1

Wiadomości wstępne - uprawa roli i roślin

Dr hab. Bogdan Kulig, prof. UR

Wzrost produkcji Ŝywności w ujęciu historycznym w ramach wąsko pojętejprodukcji roślinnej osiągano poprzez:

1) udomowienie roślin w okresie neolitu (rewolucja neolityczna);

2) zwiększenie powierzchni uprawy poprzez wycinanie lasów;3) zmianę składu gatunkowego uprawianych roślin – rośliny

mniej wydajne, gorzej przystosowane do lokalnych warunków były zastępowane przez inne;

4) zmianę poziomu plonowania w wyniku poprawy agrotechniki;

5) wykształcanie się lokalnych ekotypów bardziej dostosowanych do miejscowych warunków uprawy i przez to bardziej wydajnych – następowało więc zwiększanie zmienności genetycznej uprawianych roślin;

6) świadomą hodowlę roślin prowadzącą do wytworzenia nowych odmian.

Początki rolnictwa

Tabela obrazująca niesynchroniczny rozwój cywilizacji i rozprzestrzenianie sięrolnictwa w Starym Świecie (Zohary i Hopf 2000)

Postęp hodowlany odgrywał zróŜnicowanąrolę na róŜnych etapach rozwojucywilizacyjnego ludzkości

— Pierwszy etap trwał od neolitu po pierwszą połowę XIX wieku, czyli do czasów rozpoczęcia naukowej hodowli roślin. Największym wydarzeniem w tym okresie była tzw. „rewolucja neolityczna” związana z udomowieniem roślin.

— Drugi etap rozpoczął się w drugiej połowie XIX wieku i trwał do lat dziewięćdziesiątych XX wieku. Szczytowym osiągnięciem tego okresu była „zielona rewolucja”, kojarzona z nazwiskiem Normana Borlauga – laureata Nagrody Nobla i doktora honoris causa SGGW. „Zielona rewolucja” zaczęła się w latach czterdziestych XX wieku, osiągając swoje maksymalne nasilenie w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych.

— trzecim etapem jest „genowa rewolucja” rozpoczęta wprowadzeniem w latach dziewięćdziesiątych XX wieku pierwszych handlowych odmian transgenicznych.

Wędrówki ludów (i roślin)� Największe znaczenie w rozprzestrzenianiu się form

uprawnych przypisuje się wędrówkom i wyprawom człowieka - zwłaszcza Kolumba, ekspedycjom i wymianie handlowej, prądom morskim etc.

� Pszenica - typowe zboŜe Starego Świata największe powierzchnie zajmuje w krajach Nowego Świata - Ameryce Płd., USA i Kanadzie;

� z kolei Stary Świat został „podbity” przez ziemniaka, tytoń, pomidory i kukurydzę - gatunki z Nowego Świata.

� Kawa najwartościowszy gatunek Coffea arabica pochodzi z wilgotnych tropikalnych lasów Etiopii, głównie z prowincji Caffa. Na początku XIX wieku plantacje tej rośliny pojawiły się w Brazylii i na Cejlonie, a do innych części Afryki kawa trafiła z Ameryki Płd.

2

Podstawa wyŜywienia człowieka

� Spośród 250 tys. gatunków roślin wyŜszych człowiek udomowił około 3000, uprawiając trwale około 150. Jednak tylko 29 z nich stanowi obecnie podstawę wyŜywienia ludzkości (6 tys. lat temu liczba ta wynosiła 2000, a 3 tys. lat temu - tylko 300) (Kronstad 1998)

Rozwój rolnictwa

� W erze rolniczej trwającej umownie od 4,5 tys. lat p.n.e. do połowy XVIII wieku, człowiek potrzebował do wyŜywienia siętylko 0,1 km2 (10 ha pola).

� Przy obecnych technologiach do wyŜywienia jednego człowieka potrzeba 7 arów ziemi uprawnej.

Znaczenie produkcji roślinnej

Cele produkcji roślinnej

Cele szczegółowe

3

Realizacja celów

cd.

Plonowanie zbóŜ w wybranych krajach europejskich

śródła składników odŜywczych

Rolnictwo zrównowaŜone

Wspólna polityka rolna

4

Wymagania wzajemnej zgodności (cross-compliance)

Czynniki klimatyczne -temperatura

Długość okresu wegetacji

Opady - susza

Podstawowe definicje

ROLA

5

Zmianowanie

Czynniki � przyrodnicze: gleba, klimat, właściwości roślin

(potrzeby pokarmowe, wodne, budowa systemu korzeniowego, resztki poŜniwne, zachwaszczenie)

� agrotechniczne: nawoŜenie, wapnowanie, uprawa roli, termin siewu i zbioru

� organizacyjno-ekonomiczne: odległość od rynku zbytu, zapotrzebowanie na pasze itp.

Głębokość systemu korzeniowego

Gospodarka składnikami pokarmowymi

Trójpolówka

6

Czteropolówka norfolska

Przykład płodozmianu Zadaniem zmianowania jest kształtowanie środowiska wzrostu roślin pod względem:

7

� ZaleŜność między plennością a produkcyjnością roślin ma duŜe znaczenie praktyczne. Dla przykładu, wysoko produkcyjna odmiana zbóŜ wytwarza duŜą biomasę ogólną(korzenie, łodygi, liście, ziarno), odmiana plenna natomiast wytwarza duŜo ziarna niezaleŜnie od tego, ile biomasy gromadzi w pozostałych organach.

� Współczynnik plonowania (harvest index) określa stosunek plonu (w pojęciu rolniczym) do wytworzonej ogólnej biomasy. Ze względów praktycznych zamiast ogólnej biomasy, obejmującej równieŜ system korzeniowy, często uwzględnia się tylko części nadziemne roślin. Współczynnik plonowania u zbóŜ wyraŜa się przez stosunek plonu ziarna do plonu ziarna łącznie ze słomą.

Podstawowa terminologia

� Produktywność jest to intensywność, z jaką rośliny gromadzą energię w postaci substancji organicznej. Jest to pojęcie dynamiczne, wyraŜane za pomocą ilości masy wytworzonej na jednostkę powierzchni liści lub gleby i czasu (g/cm2/godz).

� Produkcyjność oznacza całkowitą ilość biomasy wytworzonej przez rośliny niezaleŜnie od jej przydatności uŜytkowej.

� Plenność jest to zdolność do wytwarzania biomasy, która stanowi produkt uŜyteczny (g/rośl., g/m2, t/ha). Plonem, czyli częścią uŜyteczną masy organicznej, mogą być róŜne części roślin (nasiona, bulwy, korzenie, kwiaty) zaleŜnie od sposobu uŜytkowania. Oprócz plonu głównego (ziarno zbóŜ, korzenie buraka, słoma lnu) istnieje plon uboczny(słoma zbóŜ, liście buraka, nasiona lnu włóknistego).

Poziom plonowania

Plony rzepaku w Polsce

8

cd.

Czynniki wpływające na plonowanie roślin

� właściwości ekofizjologiczne roślin (gatunek, odmiana);

� przebieg procesów fizjologiocznych w okresie wegetacji;

� warunki siedliska (klimat, gleba, rzeźba terenu)

� technologia uprawy (uprawa roli, nawoŜenie, siew, pielęgnacja, sposób i termin zbioru)

Wydajność energetyczna

� Ostateczna wielkość dodatniego bilansu energii uzyskanej zaleŜy od doboru gatunków i odmian roślin do warunków uprawy oraz od procesu produkcyjnego. Znacznie korzystniejszy stosunek energii włoŜonej do otrzymanej uzyskuje się w uprawie kukurydzy (1 : 2,8) i pszenicy (1 : 2,2) niŜziemniaka (1 : 1,1).

9

Czynniki agrotechniczne

� Spośród czynników agrotechnicznych największy wpływ na wysokość i jakość plonu wywiera nawoŜenie azotem. Jednak zbyt duŜe jego dawki, zwiększając ogólny plon biomasy, mogą pogorszyćjakość paszy.

Jakość płodów rolnych� Jakość produktów rolniczych zaleŜy od właściwości

genetycznych gatunków i odmian, warunków przyrodniczych, technologii uprawy i sposobu przechowywania.

� Hodowcy uzyskują odmiany o uwarunkowanej genetycznie zawartości składników pokarmowych, a nierzadko nawet o określonym składzie aminokwasowym białek czy kwasów tłuszczowych. Jednocześnie starają się eliminować związki niepoŜądane lub wręcz szkodliwe dla ludzi i zwierząt.

Grupy uŜytkowe, rodziny, rodzaje i gatunki

Struktura uŜytkowania gruntów w 2008 r w Polsce

UR: 16,2 mln ha

Struktura uŜytkowania gruntów w gospodarstwach rolnych w 2008 r.

12,1 mln ha

2,4 mln ha

0,7 mln ha

Udział grup roślin w strukturze zasiewów w 2008 r. (powierzchnia obsiana ok. 11,1 mln ha)

10