Zemědělství
Biologické základy rostlinné produkce
C3
C4
CAM
Typy fotosyntézy C3-C4
Účinnost fotosyntézy ze 100% slunečního světla je 47% mimo použitelné vlnové délky ze zbylých 53% (400--700nm) -30%-fotonů se ztrácí díky nedokonalé absorpci (narazí do něčeho jiného než do chloroplastu) z 37% (absorbovaných fotonů) 24% se ztrácí díky degradaci energie krátkovlnných fotonů na energetickou hladinu 700nm fotonů zbylých 28.2% (sluneční energie zadržená chlorofylem) je převedeno na ATP-a-NADPH- a následně na glukosu s 32% ní účinností zbude 9% (nahromaděného cukru) z toho 35-40%-je spotřebováno respirací rostliny zbude 5.4% NPP Ale skutečná účinnost porostu je 0.1-2% navíc zemědělce zajímá jen skliditelná a využitelná část NPP výnos
Olejová palma Hawaii produkuje za rok olej v energetickém ekvivalentu 220 GJ/ha to je as 7kW (0,7W m 2 ) Příkon slunečního záření je asi 230W
Faktory ovlivňující výnos Hustota porostu architektura porostu Využití sezónního průběhu osvětlení (využití vegetační sezóny) Zásobení vodou a minerálními živinami Teplota Ztráty produkce způsobené respirací, chorobami, škůdci a konkurencí plevelů Faktory ovlivňující podíl výnosu z celkové produkce
Počet odnoží závisí na počtu rostlin přihnojení nebo poválení podpoří odnožování Diferencuje se vzrostný vrchol přihnojení nebo nízká teplota vede k jeho prodloužení Studený máj... Zrno hromadí asimiláty, 90% z posledního listu Počet rostlin výsevek vycházení přezimování
PARA = RS * 0.5 * 0.9 * (1 - I/I0) K silně závisí na úhlu listu pro dosažení stejné absorpce světla musí být LAI takřka dvojnásobná u stojících listů proti listům orientovaným horizontálně
Zemědělství Pastevectví (louky) Pěstování trvalých kultur (sady, vinice, chmelnice, palmové háje) Pěstování jednoletých plodin zpravidla spojené s kultivací půdy (event. S násleným pěstováním dobytka)
Plodiny
Je známo 300 000 druhů vyšších rostlin asi 10 000 využíváno v nějaké míře člověkem 12 druhů vytváří 70% produkce 4 druhy rýže, kukuřice pšenic a brambory tvoří polovinu potravních zdrojů
miliony t miliony t Obilniny 2,263 Cukrová třtina 1,324 Zelenina 866 kukuřice 721 hlízy kořeny 715 Pšenice 627 Ovoce 503 Rýže 605 Olejniny 133 Brambory 328 Cukrová řepa 249 Soja 204 Plejová palma 162 Jječmen 154 Rajčata 120 FAO 2004
Mapy Copyright 2009 SASI Group (University of Sheffield) plocha Produkce zrnin Počet obyvatel
Mapy Copyright 2009 SASI Group (University of Sheffield) plocha Export zrnin Export je celková export minus celkový import, země kde převažuje import nejsou na exportní mapě naopak import je celkový import minus export, země, kde převažuje export nejsou na importní mapě, jak export tak import jsou vyjádřeny v peněžní hodnotě Import zrnin Počet obyvatel
Centra původu kulturních plodin Východoasijské - proso, soja, mandarinky, pomerančovníky, morušovník, hořčice, ředkev, cibule, dýně, r. Brassica. Indomalajské - banánovník, něktré citrusy, kokos, některé formy rýže, křebíček zázvor Indické - mango, bavlním konopí, okurka, meloun pepř Středo a předoasijské - oliloviny, meruňka, réva jetel Středomořské - pšenic tvrdka, olivovník, bob, vavřín Africké sezam, palma olejná, kávovník, datlovník Středoamerické - kukuřice fazol lilek bataty avokado, kakao, paprika, Jihoamerické kukuříce, brambory, fazole, lupina, slunečnice rajče, kakao, kaučukovník
Kultivar může být Vegetativně množený kmen linie vzniklá výběrem samosprašných rostlin populace heterozygotů u cizosprašných rostlin F1 vyniklá křížením mateřských linií
Šlechtění rostlin Zvýšení variability výběr posuzování a schválení udržovací šlechtění produkce
Získávání nových (kombinací) vlastností Náhodné mutace Křížením vzdálené křížení polyploidie (kolchicin) chemičtí a radiační mutanti GMO
GMO plodiny - různé vlastnosti rezistence k herbicidům, Bt, obsah specifických látek Levnější produkce Menší použití klasických pesticidů Vyšší výnos, nebo vyšší kvalita Malý vliv na necílové organismy Pečlivý systém testování Negativně přijímány částí zákazníků Labelling vliv na cenu možnost přenosu genů na plevele Efekt na necílové organismy někdy resistence k antibiotikům
Obsah toxinu v agroekosystému s Bt kukuřicí
Minimální netoxická dávka různých insertů Bt toxinu insert producent NOEL mg/kg CryIA Monsanto 4000 CryIA Novatris 3280 CryIA Dekalb 5000 Cry9C Agr Envo 3760 Bt postřik 5000 vitamin A 4.3 Coferin 25 Noel =žádný pozorovatelný vliv
Výhody a nevýhody monokultur Monokultury maximalizují výnos lepším využití prostoru žádné mezidruhová konkurence při sklizni je snadné separovat produkt(y) to usnadní jejich následné zpracování Je snazší optimalizovat nároky na živiny hnojením snazší optimalizace podmínek agrotechnikou ochrana se specializuje jen na jeden typ rostlin Větší nároky na živiny a vodu (odběr je synchronizován) větší náchylnost k napadení škůdci a chorobami udržování momokultur vyžaduje úpravu podmínek a ochranu před plevely ochrana může zasáhnou necílové druhy jednostranné využívání půdy snižuje se biologická diversita krajiny to je multiplikováno faktem že řada plodin je si příbuzných (trávy, brukvovité)
Nejen monokultura Monokultury kohorty (skupiny stejnověkých jedinců) synchronizovaná náchylnost k chorobám a nároky na živiny a vodu polní plodiny jsou často r stratégové
Úprava podmínek Hnojení kultivace odvodnění závlaha ochrana před plevely (konkurence) chorobami a škůdci
Switchgrass agricultural inputs (GJ ha 1) from the establishment year (Estab.) and postplanting harvest years (Post.) in a multilocation farm trial using known farm inputs Schmer M R et al. PNAS 2008;105:464-469 2008 by National Academy of Sciences
kultura Vliv na druhovou skladdbu porostu a architektury Vliv na půdy Orná půda Monokultura Kultivace utožování významný vliv na půdní Louky Pastviny Sady Vinice chmelnice Společenstvo ovlivněné kosením a výsevem Společenstvo ovlivněné pastvou Plodiny monokultra v podrostu společnstvo komplexnější architektura Plodiny monokultra v podrostu společenstvo plevelů potlačované kultivací nebo herbicidy komplexnější architektura strukturu Utužování pohybem techniky Sešlapávání, vliv na poškození drnu a erozi Závisí na míře kultivace Podobný jako u OP Vliv na koloběh živin Odběr živin velký sklízí se většina nadzemní biomasy Odběr živin velký sklízí se většina nadzemní biomasy Odběr živin jen produkcí zvířat, část transformovaná do exkrementů zůstává na místě Malý odběr živin Odběr živin velký sklízí se většina nadzemní biomasy Ochrana proto škůdcům a chorobám intensivní Málo intensivní až žádná Málo intensivní až žádná Středně intensivní až intensivní intensivní