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

Charakteristika oboru Multidisciplinární obor navazující na poznatky četných dalších příbuzných disciplín: Chemie Biochemie Fyziologie rostlin Mikrobiologie Pedologie Meteorologie Další 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 oboru Albrecht Daniel Thaer Justus von Liebig (1752 – 1828) (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 Brno studium průmyslových hnojiv a zeleného hnojení doc. Frantek (1894-1959), VŠZ Brno využívání průmyslových odpadů ve výživě rostlin

Historie oboru v našich zemích prof. Duchoň (1897-1975) prof. pro obor Agrochemie na VŠZ v Praze organizoval celostátní agrochemický výzkum zabýval se metodami stanovení potřeby hnojení popisoval zákonitosti ve výživě rostlin studoval využívání živin z průmyslových a statkových hnojiv encyklopedie „Výživa a hnojení kulturních rostlin zemědělských“ (ČSAV 1948)

Koncepce vědecké činnosti

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 problematika hospodaření na pronajaté půdě struktura pěstovaných plodin pokles 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 fosfor draslík bilance živin účinnost živin

Pozice ČR v přívodu živin do půdy a podíl statkových hnojiv Průměrný 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 } Ø 75,4 % 67,9 – 82,9 % Ø 44,7 % 43,3 – 46,2 %  Jedním z možných parametrů. Které nám vyjadřují efektivitu hnojení je i vyjádření vlivu aplikovaných živin na produkci. V našem případě se jedná o vztah, kdy vyjadřujeme efektivitu hnojení N na produkci zrna. Efektivita je vztažena k produkci kg zrna kukuřice z 1 kg aplikovaného dusíku. Nejvyšších efektivit je dosahováno u aplikace základní hladiny živin (var. 2-6), kdy s přídavkem dalších živin k N je pozorován zvyšující se efekt z hnojení N. Absolutně nejlepšího efektu je pak dosaženo po aplikaci N a K v SD (var. 6) s účinností 31,5 kg zrna/kg N. Rovněž u této varianty je možné konstatovat, že byl využitý skoro všechen aplikovaný dusík (120 kg N/ha => odběr na produkci byl 270 kg – 167 kg odběr na produkci u nehnojené kontroly (mineralizací) je rozdíl cca 103 kg N (využití cca 83 % z aplikovaného dusíku), přičemž varianty 2-6 využily aplikovaný dusík v průměru z 75 % a varianty hnojené na 240 kg N (var. 7 – 11) dokázaly využít aplikovaný N v průměru pouze z 45 %. U variant hnojených na zvýšenou dávkou N (var. 7 – 11) nebyl již tak velký efekt ve využití N na produkci zrna kukuřice.

výnos: 5,61 t.ha-1 a HTS: 246 g Pohled na sklizené palice kukuřice u nehnojené kontroly (2012) výnos: 9,00 t.ha-1 a HTS: 278 g Pohled na sklizené palice kukuřice hnojené pouze N na základní hladinu živin (2012)

výnos: 11,97 t.ha-1 a HTS: 322 g Pohled na sklizené palice kukuřice u varianty hnojené N a K v SD na základní hladinu živin (2012) výnos: 9,00 t.ha-1 a HTS: 278 g Pohled na sklizené palice kukuřice hnojené pouze N na základní hladinu živin (2012)

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 shrivel Stalk necrosis

Koncepce vědecké činnosti Pavilon 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 IGA AF MENDELU individuální týmové projekty NPV II Doplňková činnost NAZV OP VaVpI Výzkumný záměr AKTION

Koncepce vědecké činnosti – Výzkumný záměr MŠMT 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 2007-2012 vybavení 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 MENDELU bioenergetické transformace a jejich řízení Doplňková činnost aplikace 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 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: ČR Německo Turecko Itálie Polsko Maďarsko Rakousko Litva Švédsko

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

Koncepce vědecké činnosti - domácí spolupráce mezi pracovišti vlastního ústavu s ústavy fakult MENDELU ŠZP Žabčice s univerzitami: ČZU v Praze, JU v Českých Budějovicích, UTB ve Zlíně se 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 Nitre Agricultural University of Krakow Universität für Bodenkultur Wien Justus-Liebig-Universität Giessen Swedish 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 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 agroekosystému půdní 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 veřejnosti ekologické, 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

BAKALÁŘSKÉ STUDIJNÍ PROGRAMY / OBORY V PREZENČNÍ FORMĚ 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 Fytotechnika P, K Všeobecné zemědělství 31.8.2020 Rostlinolékařství Technologie odpadů Odpadové hospodářství 31.8.2018 Zemědělské inženýrství Agrobyznys 1.3.2016 Zootechnika 15.8.2014

NAVAZUJÍCÍ MAGISTERSKÉ STUDIJNÍ PROGRAMY / OBORY V PREZENČNÍ FORMĚ 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 31.8.2016 Chemie a technologie potravin Ekotrofologie 1.3.2017 Rostlinolékařství 31.8.2020 Technologie odpadů P, K Technologie a management odpadů 31.7.2018 Zemědělská specializace Agroekologie 31.8.2018 Zemědělské inženýrství Agrobyznys 31.7.2017

Povinné předměty – Bc studijní programy Garant Hodin Semestr Kredity Agrochemie a výživa rostlin Doc. Ryant 56 III 6 Agrochemie a výživa rostlin K 15 Biologické zpracování odpadů I Doc. Lošák VI Biologické zpracování odpadů I K Pedologie a výživa rostlin I Zemědělství v AJ (FRRMS) II 5 Výživa a hnojení rostlin pro ZAKA (ZF) Výživa a hnojení zahradnic. rostlin (ZF) Prof. Hlušek K-Výživa a hnojení rostlin (ZF) 29 Výživa a hnojení révy vinné (ZF)

Povinné předměty – NMgr. programy Garant Rozsah Semestr Kredity Systémy hnojení polních plodin Doc. Lošák 56 I 5 Systémy hnojení polních plodin K 15 Biologické zpracování odpadů II 6 Biologické zpracování odpadů II K Prostředky pro rostlinnou výrobu Doc. Ryant 42 III

Povinně volitelné předměty – NMgr. programy Garant Rozsah Semestr Kredity Systémy hnojení polních plodin Doc. Lošák 56 I 5 Systémy hnojení polních plodin K 15 Hnojení rostlin a kvalita produkce Prof. Hlušek II Management živin v agroekosystému Doc. Ryant Agrochemie a výživa rostlin III 6

Volitelné předměty nabízené na AF Garant Rozsah Semestr Kredity Systémy výživy rostlin Doc. Lošák 56 II 5 Volitelné předměty – nový návrh „Hnojení a legislativa“

Předměty povinně volitelné Státní zkouška Předměty povinné Předměty povinně volitelné Systémy hnojení polních plodin (NMgr) Fytotechnika/Fytotechnika) Výživa a hnojení rostlin (Bc) Agrobiologie/Fytotechnika (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 profesory významné odborníky z výzkumných institucí úspěšné 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)

Děkuji Vám za pozornost