Zemědělské systémy I.

Ekosystémové pojetí zemědělství – agroekosystémy

• populační růst a potřeba potravin

• ekologie – zabývá se vzájemnými vztahy mezi organismy a vztahy organismů s prostředím (není to ochrana ŽP)

  • organismy produkční a doplňkové

• systematické zemědělství vzniklo v mladší době kamenné (neolit) na Blízkém východě

• exponenciální nárůst obyvatelstva → počet lidí roste, výměra půdy klesá

• zemědělsky obhospodařovaná půda celosvětově cca 1 miliarda ha

  • bez růstu výnosu by v roce 2050 bylo potřeba 3,9 miliard ha

  • vyrobit více potravin na stejné ploše; zabírat další přírodní stanoviště

  • další narušování přírody do budoucna není přijatelné → řešením jsou vyspělé technologie

• změna výživových zvyklostí → vyšší spotřeba živočišných potravin – 40% produkce zrnin jako krmiv

• zemědělská produkce pro energetické účely v rozvinutých zemích snižuje dostupnost potravin

Ekosystém

• systém, v němž jsou ve vzájemných vztazích všechna společenstva organismů spolu s komplexem všech fyzikálních a chemických faktorů, které vytvářejí prostředí těchto organismů

• společenstvo organismů žijících v určitém prostoru spolu s jejich abiotickým prostředím

  • nacházejí se v něm tyto složky:

1. Látky anorganické

2. Látky organické existující vně živých organismů

3. Fyzikální a chemické faktory prostředí

4. Producenti – autotrofní organismy

5. Konzumenti, makrokonzumenti, fagotrofové

6. Reducenti, mikrokonzumenti, saporfyti, dekompoziroty, rozkladači

• ekosystémy suchozemské, sladkovodní a mořské

• zemědělsky využívané plochy – pole, louky, atp.

  • přirozený ekosystém – systém neovlivněný činností člověka

  • umělý ekosystém – systém vytvořený člověkem

Agroekosystém

• specifický typ ekosystémů, ovlivňován zemědělskou činností člověka

• složitá, dynamická, otevřená soustava převážně biologické povahy

  • zásahy do systému (radikální, v krátkém časovém intervalu)

• hnojení (radikální změna živin)

• předseťová příprava (zničení plevelů)

• změna půdního, vodního a tepelného režimu

• monokulturní plodina na poli

• např. pole s pěstovanou plodinou, louka, pastvina, sad, vinice …

• výskyt společenstev rostlin, živočichů a mikrobní společenstev

• působení člověka je jak negativní, tak pozitivní

Funkční podstata agroekosystémů

• význam a aplikace teorie systémů a systémového přístupu v biologických (zemědělských vědách)

• lepší poznání a znázornění složitých kultur

• poznání vazeb mezi jednotlivými prvky

• poznání funkcí

• možnost matematického popisu

• možnost modelování

Základ fungování ekosystémů

• hmota – pro stavbu těla a růst; obíhá ekosystémy v cyklech → „biochemické cykly“

• energie – pro metabolismus, růst a vnější aktivity (vůči ostatním organismům a prostředí)

  • ekosystémem pouze proteče tzv. „tok energie“

    • část energie se nenávratně uvolňuje do prostředí, pouze malou část se podaří zužitkovat

    • hlavním zdrojem energie je Slunce

    • primární rostliny využívají biotické složky → cca ½ fotosyntézu, 2% zabudují do svých těl, tvoří biomasu, energii spotřebovávají na dýchání

Charakteristika ekosystému

• skládá se ze složky

  • živé (biotické), tvořené organismy (tzv. společenstvo, bioceóza)

  • neživé (abiotické), tvořené prostředím (biotopem)

• základní funkce

  • koloběh látek (tzv. biogeochemické cykly)

  • tok energie

Vstup energie do většiny ekosystémů

1. ze slunečního záření

• přeměnou energie slunečního záření na další formy energie → transformace, disipace

2. formou energetického dodatku (z jiného ekosystému)

• přirozený dodatek (příliv, mořské proudy, vítr, záplavy,..)

• antropogenní dodatek (hnojení, práce, vypouštění odpadních vod,..)

Agroenergetika

• obor, který se zabývá výzkumem a regulací energetických toků v zemědělství

• měření, toky energií, globální záření

Energetické toky v rostlinné výrobě