výpiskyagro

imilačních orgánů), délka vegetační doby ( oziméxjarní, pozdníxrané), účinnost světelného požitku (regulace zaplevelení, ochrana proti chorobám a škůdcům, výživa)
Plošné rozmístění rostlin – řádkový výsev, pásový výsev, výsev na široko, výsadba v pravidelném sponu
Fotosyntéza – 6 CO2 + 12 H20 + energie ---C6H12O6 + 6 H20 + 6 O2 – zachycuje energii slunečního záření a přeměnuje ji na energii chemických vazeb v molekulách organických sloučenin vytvořených z oxidu uhličitého a vody
Fotofosforylace – světelná fáze,kyslík se uvolnuje do atmosféry, protony z vodíku jsou zdrojem síly k tvorbě NADP a ATP
Calvinův cyklus – tmavá fáze, redukční přeměna oxidu uhličitého na cukr za pomoci ATP a NADP
Maximální fotosyntetická kapacita – rychlost fotosyntézy která probíhá při plném nasycení dopadajícím zářením při optimální teplotě, vysoké relativní vlhkosti normální koncentraci plynů
Fotosyntéza typu C3 – první produkt asimilace kyselina fosfoglycerová, vznik asimilátů za účasti enzymu rubisco, celý proces se odehrává v 1 buňce, většina dvouděložných, pšenice, žito, borovice, jetel, buk…
Fotosyntéza typu C4 – první produkt asimilace oxaloacetát, vznik asimilátů za účasti enzymu PEPs, asimiláty transportovány do pochev cévního svazku, nutnost transportu mimo buňku, odštěpení CO2 a zabudování v Calvinově cyklu, teplomilné trávy, kukuřice, proso, čirok, laskavec (typické pro tropické trávy)
Fotosyntéza typu CAM – první produkt asimilace kyselina jablečná za účasti enzymu PEPs, malát se hromadí ve vakuole, ve dne se z malátu uvolňuje CO2, zabudovává se do asimilátu v Calvinově cyklu, Ferocactus, Echinocactus
Měření fotosyntézy – gazometricky (měření výměny plynů), gravimetricky (pomocí naakumulovaného cukru, přírustek hmotnosti sušiny listu za určitý čas)
Rychlost fotosyntézy – závisí na intenzitě ozáření list, množství CO2(lepší za vyšší koncentrace), teplotě(respirace s rostoucí teplotou roste, takže čistá fotosyntéza za nižších teplot), zásobení živinami hlavně dusíkem( koncentrace N v listech je přímo úměrná rychlosti), architekturou porostu (listy nahoře více asimilují, stinné listy více fixují C), odvodu produktů fotosyntézy(čím rychleji se odebírají tím rychleji probíhá), dostupnosti vody
Účinnost fotosyntézy – kolik sluneční energie je transformována do biochemických vazeb, dokáže využít světlo jen ve 400-700nm, proto je efektivita nízká, spotřebuje asi 2-3% záření zhruba
Respirace a růst
Srovnání fotosyntézy a respirace – fotosyntéza přeměňuje energii slunečního záření v biochemickou energii organických molekul z oxidu uhličitého a vody, tak dýchaní je opačná reakce (získává energii z reakcí organických molekul s kyslíkem za uvolnění vody a Oxidu uhličitého. U obojího se vytváří ATP
Respirace – složitý komplex procesů, 1. Gyloklýza (probíhá v cytoplazmě, rozklad molekuly glukózy), 2. Citrátový cyklus (v mitochondriích), 3. Oxidativní fosforylace
Respirace u živočichů – výměna plynů na dýchacích površích, buněčná respirace
Respirace u rostlin – fotorespirace při fotosyntéze, buněčná respirace
Růstová a udržovací respirace – zajišťuje energii pro biosyntézu, udržení struktur, funkcí, pro transport látek a příjem iontů
Glukózový požadavek – řeší otázku, kolik rostliny vyprodukuje biomasy určitého produktu na jednotku spotřebovaného referenčního substrátu kterým je glukóza, má velký vliv na výnos ekonomického produktu v zemědělství, protože každý produkt má rozdílné biochemické složení
Sink – odpadní místo, místo nebo orgán v rostlině kde dochází ke spotřebě nebo akumulaci asimilátů
Význam sinku – vytvořit co nejvíc asimilátů a co největší sink, tak jak e velký sink tolik toho muže vyprodukovat
Energetická stádia zemědělství – preindustriální stádium (vstupem pouze lidská práce, energeticky efektivní, ale malý energetický výstup), semiindustriální stádium (s poměrně vysokými vstupy zvířecí a lidské prácem, vyšší výstup), industriální stádium (vysoké vstupy fosilních paliv a mechanizace, málo energeticky efektivní)
Formy dodatkové enegie – energetické vstupy bio. Charakteru (zvířecí a lidská práce, meziplodiny, rostlinné zbytky), paliva a další energie (nafta, mazadla, elektrika, alternativní zdroje energie), nepřímé energetické vstupy (energie vynaložená na výrobu technologických prostředků, minerálních a stájových hnojiv, osiva, pesticidy, závlahy, stavby, skladovací prostory)
Vliv ekonomického prostředí na energetiku agroekosystémů
Ekonomicky vyspělé země – nákladná pracovní síla, snaha o maximalizaci produkce z jednotky na plouchu, energetická efektivita se snižuje, vysoká produktivita práce
Rozvojové země – extenzivní hospodaření – objem produkce dosahován nárůstém ploch, vysoká energetická účinnost, samozásobitelské systémy nebo malý podíl tržní produkce
Cesty k efektivnějšímu využivání dodatkové energie
Snížení průmyslových vstupů, neobnovitelných zdrojů a fosilních paliv – efektivnější využití vody, omezení závlah, náharda fosilních paliv obnovitelným zdroji, redukování spotřeby živočišných produktů, budování energetických zdrojů na farmách, využití postupů redukovaného zpracování půdy
Zvýšení využití dodatkové energie biologického charakteru – využití mykorhiz, rozšíření biologické ochrany, nárust lokální spotřeby potravin oproti transportu, využití statkových hnojiv, návartnost nevyužitých živin na místa kde byli odebrány, využití lidské energie
Struktura agroekosystémů ve kterých biologické a ekologické vztahy redukují externí vstupy – využití zeleného hnojení, uvádění půdy do klidu, používání plodin adaptovaných na dané prostředí, využití krycích plodin, meziplodin a podsevů, využití sukcese pro regeneraci prostředí, využití vzoru v přirozených ekosystémech
Primární produktivita- rychlost produkování biomasy primárníni producenty, udává se v jednotkách biomasy či v jednotkách energie za čas
Hrubá primární produkce – celkové množství energie asimilované primárními producenty
Čistá prim. Produkce
Sekundární produkce – biomasa heterotrofů
Měření čisté primární produkce – produkce nadzemní biomasy (snadno měřitelná veličina zejména u bylinné vegetace se dá měřit posečením a zvážením, pro stromy a keře byly vyvinuty druhové specifické alometrické rovnice biomasy, v lesnictví se využívá přímé úměry mezi produkcí nadzemní biomasy a tloušťkou kmene ve výši 1,3 m na zemí), produkce podzemní biomasy (zpravidla se neměří, ale dosti nepřesně odhaduje z hodnot produkce nadzemní)
Měření mikrometeorologické – v ekosystémech jsou umístěna čidla měřící teplotu, vlhkost, koncentraci CO2, ozáření, rychlost a směr větru, počítají se toky C
Časová škála měření – předvádí hodnotu produkce na produktivitu měřenou za časový usek, může být podle účelu v sekundách, hodinách…
Prostorové měřítko – v závislosti na účelu měření muže být ruzné
Velikost celosvětové čisté primární produkce – je závislá na intenzitě slunečního záření, zásobení vodou a živinami, při učitém rozpětí podmínek a teploty, distribuce je tedy nerovnoměrná (nejnižší je v pouštních a chladných oblastech souše,nejvyšší je ve vlhkých tropech), moře má nejvyšší produkci v úzkém pásu kolem pobřeží
Významnosti pro produktivitu – zrnitost půd ( více zrnité mají menší schopnost zadržovat vodu, proto jsou výnosy podstatně menší), na stanovištích s vyšší rychlostí mineralizace /vrácení dusíku do koloběhu ve formě pro rostliny/ je zpravidla vyšší produkce biomasy
Výnosy
Typy výnosů – aktuální výnos (průměrná výše skutečného výnosu v daném regionu), dosažitelný výnos (výnos odpovídající využití nejlepších technologií, které jsou k dispozici), potenciální výnos (mohl by být dosažen, kdyby nebylo omezení technologiemi, podmínkami prostředí a zdroji), rekordní výnos (nejvyšší skutečně dosažený výnos dané plodiny)
Faktory omezující a snižující výnos
Oxid uhličitý – za dne v období maximální rychlosti fotosyntézy muže být limitující, zvyšuje se ve sklenících (hnojení oxidem) ale nelze to doporučit protože to je skleníkový plyn
Světlo – limituje produkci mírně v ekosystémech, ale v agroekoystémech muže světlo značně produkci omezit
Délka vegetačního období – dáno zeměpisnou polohou
Výkyvy počasí – zejména plodiny s ukončeným růstem jsou na podobné změny citlivé, protože nemají tolik kompenzačních možností jako plodiny s neukončeným růstem (u jabloně stačí malý mráz co poškodí pestík a už se nevyvine plod)
Voda - velikost a rozložení srážek jsou nejdůležitějším faktorem, který ovlivňují výnos, nadměrné srážky mohou být nepříznivé, ale horší je když je jich nedostatek
Minerální živiny – v přirozených ekosech produkci omezuje konzervativní systém oběhu dusíku a přidání dusikatých hnojim zvýši produktivitu, industriální agroekosy nahrazují ztráty živin minerálními hnojivy
Biotičtí antagonisté produkce – škůdci, nejčastější faktory snižujicí produkci na aktuální výnos, plevele, živočišní škůdci a původci chorob plodin, například hmyz celosvětově sníží výnos asi o 14%, choroby o 12% a plevele 10%
Plevele charakteristika – zahrnují nepatrnou část flory, pocházejí z porušených ploch, bývají zavlékány z ciziny, většinou jsou to R-stratégové (rychlý růst a rozmnožování, adaptace, produkce semen, dlouhá životaschopnost), jsou to jednoleté i vytrvalé rostliny, často nezávislé na specializovaných opylovačích, výborně přizpůsobené narušení, rozmnožování přenosem semen větrem, vodou, zvířaty ale i člověkem, hodně přizpůsobivé změnám agrotechniky a osevních postupů
Plevele škody – negativní působení na plodiny je nepřímé (ztížení sklizně zaplevelených pozemků, nutnost čištění osiv), ovlivňují výnos plodin jen při dosažení určitého stupně zaplevelení a jen v určitém období vývinu plodin
Plevele klady – snižování eroze, poryv půdy, plevele s dlouhými kořeny působí jako gravitační pumpa toku živin
Škůdci charakteristika – živý se kvalitními plodinami a z koncentrace plodin (v agroekosystémech musíme plodiny chránit), potencionální škůdci (škůdci co v systému přímo nežijí ale žijí v blízkosti a plodiny jsou jejich potravou, když se snažím něco vymítit tak stejně tam něco zas bude
Škůdci škody – přímé škody (na rozdíl od plevelů vykazují s plodinami přímé biotické interakce tím, že ubírají část úrody a tak se škody relativně snadno stanovují), nepřímé škody (genetická eroze plodin a odolnost škůdců), přemnožení, jsou rizikovým faktorem produkce!
Choroby – houby, bakterie, viry, mykoplazmy, přímý vliv chodob na výnosy spočívá ve snížení asimilačních povrchů a v ovlivnění metabolických funkcí díky intoxikaci, často i jako přímé toxikanty
Tvorba výnosů
Adaptace na abiotické podmínky – adaptibilita (schopnost přizpůsobit širokému rozsahu podmínek a nabídek zdrojů prostředí, důležitá vlastnost užitkových rostlin, která se výrazně uplatňuje při tvorbě výnosu)
Adaptace na délku dne – citlivost k délce dne byla u některých odrůd potlačena a u jiných zase zesílena, často má výhodu neutrální fotoperiodický odpověď
Adaptace na teplotu – nízká teplota (urychlen bývá počíteční tůst a selekce na zlepšené vzcházení v chladnějších teplotách, více nenasycených mastných kyselin), vysoké teploty
Fotoperioda – určuje do značné míry délku vývoje jednotlivých vývojových fází plodin, důležitá pro sladění vývojových fází plodin s průměrným počasím
Adaptace na sucho – rozsáhlejší kořenový systém, nižší teplota listů, menší průměr xylémových vodivých pletiv
Fyziologické mechanismy – fotosyntéza, respirace, rychlost růstu, alokace asimilátů
Fotosyntéza – ovlivnění výnosu (doba jejího trvání, rychlost, jak rychle klíčící rostliny, dokáží rozvinou svou plochu)
Respirace – snižuje množství asimilátů asi na plovinu a fotorespirace o dalších 15%, fotorespirace (plýtvání asimiláty), respirace (udržovací a růstová)
Rychlost růstu -hmotnost nadzemní biomasy vztažená na jednotku plochy za čas, integruje zisky fotosyntézy se ztrátami respirací, v průběhu sezony rostliny ze začátku roste nejrychleji a pak zpomaluje dokud čistá nadzemní produkce dosáhne maxima
Alokace asimilátů – jen malá část asimilátů se přímo spotřebovává v místě jejich vzniku. Většina je z míst vzniku transportována do míst spotřeby. V polních podmínkách dochází ke zrychlení fotosyntézy při zvýšení aktivity úložných míst (nejrychlejší je při nalévání zrn v klasech)
zákon konstantního konečného výnosu – se zvyšováním hustoty porostu, se stále silněji uplatňuje na hustotě závislá konkurence, která vede ke snížení průměrné hmotnosti jednotlivých rostlin, konečná biomasa však přesto zůstává stejná, protože pokles průměrné hmotnosti rostlin je kompenzován větším porostem. Řada plodin dává v ontogenezi vznik většímu počtu květu než kolik ej reproduktivních orgánů (náklady na tvorbu květu jsou malé a jejich odumíráním vyrovnává rostlina počet reprodukčních orgánů se zdroji). Některé rostliny přizpůsobují počet semen nabídce zdrojů postupným dozráváním (kukuřice dozrává od spodu k vrcholu).
Řízení alokace asimilátů – apikální (vrcholová) dominance, regulace na základě dostupných asimilátů, růstové korelace, sklizňový index
Apikální dominance – potlačování bočních dělivých pletiv tokem hormonu, mění se způsoby využití asimilátů a postraní meristémy se vyvíjí do větviček, vrchol kořene brzdí růst postranních kořenů
Ergulace na základě dostupných asimilátů – zásobní pletiva jsou úložným prostorem v období tvorby a zdrojovým místem v období jejich mobilizace, vyvíjející se list je úložným prostorem po dozrání je soběstačný a schovává asimiláty pro jiné orgány
Růstová korelace – Vzájemná závislost růstu orgánů vzhledem k celé rostlině Řízena fytohormony, například regulace větvení lodyh a kořenů, starší listy působí na růst svých úžlabních pupenů inhibičně, nadzemní části jsou závislé na dodávkách vody z kořenů, kořeny jsou závislé na dodávky asimilátů z listu. Vegetativní růst podpořený nadměrným dusíkatým hnojením korelačně potlačuje růst květů…
Sklizňový index – změny v alokaci asimilátů vedoucí k vyššímu sklizňovému indexu, spojené s gigantismem užitkových orgánů, jsou základním principem domestikace a šlechtění plodin. Asimiláty se přesunou do cílového orgánu a mám větší index.
Alokační šlechtění – cílem je změna v poměru velikosti jednotlivých orgánů, a to ve prospěch orgánu sklizeného. Sklizňový index nelze ani šlechtěním zvětšovat máme limity (snižováním mechanické odolnosti rostlin, relativní pokryvností listů která je nutná k fotosyntéze, citlivostí k antagonistům produkce)
Příklady šlechtění – vysoce výkonné kultivary jsou často citlivější na poškození, hybridní zdatnost (větší životaschopnost a produkce)
ideotypy – cílené priority (výnos v daných podmínkách, výnos jako pavěd na hnojiva, rezistence proti chorobám a škůdcům, efektivita využití dusíku a vody, schopnost čerpat živiny z nižších hloubek půdy, intenzita fotosyntézy, kvalita produktu). Měli by být navrhovány tak aby podporovaly dlouhodobou stabilitu systému!!
Energomateriálové dodatky – hnojiva, závlaha, mechanizace, ochrana rostlin
Hnojiva – dusík je odpovědný za růst výnosů (když se zvyšuje populaci škůdců, N se hromadí v půdě, větší porosty a více nemocí),
Závlahy – podstatné zvýšení výnosů až 2,5krát, stabilnější produkce, možnost pěstování mimo obvyklou vegetační dobu a obvyklé prostředí, zvyšování efektivitu ostatních dodatků. Mohou ale i poškozovat rostliny (vlhkost – choroby, škůdci). Velká spotřeba vody (81% spotřebované vody bylo k závlahám)
Pesticidy – ochrana proti biotickým antagonistům produkce, ekonomický práh škodlivosti je populační hustota škůdců, při které působí takové škody, že zisky z ochranného opatření pomocí pesticidů převýší náklady na jeho použití
Mechanizace – postatně zvyšuje energetickou návratnost každého joulu energie, vydaného člověkem na sbběr a produkci potravy
Socioekonomické faktory – roční produkce biomasy podstatně klesá s rostoucí zeměpisnou šířkou (abiotické složky prostředí, ekonomická situace..)
Domestikace – vznik a šíření zemědělství
Ekologie domestikace – adaptace organismů k prostředí ovlivněnému člověkem, domestikaci a komenzalisté (vyhledávání člověka kvůli potravě..)
Domestikace organismů – postupné cílevědomé přetváření planých a divokých forem na formy kulturní (planě rostoucí rostliny na plodiny, divoce žijící zvířata na domácí), průběžný člověkem řízený proces změny genotypu, který započal se záměrným pěstování či těsně před ním. Nové organismy jsou zřetelně odlišné od kmenových předků a jsou adaptované na zdroje a podmínky agroekosystémů!
Vznik domestikované krajiny – umělé narušování prostředí (vyplavování, zpracovávání půdy, zaplavování) a navozování jubilejní fáze sukcese. Uměle kompenzování populační hustoty výsevem propagulí domestikovaných druhů Odstraňování nežádoucích rostlin a živočichů.
Procesy v domestikaci – výběr vhodných genetických zdrojů, hybridizace, selekce upevňující dědi