Témata pro čtyřleté doktorské studium v oboru obecná produkce rostlinná

Transkript

1 Katedra agroekologie a biometeorologie FAPPZ Témata pro čtyřleté doktorské studium v oboru obecná produkce rostlinná Všechna témata jsou určena pouze pro prezenční studium. Při aktivním přístupu studenta k řešení a kvalitních publikačních výsledcích je udělováno mimořádné stipendium z řešeného katedrového projektu. Kromě řádného stipendia mohou studenti získat finanční podporu z fakultní studentské grantové soutěže a celouniverzitní grantové agentury. Studenti získají během studia kontakty v odborné komunitě doma i v zahraničí. V případě zájmu můžete předem kontaktovat školitele nebo vedoucího katedry a získat podrobnější informace o tématech i podmínkách studia. V Praze, prof. Ing. Josef Soukup, CSc. vedoucí katedry

2 Optimalizace technologie pěstování cukrové řepy s herbicidně tolerantními odrůdami v systému CONVISO SMART pro podmínky ČR Optimization of technology with herbicide tolerant sugar beet varieries CONVISO SMART system for the conditions of Czech Republic CONVISO SMART je technologie využívající odrůdy s tolerancí k herbicidům ze skupiny ALS inhibitorů, která vznikla jako společný projekt společností Bayer a KWS a je očekáváno její uvedení na trh v r Vzhledem k tomu, že se jedná o odrůdy vzniklé mutačním šlechtěním, je možné je pěstovat i v podmínkách Evropy, na rozdíl od geneticky modifikovaných. Jako základním přínos této technologie je očekávána vyšší účinnost a zejména selektivita k plodině oproti doposud používaným prostředkům chemické ochrany. Cílem práce bude posoudit účinnost herbicidu Conviso na spektrum plevelů vyskytujících se v ČR se zaměřením na v cukrovce obtížně hubitelné druhy jako je mračňák Theofrastův, rdesna, plevelná řepa, apod. a definovat optimální aplikační termín z pohledu nástupu kritického období konkurence plevelů. Vedle účinnosti bude vyhodnocen příspěvek technologie z pohledu selektivity k řepě a dosažených výnosových a kvalitativních parametrů. 1) Herbicidy používanými v technologii CONVISO SMART lze dosáhnout lepšího účinku na doposud obtížně hubitelné plevele v řepě cukrové. 2) Vyšší účinnost a selektivita herbicidů používaných v technologii CONVISO SMART se projeví vyšším výnosem a kvalitou řepy. Školitel: doc. Ing. Miroslav Jursík, Ph.D. Grant: vývojové projekty společnosti Bayer Crop Science

3 Studium rizik spojených se zavedením odrůd cukrové řepy s tolerancí k herbicidům systému CONVISO SMART Study of risk associated with introduction of herbicide tolerant sugar beet varieties CONVISO SMART system CONVISO SMART je technologie využívající odrůdy s tolerancí k herbicidům ze skupiny ALS inhibitorů, která vznikla jako společný projekt společností Bayer a KWS a je očekáváno její uvedení na trh v r Vzhledem k tomu, že se jedná o odrůdy vzniklé mutačním šlechtěním, je možné je pěstovat i v podmínkách Evropy, na rozdíl od geneticky modifikovaných. Jako základním přínos této technologie je očekávána vyšší účinnost a zejména selektivita k plodině oproti doposud používaným prostředkům chemické ochrany. Cílem práce bude posoudit rizika této technologie z pohledu možného přenosu genů herbicidní tolerance do populací geneticky příbuzné plevelné řepy, která je v podmínkách ČR pro pěstitele řepy závažným problémem a přenos genů tolerance by omezil možnosti její regulace. Další výzkumnou problematikou bude otázka zvýšeného rizika vzniku herbicidní rezistence, neboť zavedení herbicidu Conviso do cukrové řepy zvýší podíl již nyní příliš hojně používaných ALS inhibitorů v jiných plodinách a selekční tlak na výskyt herbicidní rezistence. 1) Kříženci mezi odrůdami systému CONVISO SMART a plevelnou řepou ponesou již v první generaci zvýšenou odolnost vůči ALS inhibitorům používaných v jiných plodinách a tento znak se bude v populacích rozšiřovat. 2) Zvýšený selekční tlak na vznik herbicidní rezistence lze v osevním postupu omezit preventivními metodami a cíleným používáním herbicidů s jinými mechanismy účinku. Školitel: prof. Ing. Josef Soukup, CSc. Grant: vývojové projekty společnosti Bayer Crop Science

4 Výskyt a mechanismy resistence merlíku bílého, laskavce ohnutého a lilku černého k herbicidům inhibujícím PSII v podmínkách ČR Prevalence and mechanisms of resistance to PSII inhibiting herbicides in Chenopodium album, Amaranthus retroflexus a Solanum nigrum in the Czech Republic Herbicidy inhibující fotosystém II (PSII) jsou celosvětově používány více než 50 let a jejich dlouhodobé a opakované používání mělo za následek vznik rezistentních populací plevelů. Vůči tomuto mechanismu účinku je v databázi celosvětově evidováno více než 100 rezistentních druhů, z toho v ČR 12. Rezistence u těchto 12 druhů byla v ČR identifikována před přibližně 30 lety, na orné půdě i mimo ornou půdu, většinou jako důsledek používání triazinových herbicidů. Ve většině případů je rezistence způsobena mutací psba genu kódujícího D1 protein PSII, čímž dojde ke změně vazebného místa herbicidu a jeho neúčinnosti. Vzhledem k tomu, že se během uplynulých 30 let byly některé herbicidy z této skupiny zakázány a změnila se i struktura používaných herbicidů z pohledu jejich mechanismu účinku, lze očekávat i ústup rezistence k PSII inhibitorům, avšak vzhledem k tomu, že jsou v řadě plodin (kukuřice, cukrovka, brambory, zeleniny) stále klíčovými přípravky, je potřeba provést screening a vyhodnotit frekvenci výskytu rezistence v populacích významných druhů plevelů těchto plodin, zmapovat v rámci ČR a popsat její mechanismy. Součástí studia je mezinárodní spolupráce na tomto projektu s výzkumným centrem společnostísyngenta v Jeallot s Hill, UK a Maize Research Institut, Zemun Polje, Srbsko. 1) Rezistence vůči PSII inhibitorům ustoupila a dosahuje v současné době nižšího rozsahu než v době, kdy byla v ČR identifikována poprvé. 2) Rezistence, pokud bude identifikována, bude nízké úrovně jako důsledek zvýšeného metabolismu účinné látky. 3) Lze pozorovat rozdíly v citlivosti lokálních populací, které je potřeba brát v úvahu z pohledu dalšího vývoje rezistence. Školitel: prof. Ing. Josef Soukup, CSc. Grant: výzkumný projekt společnosti Syngenta Limited, UK.

5 Studium mechanismů vícenásobné herbicidní rezistence u trávovitých plevelů obilnin Mechanisms of multiple herbicide resistance in grassweeds of cereals V České republice se velmi rychle rozšiřuje rezistence plevelných trav (zvláště chundelky metlice a psárky polní) vůči herbicidům. Prozatím byla u nalezených biotypů vysvětlena enzymatická a částečně molekulárně-genetická podstata rezistence vůči ALS inhibitorům, avšak u mnoha biotypů je pravděpodobná rezistence z důvodu omezeného příjmu, translokace a zvýšené metabolizace některých účinných látek, jak ALS tak i ACCase inhibitorů. V roce 2016 byla naším pracovištěm např. nalezena populace chundelky metlice s rezistencí k 3 mechanismům účinku herbicidů ALS, ACCase a PSII inhibitorům. Cílem práce je prozkoumat ve skleníkových a laboratorních pokusech genetickou a fyziologickou podstatu nových případů herbicidní rezistence se zaměřením na křížovou a vícenásobnou rezistenci, kde může být mechanismů rezistence několik. Hypotéza: 1) U testovaných rezistentních populací roste počet případů s křížovou a vícenásobnou rezistencí. 2) U populací s vícenásobnou rezistencí vůči ALS a ACCase inhibitorům převažuje metabolický typ rezistence. Školitel: prof. Ing. Josef Soukup, CSc. Školitel specialista: Ing. Pavlína Košnarová, Ph.D. Grant: Analýza současného stavu a návrh opatření pro systematické uplatňování systému integrované ochrany proti obtížně hubitelným a rezistentním plevelům v obilninách projekt NAZV.

6 Modelování dopadů klimatické změny na růst a vývoj teplomilných zelenin Modelling climate change impacts on the thermophilic vegetables Forma studia: prezenční studium Zemědělský sektor je v současné době stále více vystavován vlivům souvisejících s probíhající změnou klimatu. Očekávaný teplotní vzestup, který se projeví dřívějším dosažením teplotních sum nutných pro jednotlivé fenologické fáze včetně technické zralosti, by měl vytvořit dostatečné teplotní podmínky pro pěstování teplomilných zelenin i v dosud chladnějších oblastech v ČR. Polabí je oblastí tradičního a rentabilního pěstování převážně košťálové zeleniny, jejíž produkce není tak ekonomicky zajímavá v porovnání s plodovou zeleninou. Oproti tomu na jižní Moravě je možné pěstovat i plodovou zeleninu a dosahovat u ní dobrých ekonomických výsledků. Odlišnosti v sortimentu pěstovaných zelenin jsou způsobeny převážně rozdíly teplotních poměrů těchto lokalit. V důsledku probíhající klimatické změny s předpokládaným zvyšováním teploty lze očekávat rozšíření plodových zelenin i mimo oblasti jižní Moravy a to převážně do Polabí. Jedna z možností, jak kvantifikovat dopady klimatické změny na růst a vývoj teplomilných zelenin, je aplikace tzv. růstových modelů, nástroje pro zvýšení produkčního potenciálu krajiny při pěstování např. zelenin. Tyto nástroje sledují vazby systému půda-rostlina-atmosféra a jejich aplikací lze odhadnout důsledky změny prostředí, jako jsou změny teploty, srážek a nárůst koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře na výměnu látek mezi rostlinou a prostředím. Cílem práce je zhodnocení dopadu předpokládaného vývoje klimatu na produkci ve vybraných zelinářských oblastech ČR včetně identifikace rizikových meteorologických faktorů v průběhu širšího vegetačního období zelenin a jejich vlivu na vulnerabilitu produkce v podmínkách měnicího se klimatu s využitím různých regionálních klimatických modelů, regresních modelů a tzv. dynamického růstového modelu. Hypotéza: Očekávané změny v oblasti Polabí v důsledku změny klimatu ilustrované výstupy různých regionálních klimatických modelů, regresních modelů a tzv. dynamického růstového modelu umožní definovat podmínky pro efektivní pěstování teplomilných zelenin mimo současné hranice rentabilního pěstování. Školitel: doc. RNDr. Petr Pišoft, Ph.D. Školitel specialista: Dr. Vera Potopová Grant: katedrové prostředky na rozvoj vědeckovýzkumné instituce, SGS

7 Optimalizace distribuce tekutých organických hnojiv v půdě při jejich aplikaci Optimization of liquid organic fertilisers distribution in soil during their application Distribuce pevného a kapalného podílu tekutých statkových hnojiv v půdě je závislá na fyzikálních vlastnostech půdy a pracovních nástrojích vytvářejícími prostor pro jejich uložení. Současné systémy aplikace hnojiv vykazují různý vliv na jejich distribuci v půdním profilu, čímž modifikují vliv hnojiv na půdní vlastnosti a vývoj rostlin. Z hlediska zemědělské praxe je potřebné specifikovat postupy zajišťující cílenou distribuci tekutých hnojiv v půdním profilu a omezit rizika jejich nevhodného zapravení do půdy z důvodu snížení ekologických rizik a zvýšení ekonomické a energetické efektivnosti pěstebních systémů. Cílem práce bude posoudit interakce mezi stavem půdy při aplikaci se zahrnutím vlivu pracovních nástrojů aplikátorů ve vztahu k fyzikálním a chemickým vlastnostem kejdy a digestátu. Stanovení výše uvedených skutečností je základem pro vývoj nových a modifikaci stávajících technických řešení pro aplikaci tekutých hnojiv do půdy a pro specifikaci technologických postupů pěstování plodin s využitím tekutých statkových hnojiv. Především se jedná zvýšení retenční schopnosti půdy pro infiltraci a následnou retenci kapalné složky hnojiv v půdním profilu a o eliminaci necílené kumulace pevného podílu hnojiv. 1) Rozdílné konstrukce pracovních nástrojů pro aplikaci kejdy a digestátu ovlivňují retenční a infiltrační podmínky půdního profilu a zároveň vytvářejí zpomalovací zóny pro vertikální a horizontální pohyb kapalné složky hnojiva. 2) Organická tekutá hnojiva se vyznačují rozdílným podílem pevné složky s odlišnými tvarovými a velikostními vlastnostmi částic, které ovlivňují její rozložení v půdě při aplikaci a mění i podmínky pro infiltraci tekuté složky. Školitel: doc. Ing. Václav Brant, Ph.D.. Grant: TH Vývoj a inovace strojů pro efektivní technologie podpovrchové aplikace kejdy a digestátu do půdy ( )