Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Nowe technologie w produkcji roślinnej - przyjazne dla człowieka i środowiska W. Święcicki IGR PAN w Poznaniu M. Surma W. Koziara UP w Poznaniu G. Skrzypczak.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Nowe technologie w produkcji roślinnej - przyjazne dla człowieka i środowiska W. Święcicki IGR PAN w Poznaniu M. Surma W. Koziara UP w Poznaniu G. Skrzypczak."— Zapis prezentacji:

1 Nowe technologie w produkcji roślinnej - przyjazne dla człowieka i środowiska W. Święcicki IGR PAN w Poznaniu M. Surma W. Koziara UP w Poznaniu G. Skrzypczak J. Szukała I. Bartkowiak-Broda IHAR - PIB w Radzikowie J. Zimny Z. Banaszak DANKO w Choryni K. Marciniak

2 Produkcja roślinna podstawą egzystencji człowieka Primum edere deinde philosophare

3 Liczba ludności na świecie rok mld * 2x produkcja zbóż * 20% - zwiększona powierzchnia * 80% - intensyfikacja produkcji Wyżywienie =

4 Liczba ludności w Polsce mln ,3 mln (1996)

5 Powierzchnia uprawna na osobę i rozwój urbanizacji 0 0,2 0,4 0,5 0,1 0,7 0,6 0,8 0, % światowej populacji ha 0,43 32,9 0,25 50,6 0,15 69,6

6 PLON Genotyp odmiany (postęp biologiczny) Agro- technika Klimat Środowisko Terrae usus mortalium semper ancilla Terra numquam sine usura reddit, quod accepit 50%

7 - J. van Liebig - J. van Liebig J.-B. Boussingault J.-B. Boussingault J.-B. Lawes, Anglia - produkcja superfosfatu oraz import do USA i Europy azotanów z Chile oraz import do USA i Europy azotanów z Chile teoretyczne podstawy chemii gleby i agronomii XX w F. Haber - synteza amoniaku (Nobel, 1918) K. Bosch (BASF) - pierwsza fabryka amoniaku XIX w. Odkrycia ważne dla zwiększenia plonów w XIX i XX wieku - wzrost powierzchni uprawnej - wzrost powierzchni uprawnej Do XVIII w. Pestycydy - pocz. XVIII w. - wywar z tytoniu dinitroortokrezolan (pierwszy syntetyczny) DDT Wzrost produkcji roślinnej:

8 Rolnicze Rewolucje w XX wieku 1.Zamiana siły pociągowej zwierząt na energię maszyn - po I w.ś. - po I w.ś. 2.Chemizacja rolnictwa - nawozy mineralne i pestycydy - po II w.ś. - po II w.ś. 3. Zielona Rewolucja Borlauga - genetyczne doskonalenie roślin. Karłowe, meksykańskie pszenice w Indiach i Pakistanie (podwojenie plonów, samowystarczalność, eksport) ZR wygrała wojnę człowieka z głodem. Pokojowy Nobel, Rewolucja genowa (From Green to Gene Revolution) - poznanie funkcji organizmów na poziomie molekularnym oraz możliwość analizy, rozumienia i manipulowania DNA.

9 Światowa produkcja zbóż - zaoszczędzenie powierzchni dzięki nowym technologiom ,000 1,400 1, Produkcja zbóż mln ton mln ton Zaoszczędzony obszar Powierzchnia uprawna mln ton mln ha ,000 1,400 1,800

10 Rok Produkcja ziarna zbóż (mln ton) Produkcja ziarna zbóż (mln ton) Liczba ludności (mld) Liczba ludności (mld) (x 3,6) 2,2 6,9 (x 3,1)... nowoczesne odmiany i technologie najbardziej przyczyniły się do tego, że światowa produkcja żywności powiększała się szybciej, niż liczba ludności. N. Borlaug Instytut A. Nobla, Oslo 2000 (30-lecie przyznania nagrody Nobla)

11 3x w 600 lat 3x w 50 lat rok q/ha rok q/ha Plonowanie pszenicy

12 Średnie plony zbóż ozimych w Polsce w doświadczeniach COBORU w latach

13 Stan odmian roślin rolniczych w KR

14 Czynniki warunkujące postęp biologiczny materiał wyjściowy (kolekcje i banki genów) wiedza o genetycznych podstawach procesów i zjawisk związanych z ulepszaniem roślin uprawnych metody i technologie stosowane w hodowli odmian nakłady na badania i rozwój (B+R)

15 1. Pszenica ozima - 2 mln ha (+3,2%) Zmiany powierzchni uprawy roślin rolniczych w latach (wg GUS) 6. Jęczmień ozimy tys. ha (+66%) 3. Jęczmień jary tys. ha (-3%) 2. Pszenżyto ozime - 1,4 mln ha (+125%) 5. Kukurydza na ziarno i kiszonkę tys. ha (+121%) 4. Rzepak ozimy tys. ha (+85%) (znaczenie gatunków w Polsce?)

16 wysokość i stabilność plonowania (w tym odmiany heterozyjne) jakość plonu (np. wypiekowość mąki, zawartość substancji żywieniowych lub antyżywieniowych, związków o znaczeniu przemysłowym itp.) odporność na choroby (ograniczenie stosowania pestycydów i brak mikotoksyn) odporność na stresy środowiskowe (np. susza, niskie temp., niedobór składników pokarmowych, zasolenie) Najważniejsze kierunki hodowli niezbędne dla człowieka i przyjazne dla środowiska przystosowanie roślin do nowoczesnych technologii uprawy

17 Technologie dla postępu biologicznego mikrometody analityczne dla masowej charakterystyki i selekcji - rozmnażanie wegetatywne, - skracanie cyklu hodowli - markery kultury in vitro - pokonywanie barier w krzyżowaniach oddalonych na poziomie białek i DNA - modyfikacje genetyczne/GMO (transgeneza i cisgeneza) Informatyka

18 pąki kwiatowe izolowane mikrospory podziały mikrospor zarodki mikrosporowe konwersja zarodków w rośliny roślina androgeniczna linie DH Metoda otrzymywania linii podwojonych haploidów (DH) Kultury in vitro

19 Markery SCAR dla CMS ogura (CMS), genu restorera Rfo (Rfo) i kontrola wewnętrzna dla genu aktyny7 (act) B. napus - w niezależnych amplifikacjach PCR (wg K. Mikołajczyk) Markery molekularne wdrożone do hodowli odmian mieszańcowych rzepaku Technologie oparte na analizie DNA

20 Nowoczesne technologie = oszczędność czasu Tworzenie nowej odmiany rzepaku – porównanie tradycyjnych metod hodowli z nowoczesnymi (linie DH + markery molekularne) + markery

21 Genetyczne modyfikacje roślin 148 mln ha upraw w świecie (GMO od 15 lat ) 46 krajów, >200 odmian, >15 mln rolników Dotychczasowe osiągnięcia Odmiany bawełny, kukurydzy, ziemniaka z genami Baccillus thuringiensis odporne na owady Odmiany bawełny, kukurydzy, rzepaku, soi, buraka cukr., pszenicy tolerancyjne na herbicydy Odmiany zbóż ze zwiększoną tolerancją na pH gleby i zanieczyszczenie metalami

22 Odmiany z połączonymi cechami odporności i tolerancji Odmiany ze zwiększoną tolerancją na stresy abiotyczne (szczególnie suszę) i biotyczne (np. przeniesienie odporności na rdzę z ryżu do innych gatunków zbóż) Odmiany zbóż z polepszoną jakością ziarna (wit. A, mikroelementy - Fe, Zn, Se) Przyszłość Genetyczne modyfikacje roślin c.d.

23 Wykrywanie i identyfikacja autoryzowanych i nieautoryzowanych GMO Rozwój kryteriów gwarancji bezpieczeństwa stosowania GMO (człowiek, zwierzęta, środowisko) Opracowanie zasad współistnienia upraw konwencjonalnych, ekologicznych i zmodyfikowanych genetycznie GMO na cele nieżywnościowe: energia (biomasa, biodiesel, biogaz), medycyna (np. szczepionki), przemysł (np. produkcja skrobi) Proponowane kierunki badań GMO w Polsce

24 Niskie wartości wypiekowe Wysokie wartości wypiekowe Miksograf do oceny właściwości wypiekowych ziarna pszenicy Mikrometody analityczne

25 Rozdział elektroforetyczny produktów PCR markera SCAR – J13 specyficznego dla genu Lr9 odporności na rdzę brunatną u pszenicy. Ścieżka: 8 - linia zawierająca gen Lr9, 1-45 – linie nie zawierające genu Lr9, M - wzorzec wielkości Identyfikacja genu Lr9 za pomocą specyficznego markera SCAR - J13 Wykorzystanie markerów DNA w masowej selekcji genów Lr odporności na rdzę brunatną pszenicy M M 1100 pz Liście z objawami chorobowymi Hodowla odmian odpornych na choroby Liście zdrowe

26 - oznaczanie zawartości mikotoksyn. - markery molekularne, - testy w sztucznej inokulacji, Technologie w hodowli odpornościowej: Mikotoksyny - metabolity wytwarzane przez grzyby porażające rośliny - zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt (deoxyniwalenol: maks g/kg w makaronie, a 8 mg/kg w paszy). Choroba św. Antoniego - zatrucia metabolitami sporyszu Hodowla odmian odpornych na choroby P. Bruegel

27 AAbb aaBB X F1F1F1F1 AaBb HETEROZJA bujność pierwszego pokolenia mieszańców * Niezbędny chów wsobny przed wyborem rodziców * Odpowiednie cechy gatunków Dziś - obcopylne żyto, kukurydza, burak, rzepak Jutro - pszenica, jęczmień, pszenżyto

28 Postęp biologiczny w hodowli rzepaku Zalety odmian heterozyjnych: - konieczność zakupu materiału siewnego plon nasion w dt/ha odmiany mieszańcowe odmiany populacyjne rok rejestracji - wysoki, stabilny plon

29 Nowe technologie dla: wytwarzania linii wsobnych i wyboru komponentów wykorzystania heterozji u gatunków samopylnych (jęczmień, pszenica, pszenżyto) wyjaśnienia podstaw naukowych zjawiska heterozji Odmiany heterozyjne w KR

30 Wskaźnik oceny jakości rolniczej przestrzeni produkcyjnej (gleba, klimat, rzeźba, warunki wodne) gleby lekkie w Polsce - 74% użytków rolnych Plony (q/ha) COBORU GUS pszenica jęczmień pszenżyto kukurydza rzepak Polska UE (15)

31 Deficyt energii oraz ochrona środowiska wymuszają poszukiwanie, energooszczędnych i proekologicznych systemów uprawy roli. 1. brona talerzowa 2. oprysk Roundupem 3. nawożenie mineralne 4. agregat uprawowy 5. siew 6. zabiegi pielęgnacyjne Bezpłużny (uproszczony) 1. oprysk Roundupem 2. nawożenie mineralne 3. siew 4. zabiegi pielęgnacyjne Zerowy (siew bezpośredni) Systemy uprawy roli Płużny (tradycyjny) 1. podorywka 2. bronowanie 3. nawożenie miner. 4. orka 5. agregat upraw 6. siew 7. zabiegi pielęgnacyjne

32 Technologie uprawy roślin Niskonakładowa Bez syntetycznych chemicznych środków produkcji Średnionakładowa Ograniczone stosowanie syntetycznych chemicznych środków produkcji Wysokonakładowa Pełne zalecane nawożenie mineralne i ochrona roślin Skutki zróżnicowanej intensywności uprawy roślin (produkcyjne, przyrodnicze i ekonomiczne)

33 Uprawa płużna - pole przygotowane do siewu

34 Uprawa bezpłużna - pole przygotowane do siewu Brona talerzowa zastępująca orkę Zrywacz ścierniska zastępujący orkę 15-30% resztek roślinnych na powierzchni

35 Uprawa zerowa Pole po zbiorze pszenicy - przed siewemPole po siewie pszenicy

36 Zalety stosowania uproszczeń w uprawie roli zapobieganie erozji gleby zmniejszenie zużycia paliwa obniżenie emisji spalin, CO 2 i zanieczyszczenia powietrza redukcja nakładów energetycznych oszczędność czasu pracy zatrzymanie nawozów i pestycydów w wierzchniej warstwie gleby intensyfikacja życia biologicznego zwiększenie zawartości substancji organicznej, wilgotności, polepszenie struktury i porowatości gleby

37 Zużycie paliwa, czasu pracy i energochłonność przy różnych systemach uprawy roli w 4-letnim zmianowaniu: burak cukrowy, pszenica jara, groch, pszenżyto ozime (wg L. Kordas, UP Wrocław) System uprawyZużycie paliwa (l) Zużycie czasu pracy (h/ha) Energo- chłonność (MJ/ha) Płużny (tradycyjny) 251,2 (100%) 23,8 (100%) (100%) Bezpłużny (uproszczony) 125,6 (50%) 11,8 (50%) (50%) Zerowy (siew bezpośredni) 115,2 (46%) 11,4 (48% (46%)

38 Wymagania stawiane środkom ochrony roślin Niski koszt produkcji i stosowania Niski koszt produkcji i stosowania Brak ujemnego wpływu na środowisko Brak ujemnego wpływu na środowisko i jakość plonów i jakość plonów Wysoka skuteczność biologiczna Wysoka skuteczność biologiczna

39 PESTYCYD Czynniki warunkujące skuteczność środków ochrony roślin

40 Intensyfikacja produkcji rolniczej przez poprawę skuteczności zwalczania agrofagów Stosowanie obniżonych dawek pestycydów (dawki dzielone, mikrodawki, strategia zabiegów sekwencyjnych, adiuwanty) Mapowanie chwastów- obniżone dawki herbicydów przy wykorzystaniu technologii GPS Systemy prognozowania występowania chorób i szkodników (np. SPEC u rzepaku) Nowe kierunki w ochronie roślin

41 WNIOSKI Nowoczesne technologie są niezbędne dla dalszego postępu w produkcji roślinnej Dla nowoczesnych, efektywnych technologii niezbędne jest inwestowanie w B+R Nakłady na B+R wymagają odpowiedniego zwrotu (opłacalność) Zwrot nakładów zależy od ustawowych regulacji wspomagających: * Badania + Rozwój * Ochronę Własności Intelektualnej

42 Nowoczesneechnologie Nowoczesne technologie w produkcji roślinnej Ad augusta per angusta 10 mld ludzi


Pobierz ppt "Nowe technologie w produkcji roślinnej - przyjazne dla człowieka i środowiska W. Święcicki IGR PAN w Poznaniu M. Surma W. Koziara UP w Poznaniu G. Skrzypczak."

Podobne prezentacje


Reklamy Google