- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
Zemědělské systémy
AAA23E - Základy agroekologie
Hodnocení materiálu:
Vyučující: doc. Ing. CSc. Josef Soukup
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiál11. Zemědělské systémy
11.1 Základní pojmy
Zemědělství je cílená aktivita člověka, která je vykonávána pro produkci (potravy, krmiv, vlákna, surovin aj. materiálů) výběrovým a řízeným využitím organizmů. Výběr: počet druhů vyšších rostlin je odhadován až na 500 tisíc, z čehož dnes je známo asi 350 tisíc. Z toho je asi 30 tisíc druhů jedlých a asi 7 tisíc druhů bylo nebo stále je pěstováno nebo sbíráno lidmi jako potrava. Zemědělství využívá jen asi 2000 druhů, ale největší význam má jen asi 200 druhů. Z toho ovšem pouze 30 druhů zajišťuje 95 % energetické a proteinové potřeby lidstva a většinu světové potravy produkuje jen 15 druhů (převážně trav z čeledi Poaceae, 3 z nich zajišťují asi 60 % všech kalorií odvozených z rostlin: pšenice, rýže a kukuřice). Z asi 1 miliónu druhů živočichů je využíváno v produkčních chovech něco přes 60 druhů a většinu světové potravy produkují jen 3 druhy. Řízení zahrnuje obvykle fyzické umístění, výživu, reprodukci a sklizeň. Výše uvedená definice vylučuje pěstování okrasných rostlin a krajinářství, pokud za produkty nepovažujeme peníze, nejde ani o chov domácích mazlíčků, zahrnuje však lesnictví a potravinářské biotechnologie.
Na světě existuje ohromné množství různých zemědělských produkčních systémů, které se navzájem liší v používaných druzích produkčních organizmů, ve způsobu managementu, existují v různém biofyzikálním i společensko-ekonomickém prostředí. Nejsou však neměnné, vznikají, vyvíjí se a nakonec zanikají. Analýza agroekosystémů je nutná pro poznání toho, jak ovlivňují biofyzikální i společensko-ekonomické prostředí. K tomu přistupuje detailní studium podstaty jejich produktivity a produkční spolehlivosti. V této kapitole nejde o kompletní analýzu všech systémů, ale jen těch, které mohou ilustrovat vzájemný vztah produkčních systémů a biofyzikálního prostředí.
Agroekosystémy jsou analyzovány jak z funkčního pohledu (tj. např. co a jakým způsobem produkují, s jak vysokými industriálními dodatky, jak je s produktem nakládáno), tak z pohledu předmětového (akvakultury, lesnictví, pastevní systémy). Předmětem studia je dále jejich efektivita a spolehlivost a působení rizik. Závěrem rozebíráme energetické vztahy zemědělských produkčních systémů. Omezení využívání industriálních dodatků a zefektivnění využití všech zdrojů vede k významným emergentním vlastnostem: trvalé udržitelnosti, vyšší energetické efektivitě a vyšší spolehlivosti. Agroekosystém může zahrnovat veškeré stupně horizontální hierarchie systémů: jedince s jeho prostředím, pole, farmu, region, národní, nadnárodní až globální (tj. celoplanetární) systém produkce. Mnozí autoři (zejména biologové a ekologové) však odmítají chápat socioekonomický suprasystém jako součást agroekosystému, kterým rozumí pouze biologický produkční subsystém (pole s plodinami, stáj se zvířaty, produkční les) a kvůli odlišení tedy pro vyšší hierarchické úrovně používají termín zemědělský systém (agricultural system). Ten je užíván pro úroveň zemědělského podniku a všechny vyšší úrovně. Zemědělský systém může být například definován jako regionální způsob organizace farmářských systémů, tedy jako nejběžnější nebo průměrný způsob farmaření v daném regionu. Jde o pojem ze všech zde uvedených nejvíce neutrální, zahrnující i společensko-ekonomické prostředí, s možností použití na všech hierarchických úrovních od farmy výše a proto je užit nejen v názvu této kapitoly, ale i v jejích podkapitolách. Farmářský systém (farming system) je termín často užívaný pro úroveň podniku. Je to kolektivní označení pro skupinu farem, které se více navzájem podobají než jiné takové skupiny v uspořádání podniku, v managementu a používaných technologiích a to v reakci na zvláštnosti biofyzikálního a socioekonomického prostředí, v souladu s farmářovými cíli a preferencemi. Pod pojmem systém produkce rozumíme spíše to, co je produkováno (systém pěstování plodin, chovu živočichů, smíšené systémy) než jakým způsobem a naopak pojem pěstební (pěstitelský) systém (cropping system) označuje pole s plodinami (stáj se zvířaty) spolu se způsoby managementu (jako způsoby zpracování půdy, typ střídání plodin, způsob udržení půdní úrodnosti, způsob zacházení se zdroji apod.). Zemědělsko-potravinářský systém (food system) zahrnuje všechny ekologické, technické, společenské a ekonomické aspekty výroby, distribuce, zpracování i spotřeby zemědělských produktů a je tak spíše termínem používaným v kontextu společensko-ekonomického prostředí.
Zemědělské systémy můžeme klasifikovat podle mnoha kritérií. Dle stupně, kterým uspokojují potřeby výživy farmáře a jeho rodiny rozlišujeme systémy samozásobitelské (subsistence agriculture), produkující potraviny pro vlastní spotřebu farmáře a jeho rodiny nebo pro doplňkový prodej na místním trhu a komerční (commercial systems), jejichž produkty vstupují do sféry obchodu; lidé spjatí s farmou získávají téměř veškeré své potřeby nákupem za finanční prostředky získané prodejem produkce. Dle toho, zda je tentýž pozemek využíván mnoho vegetačních sezón po sobě nebo nikoli rozeznáváme systémy permanentní (ty buď vyžadují energomateriálové dodatky zvenčí nebo existují v oblastech přirozených dodatků živin např. v záplavových oblastech velkých řek) a nepermanentní (využívající živiny akumulované sukcesním společenstvem v době mezi cykly hospodářského využívání - např. kočovné pastevectví a kočovné polaření). Mechanizované systémy využívají mechanizaci poháněnou většinou energií pocházející z fosilních paliv (neobnovitelných zdrojů); na rozdíl od nemechanizovaných systémů využívajících pouze energii lidské nebo zvířecí práce. Podle množství energomateriálových dodatků (relativně k velikosti produkce) rozeznáváme systémy intenzivní (HEIA - high external inputs agricultural systems) a extenzivní (LEIA - low external inputs agricultural systems). Na jeden hlavní produkt se soustředí systémy chovu zvířat / pěstování plodin, více produktů (obvykle chov zvířat a pěstování plodin) zahrnují smíšené farmářské systémy. Jednotlivé systémy se také mohou odlišovat časoprostorovým uspořádáním produkčních organizmů (agroforestry, víceletý monokroping, rotace). Třídění z hlediska potřeb vody na 1) systémy závislé na přírodních srážkách (rainfed agriculture) a 2) systémy založené na závahách (irrigated agriculture) již byly probírány v kap. 3.
Zemědělské systémy se liší dle své polohy na povrchu země. Některé nacházíme jen v tropech, jiné jen v suchých či mírných klimatech, další se vyskytují téměř všude. Čím více je systém řízen (úpravou podmínek pro produkční organizmy), tím méně je závislý na faktorech, které ovlivňují jeho umístění. To vysvětluje téměř kosmopolitní rozšíření intenzivních systémů. Některé klasifikace zemědělských systémů vycházejí ze stupně řízení prostředí, který sahá od minimálního (extenzivní pastevectví) až po úplné, kdy jsou řízeny nejen podmínky prostředí, ale i celé technologie jsou automatizované (některé typy drůbežáren). Dle způsobu vlastnictví základních výrobních prostředků (půda, mechanizace) rozlišujeme systémy kolektivního vlastnictví (výrobní prostředky jsou ve společném vlastnictví: izraelský kibuc, JZD a kolchozy bývalých komunistických režimů, řada kočovně polařících farem), systémy soukromého vlastnictví (např. rodinné farmy) a kombinované systémy (např. půda v soukromém a mechanizace v družstevním vlastnictví). V posledních desetiletích, v době celosvětového rozšíření industriálního zemědělského systému, se často hovoří na jedné straně o konvenčním zemědělství (= industriální zemědělství, conventional agriculture = industrial agroculture) a alternativních zemědělských systémech (které jsou alternativou industriálnímu systému). Zemědělské systémy, v nichž se využívají technologie a prostředky přátelské k životnímu prostředí, se někde nazývají "ekologické" zemědělství. Kritéria pro klasifikaci agroekosystémů (Wojtkovski 2006) jsou: 1. primární výstup (plodina, dřevo, ryba,...), 2. dosažitelná úroveň zisku, 3. krajinná úloha (zlepšení půdy), 4. ekonomický cíl (kap. 7), 5. časové vztahy (doba v půdě, doba produktivity), 6. hlavní ekologické principy (kompetitivní produkce, facilitace), 7. cíle farmáře, 8. dosažitelný environmentální prospěch, 9. základní ekologická dynamika, 10. časoprostorové vzory. Klasifikace záleží na pořadí důležitosti, hlavní se uplatní jako první.
Někdy bývá zdůrazňováno, že zemědělské systémy jsou podstatně ovlivňovány gradienty prostředí. Vliv gradientů přírodního a společenského prostředí na zemědělské systémy je možné rozlišit do 4 kategorií: 1) topografický gradient (přímá úměra mezi proporcí ploch pokrytých lesy a ploch horských ekosystémů), 2) klimatický gradient (určuje, které plodiny se mohou pěstovat: např. tropické plodiny je možno pěstovat jen tam, kde průměrné teploty přesahují 22 °C a maxima nejchladnějšího měsíce v roce přesahují 15 °C), 3) populační gradient (čím větší hustota obyvatelstva, tím větší % orné půdy a tím větší % plodin s vysokým energetickým obsahem) a 4) ekonomický gradient (vyjadřuje se poměrem velikosti a vzájemné vzdálenosti měst nad 10 000 obyvatel v daném regionu, ten je přímo úměrný množství vnějších vstupů (dodatků), spotřebě energií a výnosy agroekosystému).
11.2 Samozásobitelské farmářské systémy
Samozásobitelské systémy (subsistence agricultural systems - SAS) jsou dodnes velmi důležité, ve světovém měřítku zahrnují více než polovinu veškerých produkčních ploch (ovšem velikost ploch nepermanentních systémů se obtížně odhaduje). Vzhledem k existenční závislosti farmáře a jeho rodiny na jejich produkci jsou obvykle velmi dobře přizpůsobené jak biofyzikálnímu, tak společensko-ekonomickému prostředí a proto „přežívají“ relativně dlouho (na horských terasách některých ostrovů Filipín existují v nezměněné podobě více než 3000 let). SAS vykazují obvykle vysokou energetickou efektivitu, protože jsou nemechanizované a bez větších industriálních dodatků. Mají obvykle malý negativní dopad na prostředí vzhledem k regulačnímu vlivu rychle působící negativní zpětné vazby: jakýkoli větší negativní dopad na prostředí jej degraduje, což sníží produkci systému, a to vede ke hladomoru; systém pod nižším populačním tlakem se změní nebo zkolabuje. Samozásobitelské farmy obvykle nemají dost kapitálu na pojištění, ani si nemohou dovolit větší zásoby na překlenutí nepříznivých období a proto jsou agronomická rizika produkce mírněna složitými sociálními vztahy (přerozdělování produkce, kolektivní rozhodování apod.). Dnes musí většina samozásobitelských farem prodávat přebytky produkce na místním trhu pro zajištění vzdělání rodiny, lékařské péče nebo nářadí.
SAS vykazují obvykle 2 vyhraněné ekologické strategie: 1. nepermanentní systémy využívající energii a živiny akumulované úhorem, ty jsou čas od času využity „in situ“ a 2. permanentní systémy s přirozenými dodatky vody a živin. První řešení má nevýhodu nízké udržitelné populace, protože větší části území je nutné poskytnout určitý čas pro nezbytnou akumulaci živin a celkovou regeneraci, aby nedocházelo k degradaci. Druhé řešení je závislé na výskytu určité náhodné situace v přírodě (aluvia velkých řek, vádí, mokřady apod.).
Nepermanentní SAS jsou dvou hlavních typů: kočovné pastevectví (KPA) a kočovné polaření (KPO). KPA je dnes skoro výhradně omezeno na aridní a semiaridní oblasti Asie, Afriky a části Arktické oblasti (chov sobů) a jinde, kde podmínky prostředí (např. reliéf) nejsou příliš vhodné pro obdělávání půdy (chov jaka v Tibetu). KPA je adaptivní strategií agroekosystému k nízkým a nepravidelným srážkám. Rozeznáváme horizontální a vertikální pohyb pastevců podle toho, zda migrují v horách s podstatnou změnou nadmořské výšky (v Alpách jde o tradiční způsob) nebo zda migrují v rovině. Dnes je na tomto způsobu zemědělství závislých asi 100 milionů lidí. Nejlépe prozkoumány jsou systémy subsaharské Afriky, kde jejich typ závisí hlavně na průměrných srážkách. Do 200 mm srážek rok-1 převládá chov velbloudů, je ryze pastevecký a migrace se děje často na dlouhé vzdálenosti; v oblastech s vyššími srážkami přechází v chov skotu, ovcí a koz a mění se v polokočovný systém, při srážkách nad 600 mm je čisté pastevectví již vzácností. Úplní nomádi nepraktikují žádnou formu obdělávání půdy, polokočovní pastevci mají stálá sídla, kde provozují nějakou formu kultivace půdy a současně cestují se stády podstatnou část roku nebo se stády vysílají své pastevce.
Kočovné polaření (KPO, shifting cultivation, slash-and-burn nebo swidden agriculture) je periodicky se opakující přesun na novou půdu, jakmile je úrodnost právě obdělávané půdy snížena. Úrodnost klesá vzhledem k vyčerpání živin, k rychle rostoucím problémům se škůdci a k poškození půdní struktury. Půdní úrodnost je obnovována sukcesním společenstvem (úhorem), jehož délka závisí na rychlosti sukcese a na citlivosti prostředí ke stresům, většinou je to 20 - 30 let. Následuje období využívání půdy pěstováním plodin, jehož délka závisí na rychlosti degradace půdy (v tropech obvykle 1 - 2 roky při pěstování jednoletých plodin, déle při pěstování vytrvalých plodin nebo v horských, chladnějších, oblastech). Vlastnictví půdy je obvykle kolektivní, role živočišné produkce je malá. Převažuje ruční kultivace půdy, půdní úrodnost je obnovována spálením vegetace úhoru a rozkladem zbytků plodin a plevelů. Rychlá regenerace úhoru je zajišťována ponecháním semenných stromů, nenarušováním podzemních regenerativních orgánů apod. KPO farmy jsou obvykle málo kapitalizovány, typický je interkroping. KPO hraje velkou roli v Africe, ale i v Asii a jinde, známe mnoho modifikací lišících se délkou úhoru (tři typy úhorů: úhor s dominancí stromů trvá 20-25 let, keřů 6-10 let a travní úhor méně než 5 let), složením vegetace úhorů, systémem migrací, metodami předseťové přípravy pozemků, pěstovanými plodinami, používanými nástroji apod. KPO jsou ekologickým přizpůsobením problémům tropických půd náchylných k vyplavování živin a rychlé dekompozici organické hmoty. Velkým problémem KPO systémů je zkracování doby úhorů vynucené populačním tlakem: tak např. je možné využít tzv. systém „nkule“, kdy nedojde k regeneraci úhoru do vyspělého sukcesního stádia lesa, ale půda je ponechána ladem jen několik málo let a již ve stádiu travního drnu se opakuje pěstební cyklus. V některých zemích se osvědčil tzv. „řízený“ nebo „zlepšený“ úhor (improved fallow), tj. vysetý úhor složený ze směsi několika druhů trav a leguminóz, který mnohem rychleji než náletová vegetace regeneruje půdní úrodnost a omezí i některé úporné plevele jako tráva Imperata cylindrica. V západní Africe se např. užívá směsí z rodů: Mucuna, Pachyrrhizus, Centrosema, Pueraria, Crotalaria aj. K úhoru je možno přidávat dodatky organické hmoty, např. hnůj nebo lesní hrabanku, nebo dodatky minerálů v podobě horninových mouček nebo popela.
Permanentní samozásobitelské systémy jsou mnohem pestřejší než nepermanentní systémy. Mohou být závislé na srážkách i zavlažované, časté je střídání plodin a bývají nemechanizované. Příkladem jsou: aluviální záplavové systémy, systémy zvýšených polí nebo pouštní odtokové systémy.
11.3 Systémy produkce
Systémy pěstování plodin jsou založeny na relativně samostatném pěstování plodin pro nejrůznější účely. Liší se dle: 1. typu plodiny (jednoleté, vytrvalé, stromy, keře, byliny, kořenové plodiny) a typu produktu (kořenová hlíza, plod, semeno, list), 2. dle způsobu pěstování, 3. dle úrovně vstupů, 4. dle poměru výměry právě obdělávané půdy ku celkové výměře půdy (velmi nízký je u KPO, u industriálního zemědělství je zpravidla roven 1; čím je tento poměr nižší, tím je zpravidla vyšší biodiverzita a naopak). Jednotlivé plodiny / odrůdy se liší jak výnosovým potenciálem, tak aktuálně dosahovaným výnosem v různých prostředích, liší se i poměrným obsahem různých látek (N látky, tuky, celulóza, uhlovodíky apod.) a energetickým obsahem. Vysoký obsah N látek mají např. semena leguminóz (až kolem 40 %), nízký semena čiroku (7 %), vysoký obsah tuků mají semena sóji (až 20 %), nízký semena pšenice (2 %), vysoký obsah celulózy např. mají stébla trav (30 %), nízký semena kukuřice (2 %), hrubý obsah tepla (gross heat content) je nízký u organických kyselin (4-11 MJ kg-1), uhlovodanů (15-18 MJ kg-1), vyšší u proteinů (22-25 MJ kg-1) a lipidů (35-40 MJ kg-1). Proto je těžké stanovit celkový energetický výstup jednotlivých systémů, který dosahuje hodnot asi od 30 - 200 GJ ha-1 rok-1. Podle výše uvedených kritérií se často rozlišuje 6 - 8 typů systémů pěstování plodin, např. kočovné polaření, úhorový systém, permanentní pěstování smíšených kultur (včetně rotací), permanentní monokroping jednoletých plodin, pěstování vytrvalých plodin (sady, plantáže) apod.
Systémy chovu hospodářských zvířat jsou založeny na relativně samostatném chovu živočichů. Můžeme je dělit např. dle druhu živočicha, dle druhu produktu (maso, mléko, kůže, tažná síla), nebo dle typu managementu (pasení, stájový chov, různé typy krmení nebo úprav prostředí apod.). Dosti často se nikterak nerozlišují, jen jsou přiřazeny (ve formě smíšených farmářských systémů - viz níže) k různým systémům pěstování plodin. V celosvětovém energetickém příjmu hrají živočichové malou roli (asi 10 %), ale ve vyspělých zemích to může být až 35 %. Zemědělství učinilo relativně nezávislé na využití tažné síly zvířat používání fosilních paliv, ale i dnes jsou na zvířatech mnohde závislí. Energetický výstup je o 1 - 2 řády nižší než u pěstování plodin, asi 3 - 10 GJ ha-1 rok-1. Bez živočišné potravy se člověk dokáže obejít, ale v některých oblastech jsou zdroje potravy získané z chovu hospodářských zvířat nenahraditelné (velmi chladné nebo příliš suché oblasti, nevhodné pro pěstování plodin).
Smíšené farmářské systémy (SFS, mixed farming systems) produkují větší počet produktů. Často se tento termín omezuje jen na integraci pěstování plodin a chovu zvířat a tak je chápán i v tomto textu. Integrovaná je práce (SFS vykazují menší sezónnost) a využití půdy (využití střídání pastevní píce nebo sklízených pícnin s komerčními plodinami udržuje půdní úrodnost). SFS západní Evropy a severní Ameriky je spojeno s vysokou komercializací, mechanizací a kapitalizací farem. Výhodami SFS je snížení rizik (a tím stabilizace zisku farem) a lepší využití zdrojů integrací produkčních jednotek (odpady z jedné mohou být vstupy do jiné, např. posklizňové zbytky mohou být krmivy a výkaly zvířat statkovými hnojivy). Vystupují zde do popředí zvýšené požadavky na informace a manažerské umění (např. znalost jak pěstování plodin tak chovu zvířat). Specializace je výhodná tam, kde výhody SFS mohou být ekonomicky únosně nahrazeny (např. tam, kde jsou nízké ceny minerálních hnojiv a pro udržení krátkodobé úrodnosti půdy není třeba hnoje, kde jsou nízké ceny pesticidů a není nutné rotovat jednoleté plodiny s pícninami) nebo tam, kde jsou výstupem speciální produkty vyžadující zvláštní management (ale např. i tak specializovaná produkce jako silvikultury - lesnictví, bývá smíšena s myslivostí, rekreací, ochranou přírody apod.). Výhody SFS se projeví tam, kde je nízká úroveň řízení prostředí. Čím vyšší stupeň řízení prostředí, tím menší potřeba integrovat, protože integrování je spojeno s potřebou balancovat, kombinovat a stírat vlivy různých výkyvů, zatímco řízení je předem eliminuje.
11 4 Agrotechnologie
Agrotechnologie poskytují praktické návody fungujících systémů. Jejich vymezení záleží na nalezení zřetelných dělících bodů v kontinuu všech možných agroekosystémů. Jednotlivé agrotechnolgie jsou ekologicky zřetelné způsoby využití krajiny s jednotným agroekologickým mechanizmem, jasným pěstitelským a
Vloženo: 16.06.2009
Velikost: 554,50 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu AAA23E - Základy agroekologie
Reference vyučujících předmětu AAA23E - Základy agroekologie
Reference vyučujícího doc. Ing. CSc. Josef Soukup
Podobné materiály
- AAA23E - Základy agroekologie - Zemedelske_systemy
- AAA22E - Agroekologie - zemědělské systémy
- AAA23Z - Základy agroekologie - Agroekosystemy_struktura_a_funkce
- AAA23E - Základy agroekologie - Agroekosystémy
- AAA23E - Základy agroekologie - Agroekosystémy
- AHA09E - Agrochemie - test-živé systémy, jejich složení a organizace
- AHA09E - Agrochemie - Biochemie, živé systémy, jejich složení a organizace
Copyright 2024 unium.cz