doc. Ing. Tomáš Lošák, Ph.D.

Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie

a výživy rostlin

Agronomická fakulta

Mendelova univerzita v Brně

KONCEPCE VĚDECKÉ A PEDAGOGICKÉ ČINNOSTI OBORU AGROCHEMIE A VÝŽIVA ROSTLIN NA MENDELOVĚ UNIVERZITĚ V BRNĚ

charakteristika oboru

koncepce vědecké činnosti

koncepce pedagogické činnosti

Charakteristika oboruCharakteristika oboru

Multidisciplinární obor navazující na poznatky četných dalších příbuzných disciplín:ChemieBiochemieFyziologie rostlinMikrobiologiePedologieMeteorologieDalší technologické vědní obory

Agrochemie a výživa rostlin je učení o funkcích a dynamice živin v rostlinách, půdách a ekosystémech a o látkových procesech v rostlinách s cílem:• zlepšení růstu rostlin

• zvýšení kvality sklízených produktů• udržení půdní úrodnosti• podpory recyklace živin• minimalizace zátěže životního

prostředí způsobené hnojením

Historie oboru

agrochemie a výživa rostlin, jako věda, má více než 150-ti letou tradici, ovšem dějiny jsou tak staré, jako zemědělství samo

2000 let př. n. l. využívali Inkové guáno ke hnojení.

Římané navázali na údaje v řeckých spisech řadou praktických poznatků o hnojivých účincích zvířecích výkalů (drůbeží trus), popela, vápna, zeleného hnojení (vikvovité rostliny).

Historie oboruAlbrecht Daniel Thaer (1752 – 1828)

Justus von Liebig (1803 – 1873)

zakladatel humusové teorie

střídání plodin, zařazování jetelovin, péče o hnůj

zakladatel minerální teorie výživy rostlin

definoval zákon minima

Historie oboru v našich zemích

počátky v 19. století – pronikly práce Liebiga

prof. Stoklasa (1857-1936) – činnost mikroorganismů

při mineralizaci půdní organ. hmoty a pro koloběh N v půdě

prof. Trnka (1881-1950), VŠZ Brnostudium průmyslových hnojiv a zeleného hnojení

doc. Frantek (1894-1959), VŠZ Brnovyužívání průmyslových odpadů ve výživě rostlin

Historie oboru v našich zemích

prof. Duchoň (1897-1975) prof. pro obor Agrochemie na VŠZ v Prazeorganizoval celostátní agrochemický výzkumzabýval se metodami stanovení potřeby

hnojenípopisoval zákonitosti ve výživě rostlinstudoval využívání živin z průmyslových

a statkových hnojivencyklopedie „Výživa a hnojení kulturních

rostlin zemědělských“ (ČSAV 1948)

Nejvýznamnější současné problémy oboru z hlediska praktického hospodaření v ČR

soustavný pokles počtu chovaných hospodářských zvířat spojený s klesající produkcí statkových hnojiv

deficit primární organické hmoty v půdě jednostranné hnojení N v minerálních hnojivech

na úkor P, K, Mg (nevhodný poměr N:P:K ) nedostatečné vápnění půd snaha o redukci dlouhodobých hnojařských

výzkumných bází komentáře řady zcela nekompetentních osob

(MF Dnes)

Koncepce vědecké činnosti –širší souvislosti problematiky všechny uvedené problémy se promítají do úrodnosti půdy

širší problematikahospodaření na pronajaté půděstruktura pěstovaných plodinpokles výměry okopanin a víceletých pícnin apod.vývoz živin v podobě obilovin, řepky z polí do zahraničí

řešení některých problémů není často možné na vědecké úrovni – důsledek špatných manažerských (politických) rozhodnutí, ale hlavně nevhodně nastavený systém dotačních titulů

Výzkum v oboru Agrochemie a výživa rostlin se člení do dvou oblastí

Hospodaření se živinami a hnojení

koloběh živin v půdě a jiných substrátech

půdní úrodnost rhizosféra (interakce kořeny –

půda) symbiotické vztahy stanovení potřeby hnojení minerální a organická hnojiva hospodaření se živinami a jejich

bilance transfer cizorodých látek půda -

rostlina

Fyziologie výživy kulturních rostlin

příjem a transport živin v rostlině asimilace rostlinných živin a vztahy zdroj – sink fyziologické funkce rostlinných

živin molekulární biologie a biochemie výživy rostlin poruchy ve výživě rostlin účinnost živin ekofyziologie (rezistence ke

stresu)

Koncepce vědecké činnosti –problémy řešené na našem ústavu hospodaření se živinami

fosfordraslík

bilance živin

účinnost živin

Pozice ČR v přívodu živin do půdy a podíl Pozice ČR v přívodu živin do půdy a podíl statkových hnojivstatkových hnojivPrůměrný přívod jednotlivých živin do půdy v ČR hnojením, Klír 2012

(1980 – 2012, v přepočtu na kg čistých živin, na 1 hektar zemědělské půdy)

Účinnost aplikovaného dusíku vyjádřená množstvím produkce zrna v kg na 1 kg aplikovaného dusíku

Var. Popis Průměr

výnosů zrna 2010-2012

Účinnost N (kg zrna/kg N)

Odběr N na produkci (kg.ha-1)

1 Kontrola 6,17 0,00 166,7 2 N1P0K0 8,15 16,48 220,1 3 N1P1K0 8,83 22,15 238,4 4 N1P1K1 9,17 24,95 247,5 5 N1P0K1-DS 9,14 24,72 246,8 6 N1P0K1-SD 9,95 31,50 268,7 7 N2P0K0 10,94 19,86 295,4 8 N2P2K0 10,73 19,00 289,8 9 N2P2K2 11,09 20,49 299,4 10 N2P0K2-DS 10,39 17,58 280,6 11 N2P0K2-SD 10,51 18,08 283,8

}}

Ø 75,4 %67,9 – 82,9 %

Ø 44,7 %43,3 – 46,2 %

výnos: 9,00 t.ha-1 a HTS: 278 g

Pohled na sklizené palice kukuřice hnojené pouze N na základní hladinu živin (2012)

Pohled na sklizené palice kukuřice u nehnojené kontroly (2012)

výnos: 5,61 t.ha-1 a HTS: 246 g

výnos: 9,00 t.ha-1 a HTS: 278 g

Pohled na sklizené palice kukuřice hnojené pouze N na základní hladinu živin (2012)

Pohled na sklizené palice kukuřice u varianty hnojené N a K v SD na základní hladinu živin (2012)výnos: 11,97 t.ha-1 a HTS: 322 g

Koncepce vědecké činnosti – problémy řešené na našem ústavu Bilance organické hmoty v půdě

obsah a kvalita primární organické hmoty○ hnůj, kompost, sláma, digestát

○ Cox x humus

využití hnoje jako substrátu do BPS

Dynamika změn Nmin v půdě po aplikaci fermentačního zbytku z BPS (digestátu)

Koncepce vědecké činnosti – problémy řešené na našem ústavu Transfer rizikových prvků z půdy do rostliny

AKTION „The study of cadmium uptake from the soil and the effect on agronomic and quality of different soybean varieties„

Koncepce vědecké činnosti – problémy řešené na našem ústavu

Koncepce vědecké činnosti – problémy řešené na našem ústavu

Poruchy ve výživě rostlin

Berry shrivelStalk necrosis

Koncepce vědecké činnostiPavilon M „Mendelův pavilon“

Nové prostory a vybavení Laboratoře Šrotovna Sklad vzorků Učebna Skleníky Vegetač. hala Fytotrony

Koncepce vědecké činnosti

Koncepce vědecké činnosti

Koncepce vědecké činnosti – výzkumné projekty NAZV

OP VaVpI

Výzkumný záměr

AKTION

IGA AF MENDELU individuálnítýmové projekty

NPV II

Doplňková činnost

Koncepce vědecké činnosti – Výzkumný záměrMŠMT

MSM 6215648905 „Biologické a technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu“

„Udržitelnost ekosystému na orné půdě“ – samostatná etapa VZ

Nositel: AF MENDELU

řešitel: prof. Žalud

garant etapy: prof. Křen

spoluřešitel (tzv. D1): doc. Lošák

Doba řešení: 2007-2012

Koncepce vědecké činnosti – výzkumný záměr

Zásadní projekt 2007-2012vybavení ústavu laboratorní

technikou (AAS ContrAA 700, apod., ca 4,5 mil Kč)

každoroční zdroj financí pro pracoviště na výzkum hlavně dle publikační aktivity - motivace (1,7 mil Kč za 6 let)

přísun financí z publikačních výstupů pro AF i po jeho skončení (publikace)

Koncepce vědecké činnosti – aktuální projekty

NAZV (MZe)

QI 101 A 184 "Technologie pěstování brambor - nové postupy šetrné k životnímu prostředí".

Koncepce vědecké činnosti – aktuální projekty

IGA (TP) AF MENDELU v Brně

TP 11/2013 „Biomasa a bioenergetické transformace“

Koncepce vědecké činnosti – aktuální projekty

MŠMT

OP VaVpI, prioritní osa 2 – Regionální VaV centra, „Ovocnářský výzkumný institut“ (VŠÚO Holovousy)

- Disertační práce „Výživa a hnojení jabloní sírou“

Koncepce vědecké činnosti - návrh nových projektů

AKTION (MENDELU – BOKU Wien) ČR – SR (MENDELU – SPU Nitra

7 AMB „MOBILITY“ (MŠMT), 2014-15

IGA (TP) AF MENDELUbioenergetické transformace a jejich

řízení

Doplňková činnostaplikace kapalných hnojiv a

plečkování při pěstování kukuřice aplikace digestátu k meziplodinám při

pěstování energetické kukuřice

Koncepce vědecké činnosti – návrh nového projektu

„Využití zelené biomasy ječmene setého

a kotvičníku zemního pro produkci šťáv

s pozitivním účinkem na lidské zdraví“.

Koncepce rozvoje vědecké činnosti - zapojení do nových strateg. programů

• Operační program MŠMT „Výzkum, vývoj a vzdělávání“

(OP VVV), 2014-2020– Prioritní osa 1 (Posilování kapacit pro kvalitní výzkum)– Prioritní osa 2 (Rozvoj vys. škol a lidských zdrojů pro V a V)

• Horizont 2020 (70 mld EUR)– společenské výzvy – udržitelné zemědělství, ochrana

klimatu, životní prostředí, recyklace a využití odpadů– zvýšení mobility výzkumných pracovníků a postdoktorských

pozic

• Výzkumná činnost postavená na týmové spolupráci – předpoklad úspěchu v novém programovém období 2014-2020 – fakultní projekty

Koncepce vědecké činnosti –

další aktivity Smluvní zakázky ve formě smluvního

výzkumu v rámci doplňkové činnosti univerzity.

Spolupráce se státní správou ve formě členství v expertizních komisích (MZe - GAEC 2).

Poradenská a přednášková činnost pro konkrétní subjekty.

Koncepce vědecké činnosti - spolupráce s praxí – osvětová činnost

• Přednášky pro praxi, polní dny, polní kázání:– pro společnosti či subjekty:

• KWS OSIVA• Český mák• SPZO • K+S KALI• AGROFERT• AGROEKO Žamberk • Zelinářská unie Čech a Moravy• Slovenská bioplynová asociácia• CVRV Piešťany

Koncepce vědecké činnosti - spolupráce s praxí – osvětová činnost Reprezentace a diskuze na:

polních dnech či výstavách○ MendelAgro na ŠZP Žabčice○ MendelGrass ve Vatíně○ Nabočany – zeměd. výstava Naše pole○ Země živitelka v Českých Budějovicích

dnech otevřených dveří na AF

na Střední odborné škole a Gymnáziu ve Starém Městě

Koncepce vědecké činnosti - propagace výsledků a oboru Mezinárodní konference a sympozia:ČRNěmeckoTureckoItáliePolskoMaďarskoRakouskoLitvaŠvédsko

12th IPI International Symposium on Management of Potassium in Plant and Soil Systems in China, 2012, Chengdu, China

Koncepce vědecké činnosti - domácí spolupráce

spolupráce: mezi pracovišti vlastního ústavus ústavy fakult MENDELUŠZP Žabčices univerzitami: ČZU v Praze, JU v Českých

Budějovicích, UTB ve Zlíněse státní správou: MZe ČR, ÚKZÚZ s výzkumnými ústavy: VÚRV Praha, VÚB Havl.

Brod, VÚP Troubsko, VŠÚO Holovousy, VÚMOP Praha

s privátní sférou

Koncepce vědecké činnosti - internacionalizace

rozvíjení dosavadní spolupráce především s:Slovenská polnohospodárska univerzita v NitreAgricultural University of KrakowUniversität für Bodenkultur WienJustus-Liebig-Universität GiessenSwedish University of Agricultural Sciences

Uppsala Wageningen University University of Zagreb

Koncepce vědecké činnosti - internacionalizace

• mobilita pracovníků (hostující lektoři) v rámci LLP/Erasmus či ostatních – Rozvojových projektů– Krakow– Uppsala

• pobyty v rámci programu AKTION (BOKU)• dlouhodobé studijní pobyty či pracovní stáže

studentů (doktorandů)– 7 měsíční stáž doktorandky loni na BOKU Wien – budoucí studium nové doktorandky v zahraničí

(University of Zagreb – Department of Plant Nutrition)

Koncepce vědecké činnosti - internacionalizace• účast předních zahraničních odborníků z oboru

na mezin. ústavních konferencích pořádaných ve 4 letých intervalech v Brně (prof. Kirkby, prof. Mengel, prof. Schubert, prof. Martensson,..)

• aktivní účast doktorandů i na zahr.

konferencích (SK, Polsko, Rakousko)

• společné (vědecké) publikace

• pravidelná účast na zasedáních

vědeckých společností (DGP, DBG)

Koncepce rozvoje vědecké činnosti - rizikové faktory

• úspěšnost při podávání výzkumných projektů• výše spolufinancování výzkumných projektů,

získávání prostředků z neveřejných zdrojů • financování výzkumu na vysokých školách,

hodnocení výstupů z výzkumných aktivit• zájem o studium v doktorském studijním

programu, kvalita uchazečů• časový odstup a úspěšnost věd. publikací (s IF)

Koncepce pedagogické činnosti – koncepce vlastní výuky

vychází z nejnovějších vědeckých poznatků při respektu a úctě k obecně platným zákonitostem

musí reflektovat aktuální problematiku oboru zahrnuje výsledky vlastního výzkumu obsahuje poznatky z praxe je adekvátně zabezpečena literaturou využívá multimediálních prostředků, praktické

výuky v laboratořích, Pavilonu M, ŠZP Žabčice

Koncepce pedagogické činnosti – cílem výuky je snaha naučit studenty : samostatné orientace v dané problematice výběru relevantních zdrojů informací posuzovat věci v širších souvislostech

koloběh živin v agroekosystémupůdní úrodnost a vodní eroze (GAEC 2, GAEC 3)kvalita a zdravotní nezávadnost produkce

obhájit získané informace nejen u zkoušky, ale i v praxi a u veřejnostiekologické, integrované a konvenční zemědělství

Koncepce pedagogické činnosti – výuka na fakultách• Agronomická fakulta (rozhodující podíl)

• Zahradnická fakulta (v Brně či v Lednici)

• Fakulta regionálního rozvoje a mezinárodních studií

• Institut celoživotního vzdělávání

• Na zahraničních univerzitách – učitelské mobility

Koncepce pedagogické činnosti – akreditované Bc stud. programy/obory na AF, kde realizuje ústav 221 výuku

BAKALÁŘSKÉ STUDIJNÍ PROGRAMY / OBORY V PREZENČNÍ FORMĚ

Název stud. programu

Forma Název stud. oboru Akreditace do

B Agrobiologie P Biotechnologie rostlin

31.8.2016

B Agrobiologie P Fytotechnika 31.8.2016

B Agrobiologie P, K Všeobecné zemědělství

31.8.2020

B Rostlinolékařství P Rostlinolékařství 31.8.2020

B Technologie odpadů P, K Odpadové hospodářství

31.8.2018

B Zemědělské inženýrství

P, K Agrobyznys 1.3.2016

B Zootechnika P Zootechnika 15.8.2014

Koncepce pedagogické činnosti – akreditované NMgr stud. programy/obory na AF, kde realizuje ústav 221 výuku

NAVAZUJÍCÍ MAGISTERSKÉ STUDIJNÍ PROGRAMY / OBORY V PREZENČNÍ FORMĚ

Název stud. programu Forma Název stud. oboru Akreditace do

N Fytotechnika P Fytotechnika 31.8.2016

N Chemie a technologie potravin

P Ekotrofologie 1.3.2017

N Rostlinolékařství P Rostlinolékařství 31.8.2020

N Technologie odpadů P, K Technologie a management

odpadů

31.7.2018

N Zemědělská specializace P Agroekologie 31.8.2018

N Zemědělská specializace P, K Zemědělské inženýrství

31.8.2018

N Zemědělské inženýrství P Agrobyznys 31.7.2017

Povinné předměty – Bc studijní programy

Předmět Garant Hodin Semestr Kredity

Agrochemie a výživa rostlin Doc. Ryant 56 III 6

Agrochemie a výživa rostlin K Doc. Ryant 15 III 6

Biologické zpracování odpadů I Doc. Lošák 56 VI 6

Biologické zpracování odpadů I K Doc. Lošák 15 VI 6

Pedologie a výživa rostlin Doc. Ryant 56 I 6

Zemědělství v AJ (FRRMS) Doc. Ryant 56 II 5

Výživa a hnojení rostlin pro ZAKA (ZF) Doc. Lošák 56 II 5

Výživa a hnojení zahradnic. rostlin (ZF) Prof. Hlušek 56 III 6

K-Výživa a hnojení rostlin (ZF) Prof. Hlušek 29 III 6

Výživa a hnojení révy vinné (ZF) Prof. Hlušek 56 II 6

Povinné předměty – NMgr. programyPředmět Garant Rozsah Semestr Kredity

Systémy hnojení polních plodin Doc. Lošák 56 I 5

Systémy hnojení polních plodin K Doc. Lošák 15 I 5

Biologické zpracování odpadů II Doc. Lošák 56 I 6

Biologické zpracování odpadů II K Doc. Lošák 15 I 6

Prostředky pro rostlinnou výrobu Doc. Ryant 42 III 5

Povinně volitelné předměty – NMgr. programy

Předmět Garant Rozsah Semestr Kredity

Systémy hnojení polních plodin Doc. Lošák 56 I 5

Systémy hnojení polních plodin K Doc. Lošák 15 I 5

Hnojení rostlin a kvalita produkce Prof. Hlušek 56 II 5

Management živin v agroekosystému Doc. Ryant 56 II 5

Agrochemie a výživa rostlin Doc. Ryant 56 III 6

Volitelné předměty nabízené na AF

Předmět Garant Rozsah Semestr Kredity

Systémy výživy rostlin Doc. Lošák 56 II 5

Volitelné předměty – nový návrh„Hnojení a legislativa“

Státní zkouška

Předměty povinné Předměty povinně volitelné

Systémy hnojení polních plodin (NMgr)

Fytotechnika/Fytotechnika)

Výživa a hnojení rostlin (Bc)

Agrobiologie/Fytotechnika

Výživa a hnojení rostlin (Bc)

Rostlinolékařství/Rostlinolékařství

Doktorské studium probíhá v rámci oborové rady Obecná produkce rostlinná podpora 4-leté délky studia povinnost realizovat část studia v zahraničí

studijní pobyt či praktická stáž (LLP/Erasmus ); vládní stipendia; mezinárodní smlouvy

povinnost prezentace výsledků v AJ na mez. konferencích (MendelNet, Veda Mladých)

větší zapojení neveřejných (soukromých) zdrojů financování při řešení témat disertačních prací – potenciální zaměstnavatelé (KWS OSIVA)

Faktory rozvoje pedagogické činnosti

Zapojení do výuky:

zahraniční profesoryvýznamné odborníky z výzkumných institucíúspěšné odborníky (absolventy) z podnikové sféry

podporovat mezinárodní mobilitu studentů na základě vlastních zkušeností (klady, problémy)

Faktory rozvoje pedagogické činnosti

• získání nových prostor v Pavilonu M pro zlepšení podmínek praktické výuky (moderní učebna

s interaktivní tabulí) a úrovně kvalifikačních prací studentů (skleníky, vegetační hala, fytotrony)

• udržení kvality výuky, počtu externistů, terénní výuky

• rizikovým faktorem je snížení počtu zájemců o studium (finanční a personální dopady)