ROŚLINY ALTERNATYWNE
Sowiński
WYKŁAD I
Rolnictwo- jest jednym z podstawowych działów gospodarki, w którym dobra materialne wytwarzane są z produktów roślinnych (uprawa roli i roślin) lub zwierzęcych (chów i hodowla zwierzą-encyklopedia PWN
Łańcuch pokarmowy
-w lancuchu pokarmowym rosliny są sklasyfikowane jako producenci i jedyne produkuja żywność
-pozostale organizmy wykorzystuja energie zgromadzona przez rosliny lub konsumuja produkty pochodzenia zwierzęcego
Slońce wiek szacowany na 5mld lat.
Ilosc energii docierającej do gornych warstw atmosfery wynosi 1,4 kW m2
do powierzchni ziemi 1,0 kW m2
Światlo i energia sloneczna
-jest podstawowym czynnikiem fotosyntezy
-od natężenia swiatla zalezy intensywność fotosyntezy
Historia rolnictwa dzieli się na następujące okresy:
-zbieractwa i mmysliwstwa
-prehistoryczny
-antyczny (lacznie z okresem cesarstwa rzymskiego)
-rolnictwo w okresie feudalnym
-rolnictwo współczesne
Historia rolnictwa
-od blisko 10-12 tys lat człowiek poznaje wartość gospodarcza i uzytkową dzikich zwierzat poprzez uprawę, udamawianie i hodowlę
Zbieractwo i myśliwstwo
-na początku człowiek zajmowal się zbieractwem i wśród duzej liczby gatunkow rozpoznawal te, które mogą być dla niego użyteczne
-człowiek pierwotny testowal rozne czesci roslin: klacza, bulwy, korzenie, paczki, kwiaty, liscie, owoce oraz nasiona
-organy o duzej zawartości wody nie mogly być przechowywane do nastepnego zbioru
-stosunkowo wczesnie człowiek docenil wartość odzywcza traw, a w szczególności gatunków o dużych ziarniakach
Współczesne rolnictwo i produkcja roślinna stanowi podstawe wyżywienia ludności w swiecie
Pokrycie potrzeb ludności swiata przez produkty pochodzenia roslinnego:
Energia 75% Bialko 65%
Obecnie rolniczo wykorzystywane ok. 180 gatunkow, z czego 7 dominujące,zajmujące lacznie 711 mln ha.
Najwazniejsze gatunki, pow zasiewów(mln ha), zbiory(mln ton)
-pszenica 214,2 606
-ryż 155,8 659,6
-kukrydza 158 791,8
-ziemniak 18,5 309,3
-maniok 18,6 214,5
-jęczmień 55,4 133,4
-soja 90,2 220,5
Glód-niedożywienie
Problem glodu
-swiatowa produkcja żywności w pelni pokrywa potrzeby ludzkości i problem tkwi w nierownym jej rozdziale
-lagodzenie roznic w zaopatrzeniu ludności swiata w żywność, poprzez przekazywanie nadwyżek z krajów rozwinietych, stanowi tymczasowy srodek zaradczy (ryba)
-sposobem rozwiązania tego problemu jest intensyfikacja rodzimej produkcji rolniczej (wędka)
Przyczyną głodu w niektórych rejonach świata są:
-konflikty zbrojne
-zmienne warunki przyrodnicze (klimatyczne i glebowe)
-klęski żywiołowe
-zróżnicowane zaopatrzenie w środki produkcji
-słabe wyposażenie w środki techniczne
-poziom wiedzy producentów
-organizacja usług
WYKŁAD II
Pustynie
Obszary na których suma opadów jest poniżej 250mm rocznie
Stanowią ok. 1/3 powierzchni kuli ziemskiej, łączna powierzchnia 46,79 mln km2
Największe pustynie świata(mln km2): Antarktyda 13,8 Arktyka 13,7 Sahara 9,1 Arabska 2,3 Gobi 1,3
Niekonwencjonalne metody produkcji żywności
Poszukuje się innych posobow produkcji żywności:
-probuje się wykorzystac bakterie i grzyby do syntezy produktow żywnościowych;
-mogą być w ten sposób zagospodarowane związki nieorganiczne lub materialy odpadowe;
-w żywieniu bydla, jako dodatki do pasz mogą być wykorzystane niektóre związki pochodzące z syntezy chemicznej (mocznik)
Co jemy?
Wszystko. Ludzie (ssaki naczelne) nie maja specjalizacji pokarmowej i…
Alternatywa- możliwość (konieczność) wyboru jednej z dwu wykluczających się możliwości
Gatunki (rosliny) alternatywne
-stanowia możliwość innego wyboru w stosunku do obecnego stanu
-alternatywne może być również wykorzystanie gatunku powszechnie znanego i uprawianego w innych celach
Rosliny alternatywne:
-obejmuja grupe gatunkow roslin, uprawianych, wykorzystywanych i konsumowanych bardzo rzadko, często lokalne o wysokich walorach uzytkowych, obiecujące w przyszłości
-często pod powyzsza definicja rozumie się, ze są to rosliny o nierozpoznanym w pelni potencjale dla zabezpieczenia bezpieczeństwa żywnościowego, odżywczego ale także wlywajace na poprawe zdrowotności społeczeństwa i lepszego gospodarowania zasobami środowiska
Rosliny alternatywne są również nazywane nowymi roslinami
O przydatności gatunku decyduje:
Podjecie decyzji o wprowadzeniu gatunku alternatywnego do upraw zalezy od:
Adaptacja do nowych warunkow klimatycznych
Możliwość tworzenia ulepszonych genotypow
Wykorzystanie związków gromadzonych w roslinach do:
-bezpośredniej konsumpcji
-przemyśle spożywczym
-meblarskim
-papierniczym
-farmaceutycznym
-kosmetycznym
-produkcji odnawialnych źródeł energii
Podzial roslin alternatywnych
Substytuty surowcow roślinnych
Zwiększające różnorodność pokarmu
Odnawialne surowce przemysłowe
Odnawialne zrodla energii
Zmniejszające oddziaływanie rolnictwa na środowisko
Wykorzystywane do rekultywacji gleb zdegradowanych
Adaptujące się do zmiennych warunków klimatycznych (odporne na czynniki stresowe)
Gatunki o specyficznym składzie (źródło surowca do biotechnologii)
Zastepowanie innych surowcow roślinnych
Rolnictwo może wytwarzac surowce wykorzystywane do:
-produkcji meblarskiej
-papierniczej
-opakowań
>miskantus (trawa słoniowa)
>rdest sachaliński
>oraz rośliny drzewiaste o szybkiej rotacji takie jak topola, wierzba czy eukaliptus
Zwiekszanie różnorodności w pokarmie
W okresie historycznym ograniczeniu ulegla liczba gatunkow roslin wykorzystywanych do celow konsumpcyjnych
Zmniejszenie różnorodności żywności przyczynia się do silniejszego skazenia środowiska i rozwoju chorob cywilizacyjnych
Wprowadzanie do uprawy roslin alternatywnych o wysokiej wartości odżywczej wpływa na poszerzenie różnorodności pożywienia np.:
-szarlat uprawny
-komosa ryzowa
-ciecierzyca pospolita
-cibora jadalna
-topinambur
-łubin andyjski
Odnawialne surowce przemysłowe
Wyczerpywanie się naturalnych surowców kopalnych pochodzenia organicznego
(węgiel, ropa, gaz) a także nierównomierne ich rozmieszczenie na ziemi, wpływa na wzrost zainteresowania gatunkami alternatywnymi
Wykorzystywane są gatunki, które wytwarzaja związki przydatne dla przemyslu chemicznego, farmaceutycznego, maszynowego a nawet zbrojeniowego
Rosliny oleiste syntetyzuja kwasy tluszczowe przydatne dla przemyslu chemicznego w produkcji smarow, folii, rozpuszczalnikow, detergentow
Pozyskiwanie odnawialnych źródeł energii (gatunki alternatywne oraz alternatywne wykorzystywanie)
Rosliny oleiste wykorzystane do produkcji oleju napedowego
Skrobiowe do wytwarzania etanolu
Biomasa do produkcji paliw stalych stanowiących zamiennik wegla
Zmniejszenie oddziaływania rolnictwa na środowisko
Poprzez wprowadzenia do uprawy nowych roslin o mniejszych wymaganiach nawozowych lub współżyjących z bakteriami, odporniejszych na choroby i szkodniki oraz wytwarzające związki allelopatyczne, ograniczające występowanie chwastów
Rekultywacja gleb zdegradowanych
Gatunki wiążące azot atmosferyczny, wieloletnie przeznaczone do uprawy na terenach zdegradowanych np. rutwica wschodnia (Galega orientalia Lam.)
Uprawa roslin rekultywacyjnych chroniących glebe przed:
-zachwaszczeniem
-degradacją gleb odlogowanych
-niszczonych przez wody odpadowe i scieki
-niesprzyjające warunki atmosferyczne
Rekultywacja krajobrazu poprzez dobranie kwitnących roslin wkomponowanych w krajobraz, zwłaszcza w rejonach atrakcyjnych turystycznie
Adaptujących się do zmieniających się warunków klimatycznych
Poprzez wprowadzanie do uprawy roslin oszczędnie gospodarujących wodą o większej zdolności absorpcji dwutlenku wegla z atmosfery
Rosliny o fotosyntezie typu C4, tworzące szybko duzą biomase do których można zaliczyc sorgo, proso, miskant olbrzymi, miskant cukrowy oraz szarłat
Gatunki o specyficznym skladzie chemicznym- źródłem surowca do biotechnologii
Rośliny zielarskie i olejkowe wykorzystywane w:
-przemyśle farmaceutycznym
-zielarskim
-kosmetycznym
Aspekt społeczny i ekonomiczny
Uprawa gatunkow alternatywnych będzie oplacalna, gdy cena skupu jest wyzsza od tradycyjnie uprawianych gatunkow
Uprawa większości gatunkow alternatywnych wymaga zwiekszonych nakładów pracy recznej, co może zostac spełnione w malych i średnich gospodarstwach rolnych
Konieczne jest również przeprowadzenie promocji i kampanii reklamowej
Inny podzial gatunkow alternatywnych
Nigdy nie uprawiane przez człowieka
Uprawiane 3-4tys lat p.n.e. których uprawy w pozniejszym okresie zaniechano
Uprawiane, do rewolucji technicznej w rolnictwie
Obecnie tradycyjne dla jednych, a nowe dla innych regionow klimatyczno- glebowych i obszarow swiata
Pozyskanie metodami inżynierii genetycznej rosliny transgeniczne
Introdukcja nowego gatunku-alternatywnego
Wymaga wieloletniej pracy profesjonalistów o różnych specjalnościach
Systematyka- ekologia
Genetyka
Biotechnologa molekularnego
Hodowcy
Specjalisty od uprawy roślin
Fizjologa
Fitochemika
Konstruktora maszyn rolniczych
Specjalisty od produkcji i technologii
Gatunki alternatywne (od czego należy zaczac)
Wyszukiwania wśród gatunkow dzikich lub prymitywnych uprawnych
Prowadzenie kolekcji (zasoby genowe)
Selekcja
Hodowla
Wprowadzenie nowej rosliny uprawnej
Zanim podjęta zostanie decyzja o wprowadzeniu nowego gatunku alternatywnego koniecze jest odpowiedzenie na pytania
Kto będzie uprawiał?
Kto przetwarzal?
Jakie produkty będą zastepowane?
Kiedy będą zwrócone koszty?
Jaki gatunek zostal wprowadzony z sukcesem do uprawy w ostatnich latach?
Rośliny alternatywne a bioróżnorodność
Bioróżnorodność to wszystkie organizmy (rosliny i zwierzeta) żyjące w ekosystemie.
Najbardziej zróżnicowane siedliska wśród użytków rolnych są na terenach zadarnionych (przede wszystkim naturalne łąki).
Rolnicza bioróżnorodność różnorodność gatunkow dzikich (roslin i zwierzat), oraz gatunkow udomowionych znajdujących się na terenach rolniczych.
Znaczenie bioróżnorodności
pozwala na zachowanie bogactwa genetycznego
decyduje o turystycznych walorach
zachowanie bioróżnorodności odgrywa duze znaczenie w kształtowaniu świadomości społeczeństwa
konwencja o Roznorodnosci Biologicznej zobowiazuje do zachowania zagrozonych wyginieciem rodzimych gatunkow uzytkowych
Ogolnoswiatowy plan na rzecz Zachowania i Zrownowazonego Wykorzystywania Zasobow Genowych Roslin (pod patronatem FAO)
Zakłada:
Inwentaryzacje zasobow genetycznych roslin
Monitoring
Stworzenie systemu ostrzegania o zagrożeniu utraty gatunku
Metody ochrony zasobów genowych
Ochrona poprzez uprawy In situ
Ochrona ex situ
Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych w Radzikowie, gdzie znajduje się 70tys. obiektów roślinnych (zboża, strączkowe, rośliny pastewne, okopowe, warzywa, drzewa owocowe, rośliny lecznicze i przemysłowe).
Banki genów w świecie
-International Agricultural Research 600 000
-United States 480 000
-Brazil 102 000
Jak zapewnic bioróżnorodność w gospodarstwie rolnym
Uprawa roznych gatunkow roslin (zmianowanie), unikanie monokultur
Uprawa kilku odmian tego samego gatunku lub mieszanek odmian
Uprawa mieszanek motylkowo- zbozowych i motylkowo- trawiastych
Uprawy współrzędne, żywe ściółki, rośliny okrywowe, mulcze
WYKŁAD V
Kamut Chorasan wheat
Twarda pszenica egipska
Pszenica wielkoziarnowa MTZ ok. 60-70 g
-w porównaniu do pszenicy zwyczajnej:
-20-40% wiecej bialka
-wyzsza: zawartość bialka, aminokwasów, witamin, soli mineralnych, cukrow
Pszenica o niebywalej historii:
W starożytności pszenica ta nazywana była wielbłądzim zebem (Carnel tooth)
Legenda glosi, ze zostala zabrana na arke przez Noe
Znana była tylko z przekazow, a w czasach współczesnych jej nie uprawiano
W roku 1949 znaleziono 36 ziarniakow olbrzymiej pszenicy na targowisku ulicznym w Kairze
Podawano, ze jest to ziarno znalezione w starożytnych egipskich kryptach
Z 36 ziarniakow w przeciągu 6 lat uprawy uzyskano 1500 buszli ziarna (ok. 40ton) 1buszel=27kg
W pozniejszym okresie zaniechano uprawy tego gatunku, renesans nastapil w ostatnim okresie po zarejestrowaniu firmy “Kamut”
Pszenica Kamut obecnie jest uprawiana na powierzchni ok. 18tys ha
Wytwarza się ok. 80 produktow opatrzonych znakiem firmowym (zastrzezonym) “Kamut”
Kłosy alternatywnych kłosów pszenicy
Jednoziarnowa, dwuziarnowa, orkisz, kamut
Podrodzina prosowate
Prosowate:
-Proso
-Sorgo
-Mozga
-Kukurydza
>kukurydza cukrowa
>na mini kolby “baby corn”
>niebieska “blue corn”
Roznorodnosc prosa
Termin proso obejmuje grupe zboz należących do kilku rodzajow:
Proso, wlosnica, chwastnica, proso japońskie, pajza, proso perlowe, afrykańskie, dagussa
Obszary uprawy gatunkow prosa
Setaria italica- wschodnia Azja
Panicum miliaceum- Indie, Chiny, USA, Rosja, Europa
Echinochioa frumentacea- wschodnia Azja, Australia
Pennisetum glacom- Afryka, Azja, Bliski Wschod
Panicum ramosum- Indie
Setaria italica nie zalecana do uprawy w Polsce
Roslina cieplolubna
W optymalnych warunkach zbior na zielonke, zakiszanie lub siano po 65-70 dniach od siewu
Plon 15-20 t zielonki z ha (3-4t s.m. z ha)
Zbior na ziarno po 75-90 dniach (plon 8800-900kg z ha)
Powszechnie okreslenie proso oznacza
Rozne gatunki traw, które są wykorzystywane na cele konsumpcyjne, paszowe i przemysłowe
W porównaniu do innych zboz proso i gatunki pochodne charakteryzuja się mniejszymi wymaganiami glebowymi i siedliskowymi
Dodatkowa korzystna cecha jest krotki okres wegetacji (od siewu do zbioru 70-100dni)
Historia prosa
Jest obok pszenicy i jęczmienia najstarszym gatunkiem uprawnym
Pochodzi z obszaru Persji, Indii i Chin
Dla Slowian proso było jednym z najważniejszych gatunkow zboz
Jego znaczenie malalo po wprowadzeniu do powszechnej uprawy ziemniaka i szerszego wykorzystania ryzu w XVIII, XIX wieku
Proso- gatunek alternatywny?
Proso jest gatunkiem o mniejszym znaczeniu gospodarczym, za wyjątkiem niektórych obszarow Afryki, Azji, Chin, Rosji
W ostatnich latach proro tracilo na znaczeniu
Problemy współczesnego rolnictwa
Sposrod wszystkich dziedzin działalności gospodarczej człowieka rolnictwo jest najbardziej związane z klimatem
Zmiany klimatyczne
Scenariusze zmian klimatu w Polsce do 2030r.
1.Klimat wilgotny i ciepły 2.Klimat wilgotny i bardzo ciepły
3.Klimat suchy i ciepły 4.Klimat suchy i bardzo ciepły
-opady niższe o 20% (do 450mm) -opady niższe o 20% (do 45-mm)
-temperatura wyższa o 2st -temperatura wyższa o 4st
-stężenie CO2 450 ppm stężenie CO2 600ppm
Zmiany klimatu spowodują rozszerzenie możliwości uprawy roslin ciepłolubnych takich jak sorgo, proso.
Znaczenie gospodarcze:
Proso jest wykorzystywane zarówno w postaci ziarna (konsumpcyjne i paszowe) lub zielonki
Proso stanowi pokarm dla papug, kanarkow i innych ptakow
W postaci zmielonej jest paszą podawana bydlu, owcom i trzodzie chlewnej
Calym ziarnem może być karmiony drob
Z prosa w niektórych krajach produkowany jest spirytus, piwo, skrobia oraz cukier gronowy
Wartosc prosa
Wartościowość bialka z prosa jest porownywalna do wartości sorga i pszenicy wyzsza niż kukurydzy
Proso ma również wyzszą zawartość wlokna- oplewione ziarniaki
Najlepsza jest wartość tego gatunku, gdy jest w mieszance z innymi gatunkami zboz
Zboze konsumpcyjne (kasza jaglana)
Wydajność kaszy 70-90%
Zagospodarowanie na zielonke
Proso zwyczajne może być zbierane na zielonke ale wartość jest gorsza niż prosa wloskiego
Na pasze poleca się zbior pod koniec wiechowania i na początku kwitnienia.
Wartosc pokarmowa ziarna prosa
Bialko 12%
Wlokno 8
Tluszcz 4
Strawność 75
Fosfor 0,3
Wapn 0,05
Wartosc biologiczna bialka % standardu
Jęczmień 65
Proso 64
Pszenica 52
Kukurydza 50
Owies 38
Względna zawartość niektorych aminokwasow w bialku
Proso pszenica
Cysteina i metionina 74% Cysteina i metionina 63%
Tyrozyna 77% Tyrozyna 76%
Cechy negatywne prosa:
Mala plenność
Duza wrażliwość na niskie temperatury
Wrażliwe na zachwaszczenie
Skłonność do osypywania się nasion podczas zbioru
Waski zakres zagospodarowania
W Polsce w okresie miedzywojennym
Proso zajmowalo około 120tys ha
W 1970 jego powierzchnia uprawy wynosila około 12tys ha
Plon ziarna niecale 2tony z ha
Charakterystyka morfologiczna
Liscie lancetowate, pofaldowane, zielone/antocyjanowe
Źdźbła od 30 do 150 cm wysokości
Silnie się krzewi 1-5źdżbeł
Lodygi i liscie pokryte wloskami-kutnerem
System korzeniowy wiazkowy rozmieszczony w warstwie do głębokości 40-50 cm. Pojedyncze korzenie siegaja 1m
Kwiatostan- duze, otwarte wiechy umieszczone na szczycie źdźbła
Rodzaje wiech: chorągiewkowate, skupione, rozpierzchłe
Ziarniaki okryte szczelnie plewkami wieksze niż u innych gatunkow prosa
Zaarwienie plewek od białych do czarnych-poprzez czerwone, brązowe, szare
Klosek obejmuja 3 bloniaste plewki
Udział plewek od 16% odmiany o ziarniakach białych >25% odmiany zabarwione
MTZ 3-10g, a odmiany w Polsce5-7g
Zarodek stanowi okolo1/4objetosci ziarniaka
Wymagania siedliskowo- termiczne
Proso ma duze wymagania termiczne i świetlne, a male wilgotnościowe
Minimalna temp dla kielkowania nasion wynosi 8-10st, a optymalna 20-30st
Spadek temperatury poniżej 15st hamuje wzrost i rozwoj siewek prosa oraz wydluza okres wegetacji
Wymagania siedliskowo- wilgotnościowe
Proso wyroznia się oszczedną gospodarką wodną
Współczynnik transpiracji wynosi tylko 200-250mm
Pokrycie zapotrzebowaniana wode, w okresie strzelania w źdźbło i wyrzucania wiech, jest warunkiem dobrego plonowania
Najlepsze warunki klimatyczne dla uprawy prosa występują na:
wschodzie Polski
w pasie srodkowej i dolnej Wisły
poludniowej czesci Wyzyny Kielecko- Sandomierskiej
na Niżu Dolnoslaskim
w poludniowej czesci Niziny Szczecinskiej
Nie zaleca się uprawy w Polsce północnej i na pogórzu
Wymagania siedliskowe prosa- glebowe
Najlepsze- kompleksy pszenne zasobne;
kompleksy żytnie- przy dobrej agrotechnice i nawozeniu
Nieprzydatne- są trudno ogrzewające się gleby podmokle oraz glebokie piaski
Gleba przeznaczona do uprawy prosa powinna być w dobrej kulturze gleby (dobra struktura, odczyn zbliżony do obojętnego 6-6,5 oraz male zachwaszczenie.
Wymagania przedplonowe
Proso może być wysiewane po wiekszsci innych gatunkow uprawnych
Najlepszymi przedplonami są rosliny motylkowate, okopowe i oleiste
Może być uprawiane po zbozach w 2 lub 3 roku po oborniku
W rejonach cieplejszych może być wysiewane jako plon wtory po miedzyplonach ozimych zbieranych do polowy V
Uprawa roli kg/ha nasioni nawozenie
Podobnie jak dla innych zboz jarych
Najwyższe plony uzyskuje się wysiewając proso w trzeciej dekadzie maja
Norma i ilość wysiewu
Ilość wysiewu wynosi 15-25 kg/ha nasion
-rozstawy rzędów 25-30 cm w gorszych warunkach glebowych
-na glebach żyźniejszych 30-40cm
rzadkie siewy sprzyjają zachwaszczeniu, zbyt geste natomiast prowadzą do wylegania prosa
głębokość siewu wynosi 1-2 cm, na lekkich do 4 cm
Wykład VI