więc pośrednio na przyswajalność składników pokarmowych i mobilnośc pierwiastków toksycznych. Wzrost pH gdy przyśpiesza znacznie hydrolizę białek i amonifikację, oraz utlenianie siarki. Korzystny wpływ wapniowania na rosliny uprawne jest wynikiem bezpośredniego działania pokarmowego lub regulującego, usuwania lub neutrolizowania związków toksycznych, hamowanie rozwoju chorób, wzrostu przyswajalności składników pokarmowych, pobudzenia aktywności mikoorganizmów wpływających na przyswajalność składników pokarmowych. Jednak wapniowanie powoduje wyraźne zahamowanie wzrostu wielu roślin np.żurawiny, czarnej jagody, arbuza. Nadmiar tego pierwiastka może powodować: niedostatek Fe, Mn, Cu lub Zn , zmniejszanie się przyswajalności fosforów (nierozpuszczalne fosforany wapnia), zakłócenie absorbcji fosforu przez rośliny, a szczególnie jego metabolizmu, ograniczenie pobierania boru, radykalne zmiany pH. Ubytek Ca i Mg w glebach może byc spowodowany przez erozję, pobieranie przez rośliny i wymywanie. W wyniku mineralizacji substancji organicznej tworzy sie pewna ilość kwasów. Powstałe w tych warynkach jony H+ będą miały tendencję do wypierania wymiennego wapnia z kompleksu koloidalnego i z węglanu wapnia.W miarę jak rozpuszczalne związki Ca i Mg sa usuwane stopień nasycenia zasadami oraz pH zmniejszają się i może zachodzić potrzeba nastepnego wapniowania. [24.Wymień najważniejsze mikroelementy niezbędne dla roślin, podaj w jakich warunkach występować mogą ich niedobory/nadmiary oraz wymień nawozy mikroelementowe.] Do prawidłowego wzrostu oraz dobrego plonowania oprócz mikroelementów roślina potrzebuje w znacznie mniejszych ilościach takich składników jak: B, Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co.Wspólną cechą mikroelementów jest to, że potrzebne są one roślinom i mikroorganizmom w bardzo małych ilościach, a działają szkodliwie jeśli zawartość ich w glebie w formie przyswajalnej jest duża. Pierwiastki te spełniają ważne funkcje: regulują procesy asymilacji, wzrostu, oddychania, wytwarzania enzymów, barwników. Wiele tych pierwiastków działa poprzez pewne układy enzymatyczne. Niedobory mikroelementów mogą powodować lub zwiększyć podatność na choroby fiziologiczne roślin. Małe zapotrzebowanie roslin w stosunku do mikroelementów oraz wysoka efektywność w pobieraniu tych składników przez cześci nadziemne przy nawożeniu pozakorzeniowym stwarzają warunki do zastapienia nawożenia doglebowego dolistnym. Nawożenie dolistne drzew owocowych mikroelementami jak do tej pory znalazło praktyczne zastosowanie przede wszystkim w ograniczeniu deficytu tych pierwiastków. W wielu krajach intesywna produkcja sadownicza nie jest możliwa bez zastosowania nawożenia mikroskładnikami. W warunkach polskich niedobory tych składników w skali globalnej nie stanowią większego problemu, aczkolwiek w niektórych rejonach sadowniczych mają istotne znaczenie. Bor-deficyt zmniejsza szybkość pobierania wody i powoduje gromadzenie sie w roślinie nadmiernych ilości węglowodanów, zanika proces podziału komórki, niewłaściwie przebiega kwitnienie i owocowanie, nastepuje zahamowanie wzrostu. Najbardziej niedobory B uwidaczniają się w uprawie buraka cukrowego (zgorzel liści sercowych - liście skrecają się, żółkną, brumatnieją i giną). Na deficyt boru niekorzystnie reaguje pomidor (słabo kwitnie, zawiązuje mało owoców, które są drobne i łatwo opadają), kalafior ( wytwarzają luźne róże, które ciemnieją i brunatnieją), a także fasola, burak ćwikłowy. Takie rośliny jak tytoń, słonecznik, mak, rzepak slabo kwitną. Kwiaty łatwo opadają a zawiązane nasiona słabo się wykształcają. Deficyt boru w przypadku roślin sadowniczych powoduje przedwczesne opadanie liści drzew i skorkowacanie owoców. Cynk - rola cynku związana jest z tworzeniem się pewnych hormonów wzrostowych i procesem rozmnażania niektórych gatunków roślin. Na niedobory tego składnika najbardziej wrażliwy jest ziemniak (liście sa zółte lub nawet brunatne, ulegaja pofałdowaniu, stają się zgrubiałe i kruche), kukurydza (zamieranie liści i niski wzrost roślin), fasola (zahamowanie wzrostu roślin), burak cukrowy, cebula, pomidor i drzewa owocowe (karłowacenie liści, które stają się sztywne i kruche, z czasem zamierają. Niedobory u drzew owocowych wpływają na kruchość liści i obumieranie wierzchołków gałązek. Owoce są drobne, nieprawidłowo wykształcone i jest ich mało). Miedź – bierze udział w oddychaniu oraz wpływa na wykorzystanie żelaza. Objawy niedoboru (tzw. Choroba nowin) u roślin to jaśnienie i skręcanie się liści, zboża przedwcześnie się kłoszą, ziarno słabo wypełnione, plon niski. U drzew owocowych zasychanie liści, wcześniej plamy chlorotyczne. Mogą również zasychać wierzchołki pędów. Kora drzew łuszczy sie, głęboko pęka. Cu zwiększa odporność roślin na choroby grzybowe. Mangan – niedobór powoduje nadmierne gromadzenie się azotanów w tkankach roślin, w sadownictwie najczęściej występuje u czereśni i jabłoni, w charakterystycznej formie cętkowanej chlorozy na blaszkach liściowych. Do roślin najbardziej wrażliwych na deficyt tego składnika należą: owies, burak, ziemniak, groch. Jednym z najbardziej znanych objawów jest tzw.szara plamistość albo plamistość zbóż. Mn wpływa na intensywność fotosyntezy oraz syntezy węglowodanów i witaminy C. Molibden- z niedoborem tego składnika praktycznie mozna sie liczyc w przypadku roślin motylkowych, a także e w przypadku nawożenia wysokim dawkami azotu,a zwłaszcza w formie saletr, ponieważ jest on niezbędny w procesie wiązania azotu przez bakterie brodawkowate, może nastąpić gromadzenie sie azotanów w tkankach roslin. Na niedobór tego składnika wrażliwy jest przede wszystkim kalafior (zasychanie liści oraz gnicie liści najmłodszych ). Żelazo-typowym objawem deficytu jest wystepowanie na liściach chlorozy, tzn. liście nabierają jasnożółtego zabarwienia. Objawy te są podobne u wszystkich gatunków roslin. Fe ma duży wpływ na wytwarzanie chlorofitu przez rośliny i jest niezbędne do syntezy białek w chloroplastach. Chlor i kobalt sa pierwiastkami , których niezbędność stwierdzono nie tak dawno. Brak chloru powoduje osłabienie wzrostu zarówno części nadziemnych, jak i podziemnych roslin. Kobalt jest niezbędny do symbiotycznego wiązania azotu. Selen-w ostatnich latach prowadzi sie badania nad jeszcze jednym mikroelementem –Se. Se w metabolizmie człowieka i zwierząt ma zdolność redukcji nadtlenu wodoru i nadtlenków organicznych i w ten sposób chroni komórke przed ich szkodliwym działaniem.W związku z tym zawartość selenu w roślinach powinna być monitorowana. Należy brać pod uwagę synergizm i antagonizm wystepujący w obrębie makro i mikroskładników wprowadzanych do środowiska glebowego, ze względu na wpływ na przyswajalność tych składników przez rosliny. Nawożenie azotem wpływa na zwiększenie pobierania Ca i Mg, a ogranicza pobieranie potasu, miedzi, cynku i magnezu. Silne nawożenie fosforem ogranicza pobieranie przez rośliny cunku i miedzi, szczególnie w glebach zasadowych. Potas ogranicza pobieranie przez rosliny magnezu, wapnia, azotu i zazwyczaj zwieksza podatność na choroby fizjologiczne. Wysoka zawartośc w glebie magnezu zwieksza pobieranie cynku i Mn, a ogranicza pobieranie K, Ca i Cu. Nadmiar wapnia w glebie ogranicza pobieranie potasu, Mg, Fe i innych makroelementów nawet do wystapienia ich niedoborów, szczególnie Mn i Zn. Wysoka zawartość Cu ogranicza pobieranie Fe, Zn i Mn, a Zn, Mn i B aktywizuja pobieranie potasu i ograniczają dostępność magnezu. Niedobór mikroelementów wystepuje w glebach silnie wymytych , kwasnych, piaskowatych (kwaśne wymywanie usunęło znaczną część i tak małej pierwotnej ilości tych pierwiastków), o bardzo wysokim pH, dających bardzo wysokie plony, a nawożonych tylko dużymi dawkami makroelementów. Niedostatek B występuje najczęsciej u roślin uprawianych na glebach silnie zwapnowanych oraz na glebach wytworzonych z piasków. Niedostatek Cu na glebach organicznych i po silnym nawożeniu azotem, a także na glebach silnie zwapnowanych. Niedobór molibdenu najczęściej występuje u roślin uprawianych na glebach kwaśnych, zawierających dużo żelaza. W pobieraniu P, Mg i Ca występują u roślin regulacje genetyczne i w plonach nie spotyka się nadmiaru tych składników. Natomiast N i K mogą rośliny pobierać w ilościach nadmiernych aż do zawartości toksycznej dla ludzi i zwierząt. Również mikroelementy pobierane są przez rośliny w nadmiarze po obfitym nawożeniu łatwo rozpuszczalnymi związkami tych pierwiastków, dlatego niezbędna jest ostrożność w stosowaniu mikronawozów. Nadmiary mikroelementów występować mogą w warunkach antropogenicznego zanieczyszczenia gleb, np. w pobliżu zakładów przemysłowych lub tras komunikacyjnych. Do podstawowych nawozów mineralnych dodaje się domieszki azotanów lub rozpuszczalnych siarczanów (Fe, Cu, Zn, Co), boraks, molibdenian amonowy, np.superfosfat borowany. 25.Wymień metody hodowli i omów jedną z nich . Metody hodowli to: selekcja krzyżowanie chów wsobny i heterozja metody mutacyjne hodowla poliploidalna inżynieria chromosomowa inżynieria genetyczna kultury tkankowe( hodowla in vitro) Selekcja- to najstarsza metoda hodowlana. Obecnie jest to przemyślany wybór osobników do dalszej hodowli. Rodzaje selekcji: a. selekcja masowa- polega na wyborze z określonej populacji najlepszych osobników i rozmnażanie ich w populacji. b. Selekcja masowo- grupowa- polega na wyborze z populacji osobników podział ich na grupy o określonych właściwościach a w następnym roku rozmnażanie oddzielnie każdej grupy. c. Selekcja indywidualna- polega na wyborze pojedynczych osobników i w kolejnym roku rozmnażanie ich na oddzielnych poletkach, u roślin samopylnych nazywana jest selekcją rodowodową ponieważ znamy pochodzenie każdego potomstwa natomiast u roślin obcopylnych nazywana indywidualnomasową znamy jedynie formę mateczną. Ogólnie selekcję dzielimy na naturalną wynikająca z działania czynników środowiska oraz sztuczna prowadzona przez hodowcę prowadzona w oparciu o cechy morfologiczne. Krzyżowanie- stosowanie jest w hodowli twórczej, metoda nazywana jest inaczej hodowlą krzyżówkową lub rekombinacyjną. W wyniku krzyżowania otrzymujemy nowy materiał mieszańcowy jest podstawą do tworzenia nowych odmian. Hodowca wybiera komponenty do krzyżowania. Występuje wiele rodzajów krzyżowania: a. b. c. d. e. f. g. krzyżowanie proste krzyżowanie zwrotne krzyżowanie złożone krzyżowanie wielokrotne krzyżowanie wielokierunkowe krzyżowanie wsteczne krzyżowanie wypierające Kultury in vitro- to hodowla komórek, tkanek lub fragmentów organów roślinnych prowadzonych w warunkach laboratoryjnych na specjalnie dobranych pożywkach prowadzona w ściśle określonych warunkach sterylnych. Wprowadzenie kultur in vitro było możliwe dzięki zjawiskowi totipotencji- czyli zdolności odtwarzania poszczególnych organów nawet z pojedynczej komórki. Do prowadzenia kultur in vitro wybieramy materiał fizjologicznie młode organy, materiał podlega sterylizacji. Kultury prowadzone sa na plytkach Petriego, w kolbach lub probówkach. Prowadzona sa na specjalnych pożywkach, które mają na celu inicjowanie wzrostu. W jej skład wchodzą makro i mikroelementy, substancje organiczne- cukry, aminokwasy, witaminy czy regulatory wzrostu. 26.Przedstaw rodzaje mutacji oraz możliwości ich wykorzystania w hodowli roślin. Termin "mutacja" do nauki wprowadził Hugo de Vries w roku 1909. Mutacja to zmiana w materiale genetycznym, powstająca samorzutnie lub pod wpływem różnych czynników. Mutacja może być dziedziczona, jeśli nastąpiła w linii komórek płciowych. Rodzaje mutacji: genowe (punktowe) - zachodzą na odcinku DNA krótszym niż jeden gen; polegają na zmianie właściwej sekwencji nukleotydów (zamianie, wycięciu lub wstawieniu par pojedynczych nukleotydów lub odcinków trochę dłuższych) chromosomowe - dotyczą zmiany struktury chromosomów lub ich liczby strukturalne (aberracje) - polegają na zmianie struktury w obrębie jednego chromosomu lub pomiędzy chromosomami niehomologicznymi liczbowe (genomowe) - dotyczą zmiany całego genomu, który zostaje zubożony lub powiększony o jeden chromosom lub też zwielokrotniony całkowicie (o całe "n"); są wynikiem zaburzenia procesów podziałowych, konkretnie nieprawidłowego rozejścia się chromosomów. 27.Co to jest heterozja i jakie jest jej znaczenie w hodowli roślin. Heterozja- bujność mieszańców pierwszego pokolenia . Występuje między mieszańcami , które otrzymujemy przez krzyżowanie różnych form lub linii homozygotycznych . Objawia się to w pierwszym pokoleniu , a w następnych pokoleniach spada , dlatego wykorzystujemy w praktyce pierwsze pokolenie takich mieszańców . Ta bujność może objawiać się zwiększonym plonem zielonej masy , nasion , korzeni oraz nawet odporności na czynniki stresowe środowiska. Może być prowadzona u roślin samo i obcopylnych i u gat. u którch wystepują geny męskiej sterylności . Te geny powodują to, że roślina nie wytwarza pyłku albo pyłek jest nieżywotny wtedy taką roślinę przy tworzeniu mieszańców dajemy na formę mateczną. 28Co to jest współczynnik transpiracji-przykłady roślin z uwzględnieniem róznej jego wielkości. Wymagania wodne roślin zaspokajane są przez zasoby tej substancji w środowisku. Ponieważ cały czas zasoby te wyczerpują się w wyniku procesu parowania terenowego, w związku z tym najważniejszą funkcję uzupełniającą spełniają opady atmosferyczne. Przyjmuje się, że wysokość plonów roślin jest iloczynem współczynnika transpiracji i ilości zużytej wody na transpirację. Współczynnik transpiracji oznacza ilość wytranspirowanej wody potrzebnej do wyprodukowania 1 kg suchej masy rośliny. Współczynnik może wynosić np.293 l/kg dla prosa, które dobrze rośnie na glebach suchych, do 905 l/kg dla lnu, który wymaga gleb mocno wilgotnych. Współczynnik transpiracji nie jest wartością stałą dla danego gatunku rośliny, zależy od: Poziomu wilgotności gleby-zwiększa sie, gdy suchsza; Temperatury; Zasobności gleby w składniki mineralne- zmniejsza się wraz ze wzrostem zasobności; Rodzaju gleby-zwiększa sie dla lżejszych gleb; Kwasowości gleb; Typowe wartości współczynnika transpiracji dla roślin uprawnych wynoszą: Burak cukrowy: 200-400 l/kg ; Jęczmień, pszenica : 400-500 l/kg; Rzepak, groch, owies, bobik: 500-600 l/kg; Koniczyna czerwona, koniczyna inkarnatka, trawy: 600-700 l/kg; Kapusta pastewna: 700l/kg. 29Wiązanie azotu cząsteczkowego przez mikroorganizmy- znaczenie tego procesu dla rolnictwa. Wiadomo od wieków, że pewne rośliny, takie jak koniczyny, lucerna, groch, fasola i inne ulepszają w pewien sposób glebę, umożliwiając uzyskanie wyższych plonów uprawianych po nich zbóż. Jest to spowodowane wiązaniem azotu atmosferycznego przez bakterie znajdujące sie w brodawkach na korzeniach roślin żywicieli. Większość tych roślin należy do rodziny motylkowatych, jak również wiele roślin niemotylkowatych wytwarza brodawki. Brodawki powstają wskutek podrażnienia powierzchni korzenia. Ponieważ rośliny zdolne są do wykorzystywania części azotu wiązanego przez bakterie jest to przykład symbiozy tych organizmów. Bakterie żyjące w symbiozie należą do rodziny Rhizobium. Potocznie nazywane są one bakteriami brodawkowymi. Bakterie współżyjące z jednym gatunkiem roślin motylkowych nie zawsze są przystosowane do wytworzenia brodawek i związania azotu na innych gatunkach roślin motylkowatych. Jednakże w praktyce uzyskuje się pomyślne wyniki wskutek stosowania krzyżowego zakażenia ( zakażenie jednych roślin przez Rhizobia innych roślin). Do zadań gospodarza należy niewątpliwie dostarczenie węglowodanów jako źródła energii dla bakterii asymilujących azot. Zanotowano kilkakrotny wzrost zawartości N w roślinach wyrosłych na glebie szczepionej w porównaniu z glebą nie szczepioną. Lucerna umożliwia wiązanie szczególnie dużych ilości N, koniczyny są mniej wydajne. Wapń działa korzystnie na powstawanie brodawek. Specyficzną rolę w wiązaniu azotu odgrywają niektóre mikroelementy, takie jak : Mo, B, Co i Fe. Mineralne formy azotu ograniczają zarówno tworzenie sie brodawek, jak i wiązanie azotu. Zarówno w glebach, jak i w wodzie występują pewne mikroorganizmy wolnożyjące, które są zdolne do wiązania azotu z powietrza i włączania go w skład swoich komórek. Nazywane wiązaniem niesymbiotycznym. Zdolnośc przyswajania azotu cechuje bakterie heterotroficzne z grupy Azotobacter i Clostridium butyricum oraz glony (sinice) i grzyby. Heterotrofy pobudzane są do wiązania azotu obecnością substancji organicznej oraz niską zawartościa azotu mineralnego (gleby zadarnione). [30. Wzajemne oddziaływanie mikroorganizmów oraz mikroorganizmów i roślin.] Wzajemnie oddziaływanie mikroorganizmów może być bezpośrednie i pośrednie. Oddziaływanie bezpośrednie (występuje rzadko) ma miejsce, np. w przypadku ataku bekteriofagów na bkterie lub bakterii o małych wymiarach na inny rodzaj bakterii wnikając do wnętrza komórek, co prowadzi do ich śmierci. Pośrednie oddziaływanie jest wielokierunkowe. Wyróżnia się następujące typy tego oddziaływania: Antagonizm- konkurencja o składniki pokarmowe i tlen- organizmy szybciej pobierające te składniki są antagonistami dla drobnoustrojów mniej aktywnych. Wytwarzane metabolity (kwasy organiczne, alkohole lub antybiotyki) hamują rozwój innych grup mikroorganizmów; Symbioza- współżycie ze sobą ściśle określonych gatunków drobnoustrojów, wzajemne wykorzystywanie przez różne szczepy bakterii produktów przemiany materii jako źródeł energii, zmiana chemizmu niszy ekologicznej, np. pH; Synergizm- wzmacnianie lub uzupełnianie działalności poszczególnych gatunków, które samodzielnie nie są w stanie osiągnąć takich efektów, np. salmonella i gronkowiec złocisty hodowane na laktozie; Metabioza- polega na następowaniu po sobie określonych zespołów mikroorganizmów w efekcie zmiany środowiska bytowania (warunków ekologicznych) na optymalny dla następnej grupy drobnoustrojów, np. bakterie fermentacji mlekowej – produkt końcowy (kwas mlekowy) powoduje zahamowanie ich rozwoju. Allelosubstancje mogą być wydzielane zarówno przez mikroorganizmy, jak i rośliny- korzenie, jak i przez części nadziemne rosnącej rośliny, mogą też być wymywane z rozkładającego sie materiału roślinnego. Pojawianie się charakterystycznych dla danego ekosystemu związków chemicznych stymulujących względnie hamujących rozwój innych makro i mikroorganizmów ma istotne znaczenie poprzez regulowanie m.in. pobierania składników mineralnych. Mikroorganizmy wraz z korzeniami roślin budują określone struktury zwane mikoryzą oraz tworzą wraz z glebą przykorzeniową układ zwany ryzosferą. Taki typ współżycia uwarunkowany jest wzajemnymi korzyściami i regulowany jest zarówno przez określone wydzieliny korzeniowe, jak i produkty wtórnego metabolizmu współtowarzyszących mikroorganizmów. Wydzielane przez korzenie roślin motylkowatych flawonoidy inicjują zasiedlanie drobnych korzeni przez bakterie wiążące azot. Pod względem charakteru oddziaływania allelopatycznego można je podzielić na związki stymulujące wzrost oraz hamujące wzrost roślin. Związki te mogą być wykorzystywane przez mikroorganizmy glebowe jako substancje pokarmowe, ale z drugiej strony stanowią obronę przed patogenami glebowymi, jak również mogą oddziaływać na rozwój innych roślin. Zasiedlająca korzenie mikroflora obejmuje mikroorganizmy wywierające korzystny wpływ na wzrost roślin (np. Rhizobium), jak i oddziaływujące niekorzystnie ( drobnoustroje wytwarzające fitotoksyny np. toksyna wytwarzana przez grzyb Alternaria mali rozwijający sie na korzeniach jabłoni, patogeny roślin, antybiotyki hamujące wzrost drobnoustrojów glebowych). Bakterie Rhizobium, a także grzyby mikoryzowe dostarczające roślinie składników pokarmowych.