Problemy agrotechniczne w uprawach ekologicznych Krzysztof Jończyk IUNG - PIB Dni z rolnictwem ekologicznym CDR Radom/IUNG –PIB Puławy 24.06.2010 r

SPECYFIKA PRODUKCJI EKOLOGICZNEJ Większe wymagania w stosunku do precyzji i terminowości wykonywania zabiegów agrotechnicznych – dlaczego ? Wykluczenie stosowania mineralnych nawozów azotowych, będących źródłem szybko dostępnej formy tego składnika dla roślin, - eliminuje możliwość sterowania łanem (oddziaływania w okresie wiosennym na rozkrzewienie lub rozgałęzianie się roślin i intensywność ich wzrostu). Zakaz stosowania herbicydów wymusza konieczność zwiększenia zdolności konkurencyjnej łanu w stosunku do chwastów. Zakaz stosowania zapraw oraz chemicznego zwalczania chorób zwiększa wymagania w stosunku do zdrowotności i jakości materiału siewnego.

Nakłady pracy Rolnictwo ekologiczne wymaga wyraźnie większych nakładów pracy. Gospodarstwa ekologiczne ponoszą, w porównaniu do gospodarstw konwencjonalnych, większe nakłady robocizny w uprawie: zbóż o około 10%; ziemniaka o 20 - 40%; warzyw o 30 - 80%; owoców miękkich o 10 - 20%

Znaczenie płodozmianu w rolnictwie ekologicznym PŁODOZMIAN - KLUCZOWY ELEMENT AGROTECHNIKI W ROLNICTWIE EKOLOGICZNYM PŁODOZMIAN JAKO KOMPROMIS MIĘDZY ODDZIAŁYWANIEM CZYNNIKÓW PRZYRODNICZYCH I EKONOMICZNYCH - zapewnia biologiczne wiązanie azotu, dzięki możliwie dużemu udziałowi w strukturze zasiewów roślin motylkowatych; - gwarantuje wzrost żyzności i biologicznej aktywności gleby poprzez możliwe ciągłe utrzymywanie jej powierzchni pod okrywami roślinnymi (rośliny wieloletnie, międzyplony); - ogranicza rozprzestrzenianie się chorób, szkodników i chwastów, dzięki dużej różnorodności biologicznej uprawianych roślin (długie przerwy w powrocie tego samego gatunku na dane pole);

- umożliwia pełne wykorzystanie składników pokarmowych z gleby poprzez następstwo roślin o różnym zapotrzebowaniu i różnej zdolności ich pobierania; - ogranicza wymywanie składników pokarmowych, głównie azotanów, do wód gruntowych oraz chroni glebę przed erozją; - zapewnia pokrycie zapotrzebowania posiadanych zwierząt na paszę w okresie żywienia letniego oraz zimowego;     - pozwala optymalnie wykorzystać sprzęt, jakim dysponuje gospodarstwo oraz warunkuje możliwie równomierne rozłożenie prac w okresie roku; - zmniejsza ryzyko produkcji dzięki większej jej różnorodności .

Długość rotacji Międzyplony wskazane są długie rotacje 5-7 letnie zgodne z zasadą „dany gatunek roślin plonuje tym wyżej, im rzadziej jest uprawiany na danym polu” dobór gatunków (warunki siedliskowe, opłacalność), w strukturze zasiewów udział roślin nie powinien przekraczać - ziemniaka i buraka 25-33%, strączkowych 20-25%, zbóż ogółem 50-60% park maszynowy (różne rośliny - różne technologie – koszty) Międzyplony wsiewki poplonowe, poplony ozime, poplony ścierniskowe

Plonowanie roślin W rolnictwie ekologicznym uzyskuje się mniejsze plony niż w konwencjonalnym o 10-40%. Różnica jest tym większa im intensywniejsze jest rolnictwo konwencjonalne. Mniejsze różnice w plonach uzyskuje się w przypadku gatunków o mniejszych wymaganiach nawozowych i słabiej porażanych przez choroby. Plony uzyskiwane w gospodarstwach ekologicznych charakteryzuje duża zmienność w latach. Brak możliwości kompensowania dostępnymi metodami agrotechnicznymi niekorzystnego przebiegu pogody czy błędów w agrotechnice.

Obiekt doświadczalny IUNG –PIB SD Osiny k/Puław MONO INT KON EKO Gleba: płowa – piasek gliniasty mocny, kompleks żytni b. dobry Powierzchnia obiektu doświadczalnego: - System ekologiczny (EKO) – 5 ha - System konwencjonalny (KON) 3 ha - System integrowany (INT) 4 ha - Monokultura (MONO) 1 ha

Jęczmień jary/pszenica jara Plonowanie zbóż i ziemniaka oraz zmienność plonów w różnych systemach produkcji (1996-2009) Lata Systemy produkcji EKO KON INT MON Pszenica ozima Plon (t/ha) 4,35 6,19 6,55 4,79 Min/max (t/ha) 3,09/6,18 3,18/7,65 3,99/8,68 2,14/7,53 V - wsp. zmiennnosci (%) 22 18 21 28 Jęczmień jary/pszenica jara 3,85 4,25 4,78 Min-max (t/ha) 2,51/4,56 1,35/5,98 3,28/6,71 25 27 19 Ziemniak 26,4 39,4 16,4/40,6 21,2/56,7 26

Plon ziarna pszenicy ozimej

Czynniki ograniczając plonowanie pszenicy ozimej w różnych systemach produkcji (1997-2008) Wyszczególnienie System produkcji rolniczej EKO KON INT MONO Sucha masa chwastów [g/m2] (GS 70-75)* 55 13 7 16 Indeks porażenia podstawy źdźbła 20 28 46 Udział roślin z nekrozami na korzeniach (%) 14 25 23 49 Indeks porażenia liści (l. podflagowy (GS 58-60)** 56 30 17 36

Wydajność upraw i zmianowań w j. zbozowych System produkcji Zmianowanie 1997-2001 2002-2006 2007-2008 Średnio Ekologiczny ziemniak 64 60 92 72 Jęczmień / pszenica j. 38 42 39 koniczyna z tr.– I rok 126 132 110 koniczyna z tr. - II rok 71 81 65 pszenica oz. 43 41 56 47 68 51 80 66 Integrowany 102 131 104 jęczmień / pszenica j. 48 44 55 49 bobik 33 63 69 67 74 Konwencjonalny rzepak oz. 70 61 37 50 45 59 54 Monokultura 57

Dobór odmian Ogólne kryteria doboru odmian: - mniejsze wymagania siedliskowe (glebowe i nawozowe); - większa zdolność pobierania składników pokarmowych; - odporność na choroby (głównie grzybowe); - większa krzewistość i konkurencyjność w stosunku do chwastów ; - dobra zimotrwałość zbóż ozimych; - cechy jakościowe. 13

Plon ziarna odmian pszenicy ozimej Odmiana Plon ziarna t/ha 2005 2006 2007 Średnio Roma 4,19 3,20 4,76 4,05 Zyta 4,65 3,57 4,87 4,36 Kobra 3,51 3,09 4,98 3,86 Sukces 4,47 3,32 4,35 Korweta 3,34 3,39 4,29 3,67 Mewa 3,74 3,14 5,09 3,99 Mieszanina odm. 2,99 3,10 4,94 3,68 Średnio 7 odmian 3,84 3,26 4,75 3,95 Ostka Kaz. 2,58 2,38 2,90 2,62 Kujawianka 2,29 2,68 2,88 Wysokolitewka 2,03 2,23 2,97 2,41 Orkisz* 4,69 2,04 3,36 NIR (α=0,05) 0,58 0,36 0,37 */ ziarno oplewione

Dawne odmiany Owies szorstki Żyto krzyca Pszenica orkisz Pszenica płaskurka Pszenica samopsza 15

Uprawa roli Zadania uprawy roli w rolnictwie ekologicznym: ·      zwiększanie biologicznej aktywności gleby i sprzyjanie akumulacji substancji organicznej w glebie; ·    ograniczanie bezproduktywnych straty wody i sprzyjanie jej gromadzeniu w glebie;   ·    zmniejszanie nasilenia niektórych chorób i szkodników; ·  stwarzanie warunków do uzyskania szybkich i wyrównanych wschodów roślin; ·      ograniczanie konkurencji ze strony chwastów i samosiewów rośliny przedplonowej; ·      zapewnienie dobrego wymieszania z glebą resztek pożniwnych rośliny przedplonowej i nawozów organicznych; ·    ograniczanie nasilenia erozji wodnej i wietrznej  

Uprawa roli zgodna z zasadami: - PŁYTKIE ODWRACANIE I MIESZANIE ROLI ORAZ GŁĘBOKIE JEJ SPULCHNIANIE   - ZABIEGÓW UPRAWAOWYCH POWINNO SIĘ STOSOWAĆ TAK DUŻO JAK TO JEST KONIECZNE ABY STWORZYĆ UPRAWIANEJ ROŚLINIE KORZYSTNE WARUNKI WZROSTU, A ZARAZEM TAK MAŁO JAK TO JEST MOŻLIWE

Wpływ równomierności wysiewu na początkowy wzrost roślin źle dobrze większą konkurencyjność zbóż w stosunku do chwastów, powoduje, że wszystkie rośliny znajdują się w podobnych fazach rozwojowych, wówczas można w optymalnych terminach zastosować mechaniczne zabiegi pielęgnacyjne. taki siew warunkuje:

Siew Jakość materiału siewnego: - zdrowotność nasion, - dorodność nasion, wysoka zdolność i energia kiełkowania, czystość nasion Uwarunkowania wysokiej jakości materiału siewnego: polowa kwalifikacja plantacji nasiennych; zbiór w optymalnych warunkach (pełna dojrzałość, niska wilgotność ziarna), wstępne czyszczenie ziarna przed magazynowaniem (usunięcie nasion i owocostanów chwastów, plew itp.); - dobre warunki magazynowania, niedopuszczenie do wzrostu temperatury i rozwoju chorób grzybowych na ziarnie; - doczyszczenie końcowe; 19

Wpływ dorodności ziarniaków pszenicy ozimej na rozkrzewienie oraz powierzchnię liści 20

Optymalne i dopuszczalne opóźnione terminy siewu pszenicy ozimej Uzasadnione jest zwiększenie o około 10% normy wysiewu, przy: - opóźnionym o 10-12 dni terminie wysiewu; - gorszych warunkach glebowych; gorszej uprawie przedsiewnej. - zalecany wysiew w końcowym okresie te terminów przyjętych jako optymalne w Reakcja na opóźnienie terminu siewu Zboża ozime – jęczmień, żyto, pszenżyto, pszenica Zboża jare – owies, pszenica, pszenżyto, jęczmień

Ochrona roślin w systemie ekologicznym duże bariery badawcze wyzwanie

ZRÓWNOWAŻONE NAWOŻENIE POBUDZANIE ORGANIZMÓW RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKOWA Ochrona roślin W rolnictwie ekologicznym wszystkie zabiegi agrotechniczne (płodozmian, uprawa roli, nawożenie naturalne, obsada roślin, dobór odmian, zasiewy mieszane itp.) są nastawione na kształtowanie korzystnego stanu sanitarnego gleby i zwiększonej odporności roślin na choroby i szkodniki ZRÓWNOWAŻONE NAWOŻENIE UPRAWA ROLI ORGANIZMY GLEBOWE ZABIEGI BEZPOŚREDNIE ZDROWOTNOŚĆ ROŚLIN POBUDZANIE ORGANIZMÓW POŻYTECZNYCH DOBÓR ODMIAN PŁODOZMIAN DOBÓR GATUNKÓW RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKOWA

Specyfika ochrony roślin w rolnictwie ekologicznym Interwencja: tylko w wyjątkowej sytuacji bezpośredniego zagrożenia Zarówno stosowane metody jak i środki muszą być zgodne z - przepisami dopuszczania środków ochrony roślin do obrotu i stosowania oraz - zasadami (i przepisami !!!) rolnictwa ekologicznego

Czynniki powodujące choroby roślin Czynniki nieinfekcyjne - glebowe (woda, powietrze, temp., składniki pokarmowe) - klimatyczne (wilgotność powietrza, opady, wiatr, światło) Czynniki infekcyjne (patogeny) – wirusy,mikoplazmy, bakterie, grzyby - 85% wszystkich chorób roślin) Straty w produkcji roślinnej 30-45% Pogorszenie jakości produktów roślinnych (parametry technologiczne, mykotoksyny) > Mg > B > H2O > P

Ochrona przed chwastami Metody pośrednie regulacji zachwaszczenia płodozmian dobór odmian jakość materiału siewnego termin i gęstość siewu

Metody bezpośrednie regulacji zachwaszczenia mechaniczne termiczne biologiczne Rozmieszczenie nasion chwastów w glebie w zależności od sposobu uprawy

Skuteczność brony jest tym większa, im: młodsze są chwasty; drobniejsze są ich nasiona; na mniejszej głębokości znajdują się kiełkujące nasiona; bardziej pulchna jest wierzchnia warstwa gleby

Sucha masa chwastów w badanych odmianach pszenicy ozimej (2005 rok)

faza rozwoju pszenicy: mleczno-woskowa Porażenie liści flagowych pszenicy ozimej w różnych systemach produkcji faza rozwoju pszenicy: mleczno-woskowa

Odporność odmian: Agrotechnika, unikać: odporność determinowana morfologią rośliny (wysokość odmiany, zbitość kłosa, długość kwitnienia, wegetacji) tolerancja na patogena, kumulacja mykotoksyn Agrotechnika, unikać: wrażliwych odmian; porażonego materiału siewnego; - uproszczeń w uprawie (rozkład resztek pożniwnych); - dużego udziału zbóż ozimych; - wysokiego nawożenia N i późnej aplikacji N

Zasiedlenie ziarna pszenicy przez Fusarium spp. 33

% ZIARNIAKÓW ZASIEDLONYCH PRZEZ Fusarium spp. Grzyby z rodzaju Fusarium wyizolowane z ziarniaków pszenicy (wg. Sadowskiego) ODMIANA % ZIARNIAKÓW ZASIEDLONYCH PRZEZ Fusarium spp. F. avenaceum F.culmorum F. poae F.sporotri-chioides F.tricinctum RAZEM EKO KON Kobra - 1,5 2,5 9,5 14,5 5,5 16,5 17,0 Korweta 1,0 2,2 1,2 6,0 4,0 2,8 10,4 11,5 Mewa 3,5 6,8 3,0 13,5 12,5 Roma 2,0 4,2 10,2 7,5 9,2 24,0 Sukces 7,0 10,7 15,0 Zyta 14,2 5,8 3,8 17,5 Mieszanina 3,2 8,0 6,5 20,2 17,9 Orkisz 10,0 5,0 6,2 18,0 15,2

W rolnictwie ekologicznym metody „zaprawiania nasion” opierają się na zabiegach dezynfekowania lub stymulacji rozwoju pożądanej mikroflory np.: płukaniu w ciepłej wodzie, stosowaniu nadmanganianu potasu, stosowaniu różnego rodzaju roztworów i wyciągów roślinnych, otoczkowaniu mlekiem w proszku, stosowaniu zapraw na bazie mikroorganizmów.

Zdrowotność roślin Pszenica (Joanna Horoszkiewicz-Janka – IOR Poznań) p. ozima – NIR (0,05) 9,29 p. jara – NIR (0,05) 8,35

Zasiedlenie materiału siewnego (Joanna Horoszkiewicz-Janka – IOR Poznań) Pszenica p. ozima – NIR(0,05) 3,26 p. jara – NIR(0,05) 3,68

Walka z zarazą ziemniaka Metody agrotechniczne: - dobór odmian, - podkiełkowywanie sadzeniaków, - wczesne terminy sadzenia. Metody chemiczne: - preparaty miedziowe. 38

Podkiełkowywanie sadzeniaków Efekty właściwego przygotowania sadzeniaków przyspieszenie wschodów o 1-2 tygodnie, w zależności od stanu fizjologicznego sadzeniaków i pogody od momentu sadzenia do wschodów, co sprzyja tzw. „ucieczce przed zarazą”, przesunięcie okresu wegetacji na okres lepszego nasłonecznienia (zwiększenie wydajności fotosyntezy i większe przyrosty plonu), lepszy rozwój systemu korzeniowego, a więc lepsze wykorzystanie wody i składników pokarmowych, zwiększenie odporności na porażenie chorobami wirusowymi, przyspieszenie zbioru na okres wyższych temperatur, co wpływa na zmniejszenie uszkodzeń mechanicznych i lepszą przechowywalność bulw. 39

Stan na 28.08.2003 Bila s. ekologiczny Bzura s. ekologiczny Bila s. integrowany 40

Walka ze stonką ziemniaczaną Metody mechaniczne: - zbiór ręczny, - maszyny zbierające, - pułapki feromonowe. Metody biologiczne: - wyciągi roślinne, - środki owadobójcze na bazie mikroorganizmów 41

42

43

Priorytety badawcze dla ochrony roślin w rolnictwie ekologicznym Opracowanie programów zwalczania zarazy ziemniaka, korzeniowych patogenów zbóż i warzyw Opracowanie metod zapobiegania lub zwalczania chorób drzew pestkowych i roślin jagodowych Wykorzystanie ekstraktów dla prewencji i zwalczania chorób roślin

Praktyczne możliwości i ograniczenia ochrony upraw przy zastosowaniu środków obecnie dopuszczonych do obrotu i stosowania w rolnictwie ekologicznym w Polsce Istnieje znaczna, choć nadal niewystarczająca liczba zarejestrowanych środków ochrony roślin mogących znaleźć swoje zastosowanie w rolnictwie ekologicznym Rzeczywista dostępność uzależniona od oferty producentów W niektórych grupach - całkowity brak zarejestrowanych środków (azadirachtyna, rotenon, olejki roślinne ...) Dostępne żywe organizmy przeznaczone są głównie dla upraw szklarniowych

Przyjęte w założeniach rolnictwa ekologicznego odpowiednie ukształtowanie krajobrazu gospodarstwa, dobór odpornych gatunków i odmian roślin oraz prawidłowa agrotechnika powinny zapewnić uprawianym roślinom zdrowy rozwój Zbieg niekorzystnych czynników pogodowych, sąsiedztwo zaniedbanych upraw konwencjonalnych, lub ewentualne błędy w profilaktyce stwarzają jednak stałe zagrożenie dla plonów powodując konieczność ciągłego doskonalenia dostępnego arsenału metod i środków ochrony roślin Dorobek nauki w zakresie rozwoju metod i środków ochrony roślin zgodnych z wymaganiami rolnictwa ekologicznego jest ogromny, choć w swojej przeważającej części badania takie nie były adresowane bezpośrednio do rolnictwa ekologicznego

Zbiór i przechowywanie zbiór zbóż przeprowadza się jednoetapowo w fazie dojrzałości pełnej lub martwej przedłużenie zbiorów w warunkach dżdżystej pogody powoduje występowanie na wszystkich gatunkach czernienia zbóż (grzyby saprofityczne z rodzaju: Cladosporium, Alternaria, Epicoccum ) czystość ziarna i wszystkich zespołów maszyn zbierających

STAN ŻYZNOŚCI GLEBY Czynniki morfologiczne poziomy zróżnicowania profilu miąższość gleby i poziomu próchnicznego skład mechaniczny struktura i tekstura porowatość Czynniki fizyko - chemiczne zasobność w makro i mikro składniki odżywcze substancje toksyczne pH i zawartość CaCO3 właściwości sorpcyjne, buforowość gleby odporność na degradację Czynniki fizyczne rozkład por w glebie właściwości wodne, pF gospodarka wodna gleby właściwości powietrzne, termiczne podatność na erozję Czynniki biochemiczne i biologiczne substancja organiczna i próchnica skład edafonu aktywność biologiczna produkcja CO2 kultura gleby

Zasobność gleby w potas Zasobność gleby w fosfor

Zmiany zawartości węgla organicznego w glebie (stan wyjściowy – 1995 r

BILANS AZOTU

Zawartość Nmin (N-NO3 i N-NH4) kg/ha (1999 – 2009) Profil (cm) System produkcji Ekologiczny Konwencjonalny Integrowany Monokultura jesień wiosna 0-30 44 32 27 49 30 70 24 30-60 28 25 36 22 34 26 56 60-90 15 21 42 40 0-90 88 78 107 74 105 86 168 Różnica j-w 10 19 80 52

Azot mineralny w glebie (stanowisko po koniczynie z trawą SD IUNG w Osinach) 176 kg Nmin/ha 76 kg Nmin/ha 53

Odczyn gleby - proces symbiotycznego wiązania azotu przez bakterie współżyjące z roślinami motylkowatymi; - mikroorganizmy wolno żyjące wiążące azot; - dostępność makro- i mikroskładników; - dostępność kadmu, cynku , ołowiu; - struktura gleby, trwałość agregatów glebowych

Dziękuję za uwagę 56