Výzkumný tým 05: Produkční fyziologie a výživa rostlin pro udržitelné zemědělství

Vedením týmu pověřená (od 1. 9. 2023): Ing. Jana Wollnerová, Ph.D.

Pracovní pozice a specializace: vědecký pracovník – pohyb a přeměny dusíku v půdě, bilance živin, nitrátová směrnice

Globální klima se mění. Tato změna s sebou přináší nové výzvy a náměty k řešení. Kombinace faktorů, které s sebou přináší tento proces mohou zvýšit nebo snížit produkci rostlin. Hlavním cílem výzkumných aktivit týmu je získávání a využití nových poznatků v oblasti produkční fyziologie a výživy rostlin pro zajištění kvalitní a stabilní produkce v podmínkách klimatické změny při omezení nepříznivých dopadů zemědělského hospodaření na kvalitu půdy, vody a ovzduší. Výzkumný tým je složen z odborníků, jejichž specializace se doplňují a umožňují komplexní pohled na problematiku v oblasti enviromentálních rizik plynoucích z moderního (intenzivního) zemědělského hospodaření. Vedle výzkumné činnosti probíhá současně i monitoring efektivnosti hospodaření v rámci hodnocení opatření nastavených pro snižování negativního vlivu zemědělské činnosti na okolní prostředí. Úkolem týmu je tak propojení nejnovějších vědeckých poznatků se zemědělskou praxí, a to především na základě zpětné vazby. Výsledky výzkumu a monitoringu zemědělského hospodaření slouží jako podklad pro nastavení národních legislativních podmínek (nitrátová směrnice, dotační tituly, aj.), ale i pro vyjednávání podmínek s Evropskou komisí.

Výzkum

Další činnosti

Jiné činnosti (služby)

Ing. Jan Haberle, CSc.: samostatný vědecký pracovník – produkční fyziologie, výživa rostlin, modelování

Ing. Jan Klír, CSc.: akreditovaný poradce sítě MZe – systémy hnojení, nakládání se statkovými hnojivy, ochrana vod

Ing. Lada Kozlovská: akreditovaný poradce sítě MZe – ochrana vod před znečištěním a půdy před erozí

Bc. Karina Kremleva: technik ve výzkumu –laboratorní činnost, analytika, zajišťování vegetačních pokusů

RNDr. Ivana Raimanová, Ph.D.: vědecký pracovník – fyziologie a výživa rostlin, příjem a utilizace živin, genotypové rozdíly, analýza izotopů N a C

Ing. Pavel Svoboda: vědecký pracovník – výživa a hnojení plodin, kořenový systém, postupy pro omezení ztrát dusíku do prostředí

Metodika výživy a hnojení ekologických výsadeb jabloní
Výsledky hodnocení výživného stavu a hnojení jabloní, včetně ověření nových hnojiv, se zaměřením na ekologickou produkci byly využity pro zpracování metodiky pro pěstitele.
Metodika popisuje způsob využití termokamerového systému neseného bezpilotním prostředkem pro detekci vodního stresu vybraných polních plodin. Je určena pro zemědělskou praxi, zejména pak s tím spojené služby, dále může být využita i ve šlechtění odrůd odolných k nedostatku vody, řízení zavlah, výzkumu a monitorování opatření spojených s prevencí sucha. Metodika zahrnuje následující části: přehled způsobů spektrální bezkontaktní detekce vodního stresu, metodiku výpočtu vodního stresového indexu CWSI a metodiku bezpilotního termografického snímání polních porostů včetně zpracování termálních dat. Výsledky vycházejí z poznatků získaných při monitorování pokusných ploch s cílenou manipulací vodního deficitu a provozních ploch, které jsou pravidelně vystaveny nedostatku vláhy v důsledku přírodních půdních a klimatických podmínek.
Citace: Kurešová G., Mészáros M., Raimanová I., Neumannová A. 2016: Metodika výživy a hnojení ekologických výsadeb jabloní. VÚRV, v.v.i., Praha.
Kurešová a kol. 2016: Listové hnojivo jako doplněk výživy ovocných dřevin v období sucha.
In: Hnilička, F. (ed.) Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2016.

Postupy pro eliminaci znečištění půdy a vod při ukládání hnoje na zemědělské půdě
Byly získány experimentální údaje pro hodnocení rizika znečištění vod nitráty z polních složišť hnoje. Metodika popisuje ucelený návod na správné uložení hnoje na zemědělské půdě před jeho použitím, a to od výběru vhodného místa pro složiště přes průběžné ošetřování uloženého hnoje až po agrotechnická opatření, které je vhodné uplatnit v místě složiště po rozmetání hnoje na pole. V metodice jsou uvedeny i legislativní podmínky pro uložení hnoje na zemědělské půdě. Jsou přehledně popsána všechna opatření, která mají za cíl zachování kvality uloženého hnoje a omezení rizika znečištění okolního prostředí, zejména povrchových a podzemních vod.
Citace: Svoboda P., Wollnerová J., Kozlovská L., Klír J. 2017: Metodika řádného uložení hnoje na zemědělské půdě. VÚRV, v.v.i., Praha.

Detekce vodního stresu polních plodin termokamerovým systémem
Porovnání teploty porostu pšenice, umělého povrchu (vlhčená bavlněná tkanina) v porostu
(nahoře), na půdě (uprostřed) a rostlin vlhčených vodou (dole).
Citace: Lukáš, J., Haberle, J., Chrpová, J., Kroulik, M., Brandt, V., Sova J., Kovář, J., Švestka, A., 2019. Metodika detekce vodního stresu polních plodin termokamerovým systémem. Certifikovaná metodika. VÚRV, v.v.i. Praha 2019. ISBN: 978-80-7427-304-9
Haberle, J., Lukáš, J., Sova, J., Svoboda, P., Raimanová, I. 2020. Vliv nedostatku vody na teplotu porostu ozimé pšenice Úroda č. 1/2020

Indikace rizika ztrát dusíku v podnicích s vysokým podílem zavlažovaných zelenin a raných brambor a možnosti redukce vyplavení nitrátů do vod
Pěstování řady druhů zelenin a raných brambor, zvláště na lehkých půdách a pod závlahou, představuje zvýšené riziko ztrát dusíku vyplavením z kořenové zóny. Sledování obsahu a distribuce nitrátů v půdním profilu, obsahu vody a ukazatelů zranitelnosti prostředí, hloubky kořenů a údajů o hospodaření indikují riziko vyplavení a agrotechnické přístupy k jeho redukci.
Citace: Klír J., Haberle J. 2017: Snížení rizika ztrát dusíku z půdy v zelinářské výrobě. Zahradnictví.
Haberle J., Svoboda P., Šimon T., Kurešová G., Neumannová A., Klír J. 2016: Distribuce minerálního dusíku v půdě v podnicích se zavlažovanou zeleninou. Úroda.

Mapa výnosového potenciálu
Specializovaná mapa (soubor map) s odborným obsahem zobrazuje relativní výnosový potenciál pozemků v oblasti dolního Pojizeří. Mapy identifikují zóny s odlišnou produktivitou v rámci jednotlivých pozemků. Mapy jsou výsledkem analýzy a vyhodnocení časových řad družicových multispektrálních snímků Landsat a Sentinel. Zóny s nízkým relativním výnosovým potenciálem indikují vysokou zranitelnost suchem a současně i riziko průsaku vody s nitráty mimo kořenovou zónu.
Citace: Haberle K., Lukas V., Lukáš J., Svoboda P., Raimanová I. 2019: Mapa relativních výnosů v oblasti dolního Pojizeří. Soubor specializovaných map s odborným obsahem (Nmap), VÚRV, v.v.i., Mendelova Univerzita, 22 s. ISBN 978-80-7427-323-0.
Mapa rozložení relativního výnosového potenciálu na pozemcích severně od Sojovic

Postupy hospodaření pro efektivní využití dusíku a snížení jeho ztrát
Metodika je zaměřena na hospodaření se živinami, zejména s dusíkem při pěstování zemědělských plodin. Na základě analýzy přírodních a výrobních podmínek v zájmové oblasti s vysokým podílem zavlažované zeleniny a brambor pěstovaných na propustných půdách popisuje metodika obecně platné faktory zvyšující riziko ztrát dusíku do prostředí. Získané poznatky a navržené postupy jsou obecně využitelné a lze je uplatnit na celém území, přednostně pak v oblastech se zvýšenou zranitelností půdního prostředí, například v ochranných pásmech vodních zdrojů a zranitelných oblastech.
Citace: Klír J., Haberle J., Růžek P., Šimon T., Svoboda P. (2018). Postupy hospodaření pro efektivní využití dusíku a snížení jeho ztrát. Certifikovaná metodika pro praxi. Praha, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 43 s.

Jednoduchý sešit Microsoft Excel pro výpočet bilance živin a organických látek, na základě dostupných údajů o plochách plodin, výnosech a hnojení.
Citace: Klír J., Wollnerová J. (2022). Bilance N za hospodářský rok 2021/2022. Software. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.

Bilance organických látek v rostlinné výrobě
Na základě údajů o stavu hospodářských zvířat a struktuře pěstovaných plodin byla vytvořena modelová kalkulace – bilance organické hmoty na úrovni ČR, včetně produkce a využití statkových a organických hnojiv.
Citace: Klír J. (2019). Bilance organických látek v rostlinné výrobě. Sborník z 25. mezinárodní konference „Racionální použití hnojiv“. Česká zemědělská univerzita, Praha, s. 17–24

Hospodaření ve zranitelných oblastech – 5. akční program nitrátové směrnice
V metodice pro zemědělskou praxi a poradenský systém MZe, aktualizované v roce 2022 s ohledem na dokončení novelizace legislativy hnojiv jsou přehledně popsány jednotlivé požadavky 5. akčního programu podle nitrátové směrnice pro období 2020–2024, schváleného vládou České republiky za účelem omezení ztrát dusíku vyplavením dusičnanů do povrchových a podzemních vod ve zranitelných oblastech. Cílem akčního programu je rovněž snížení rizika eutrofizace povrchových vod i omezení přenosu dusičnanů do okolních států vodami odtékajícími z území České republiky. Znečištění vod dusíkatými látkami pocházejícími ze zemědělství může ohrožovat lidské zdraví, poškozovat zdroje obživy, narušovat vodní ekosystémy i ohrožovat oprávněné používání vod.
Citace: Wollnerová J., Kozlovská L., Klír J. (2022). Hospodaření ve zranitelných oblastech – 5. akční program nitrátové směrnice. Metodika pro praxi (druhé, aktualizované vydání), Praha, VÚRV, v.v.i., 68 s.

Uložení hnojiv, upravených kalů a krmiv na zemědělské půdě
Tuhá statková hnojiva vznikající při chovu hospodářských zvířat, kompost a nově i separát digestátu lze za určitých legislativních podmínek uložit na zemědělské půdě. Stanoveny jsou rovněž způsoby ukládání upravených kalů a objemných krmiv, jako jsou siláž a senáž určené pro výživu hospodářských zvířat. Nově jsou stanovena i pravidla pro provozování příkrmišť na zemědělské půdě. Z minerálních hnojiv je možné na zemědělské půdě uložit pouze vápenatá hnojiva (cukrovarská šáma, hnojiva na bázi mletých vápenců). Metodika reaguje na úpravy legislativy v letech 2020 a 2021, vychází mimo jiné ze zemědělské praxe a přináší komplexní návod pro ukládání těchto materiálů a provoz příkrmišť na zemědělské půdě. Přehledně popisuje všechna opatření, která mají za cíl zachování kvality uloženého materiálu a omezení rizika znečištění okolního prostředí, zejména povrchových a podzemních vod. Doporučuje i možnosti rekultivace ploch po rozvozu hnojiv, upravených kalů, odvozu krmiva a ukončení provozu příkrmiště. Pozornost je věnována zvláště opatřením, která řeší možnosti složišť ve zranitelných oblastech stanovených v rámci nitrátové směrnice. V neposlední řadě jsou v metodice zařazeny i návody pro výběr vhodného místa k uložení hnojiv, upravených kalů a objemných krmiv, případně místa pro příkrmiště, a to s využitím údajů z Registru půdy LPIS na Portálu farmáře.
Citace: Svoboda P., Wollnerová J., Kozlovská L., Klír J. (2022). Uložení hnojiv, upravených kalů a krmiv na zemědělské půdě. Metodika pro praxi (druhé, aktualizované vydání), Praha, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 70 s.

..

Řešené projekty: