PROGRAM I TEMATY BADAWCZE

Transkrypt

1 PROGRAM I TEMATY BADAWCZE do realizacji w ramach działalności statutowej Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowego Instytutu Badawczego w Puławach na rok 2017 Działalność statutowa IUNG-PIB jest realizowana w ramach programu naukowobadawczego pn. Zrównoważony rozwój produkcji roślinnej i kształtowanie przestrzeni rolniczej Polski. Realizacja koncepcji rozwoju zrównoważonego jest celem nadrzędnym wszystkich działań o charakterze gospodarczo-społecznym podejmowanych w Polsce. Konieczność jej realizacji wynika z zapisów zawartych w dokumentach o charakterze międzynarodowym, takich jak konwencje, agendy czy też oficjalnie i powszechnie akceptowane teorie rozwoju. Koncepcja rozwoju zrównoważonego, zwanego także ekorozwojem, jest również jedną z podstawowych zasad wymienionych w Konstytucji Rzeczpospolitej Polskiej z 1997 r. Stanowi także ważny element Strategii Zrównoważonego Rozwoju Wsi, Rolnictwa i Rybactwa na lata oraz Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata Uwzględnia założenia polityki naukowo-technicznej i innowacyjnej państwa, zawarte w Krajowym Programie Badań. Produkcja rolnicza, jako jedna ze sfer działalności gospodarczej powiązanych ze środowiskiem przyrodniczym, obejmuje produkcję roślinną i zwierzęcą. Oba te działy są powiązane szeregiem zależności i sprzężeń zwrotnych. Jednak pierwotny, surowcowy charakter produkcji roślinnej w przeważającej części wykorzystywanej na paszę hierarchizuje problematykę, wskazując na rolę i znaczenie produkcji roślinnej. Problemem podstawowym jest zatem zrównoważony rozwój produkcji roślinnej bezpośrednio zdeterminowany różnorodnymi zależnościami w układzie rolnicza przestrzeń produkcyjna - roślina. Zależności te uwidaczniają się na różnych poziomach; w odniesieniu do rośliny, pola (łanu, technologii produkcji), gospodarstwa i regionu. Realizacja programu, mającego charakter interdyscyplinarny, wymaga działań zespołowych, prowadzących do kompleksowego rozwiązywania problemów. Program ma układ horyzontalny, nakierowany na realizację celów badawczych na poziomie rośliny i gleby, łanu roślin i zmianowania oraz gospodarstwa, regionu i kraju. Stosownie do realizowanych celów zawiera 3 podprogramy merytorycznie powiązane ze sobą i stanowiące integralną całość. Jego zakres obejmuje problematykę rozwoju produkcji roślinnej na użytkach rolnych oraz jej oddziaływanie na kształtowanie przestrzeni rolniczej. Działalność IUNG-PIB koncentruje się głównie na problemach agronomii oraz ochrony i kształtowania środowiska. Celem głównym programu jest prowadzenie prac naukowo-badawczych w zakresie zrównoważonego rozwoju produkcji roślinnej oraz ochrony i kształtowania środowiska rolniczego, wspieranie decyzji resortu i władz regionalnych, a także dostarczanie informacji i zaleceń dla doradztwa i praktyki rolniczej. Nowe tematy badawcze, których realizacja rozpocznie się w roku 2017 w zestawieniach wyróżniono kursywą. 1

2 PODPROGRAM 1 Biologiczne i siedliskowe uwarunkowania produkcji roślinnej oraz pozyskiwania surowców roślinnych o pożądanej jakości Produkcja roślinna uzależniona jest od szeregu czynników, z których do najważniejszych należą cechy biologiczne samej rośliny, jak i uwarunkowania siedliskowe jej wzrostu. Generalnie plony roślin uprawnych związane są ściśle z intensywnością wzrostu i przebiegiem rozwoju generatywnego. Rozwój ten natomiast regulowany jest czynnikami genetycznymi warunkującymi cechy plonotwórcze i jakościowe oraz środowiskowymi takimi jak światło, temperatura, woda i substancje pokarmowe. Ważne w tym względzie są również czynniki agrotechniczne, gdyż wpływają one bezpośrednio na potencjalną produktywność roślin. Od strony środowiska wzrostu rośliny, elementami warunkującymi otrzymywanie optymalnych, dobrych jakościowo plonów jest gleba, jej żyzność i produkcyjność rozumiana w ujęciu dynamicznym, tzn. z uwzględnieniem wszystkich procesów biologicznych, chemicznych i fizycznych. Badania pozwolą na uzyskanie cennych materiałów hodowlanych, rozpoznanie potrzeb i wymagań nowych odmian poszczególnych gatunków roślin uprawnych, określenie zawartości pożądanych związków, ocenę bioróżnorodności upraw oraz jakości środowiska glebowego. Celem podprogramu badawczego jest rozpoznanie wpływu uwarunkowań biologicznych i siedliskowych na przebieg procesów warunkujących wysoki poziom i pożądaną jakość produktów roślinnych. Wyniki badań pozwolą na opracowanie takich zasad działania, które zapewnią utrzymanie w dobrym stanie właściwości gruntów ornych oraz na osiąganie optymalnych plonów roślin uprawnych o wysokich parametrach jakościowych z jednoczesnym zachowaniem walorów środowiska przyrodniczego. W ramach podprogramu mieszczą się następujące tematy badawcze: Nr Lata Nazwa tematu badawczego tematu realizacji Hodowla odmian i linii hodowlanych tytoniu o obniżonej zawartości niepożądanych alkaloidów 1.13 Ocena różnorodności biologicznej wybranych bezkręgowców w uprawach rolniczych 1.14 Uzyskiwanie triploidalnych genotypów chmielu odpornych na mączniaka prawdziwego 1.15 Zawartość aktywnych metabolitów wtórnych w nowych odmianach lucerny, szczepionych bakteriami korzeniowymi Sinorhizobium meliloti 1.16 Ocena jakości środowiska glebowego poprzez określenie zawartości glomalin

3 1.17 Ocena występowania oraz identyfikacja molekularna bakterii z rodzaju Azotobacter 1.18 Związek skażenia ziarna pszenicy ozimej deoksyniwalenolem z budową morfologiczną roślin i zawartością kwasów fenolowych 1.19 Zróżnicowanie występowania patogenów wirusowych i grzybowych w kukurydzy uprawianej w systemie ekologicznym i integrowanym 1.20 Ocena strukturalnej różnorodności mikroorganizmów w glebie i w ryzosferze zbóż 1.21 Identyfikacja molekularna i biochemiczna bakterii endofitycznych i ich zastosowanie w promowaniu wzrostu roślin

4 PODPROGRAM 2 Opracowanie efektywnych i bezpiecznych dla środowiska technologii produkcji podstawowych ziemiopłodów Specyfika produkcji roślinnej polega na realizacji procesów technologicznych w przestrzeni i czasie. W skali gospodarstwa przestrzeń stanowią wszystkie wydzielone pola uprawne, a czas obejmuje jedną lub kilka rotacji zmianowania, to znaczy kilka uprawianych po sobie roślin. Skutki wielu zabiegów agrotechnicznych można ocenić dopiero w skali całej tak zdefiniowanej czasoprzestrzeni, a więc na całym areale gospodarstwa w okresie kilku lat. Dotyczy to w szczególności zabiegów uprawy roli i regulacji zachwaszczenia oraz gospodarki składnikami mineralnymi, to znaczy nawożenia. Zagadnienia uprawowe i nawozowe muszą być dlatego rozpatrywane zarówno w aspekcie technologii produkcji poszczególnych roślin, jak i w obrębie całego zmianowania. Technologie muszą być efektywne, to znaczy zapewniające minimalny nakład środków produkcji na wytworzenie jednostki produktu oraz bezpieczne dla szeroko rozumianego środowiska przyrodniczego. Bezpieczeństwo technologii produkcji polega na eliminowaniu ujemnego wpływu zabiegów agrotechnicznych na glebę, wodę gruntową i uprawianą roślinę, a także na uzyskiwaniu produktów roślinnych o założonych parametrach jakościowych i użytkowych. Produkty takie powinny sprzyjać zachowaniu zdrowia człowieka i zwierząt gospodarskich. Celem podprogramu badawczego jest opracowanie technologii produkcji roślinnej jako podstawowego elementu dobrej praktyki rolniczej, ujętej w wielu krajach i w Polsce w formę Kodeksu Dobrej Praktyki Rolniczej. Opracowanie i wdrożenie Kodeksu DPR stanowi podstawową formę realizacji międzynarodowych zobowiązań Polski wynikających z Agendy Bałtyckiej (HELCOM) i Dyrektywy Azotanowej UE. W części dotyczącej zasad zrównoważonego nawożenia uwzględnia się wymagania ustawy o nawozach i nawożeniu. W ramach podprogramu mieszczą się następujące tematy badawcze: Nr Lata Nazwa tematu badawczego tematu realizacji Ocena produkcyjnych skutków stosowania superabsorbenta w uprawie wybranych gatunków roślin Plonowanie, zdrowotność i jakość ziarna odmian pszenicy ozimej w zależności od warunków siedliska i wybranych czynników agrotechnicznych 2.26 Ocena jakości gleb i zróżnicowania mikroorganizmów przy wykorzystaniu oznaczeń ruchomych frakcji materii organicznej i metod molekularnych 2.27 Określenie występowania, szkodliwość oraz możliwości zwalczania Abutilon theophrasti Medic. w uprawach polowych Szacowanie ryzyka strat fosforu z wykorzystaniem indeksu 4

5 fosforowego 2.29 Biologiczne podstawy odporności chwastów jednoliściennych na herbicydy z różnych grup chemicznych 2.31 Wpływ czynnika genetycznego oraz elementów technologii produkcji na efektywność wykorzystania azotu przez rośliny zbożowe 2.32 Wilgotność gleby jako czynnik różnicujący produktywność i wskaźniki fizjologiczne kukurydzy uprawianej w monokulturze i zmianowaniu 2.33 Badania nad wdrożeniem metody Mehlich 3 do oznaczania przyswajalnych form mikroskładników w glebie dla potrzeb doradztwa nawozowego 2.34 Wpływ dolistnej aplikacji kwasu salicylowego na odporność roślin na wybrane czynniki stresogenne

6 PODPROGRAM 3 Ocena i wspieranie procesów kształtowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej na różnych poziomach zarządzania z uwzględnieniem uwarunkowań przyrodniczych i organizacyjno-ekonomicznych Środowisko rolnicze jest jednym z wyznaczników potencjału rolnictwa. O stopniu wykorzystania tego potencjału decydują warunki organizacyjno-ekonomiczne. Kształtowanie środowiska rolniczego jest ściśle związane z koncepcją rozwoju zrównoważonego. Oznacza ono świadome wprowadzanie i ocenę skutków zmian w ekosystemach oraz wskazywanie działań zapewniających racjonalne gospodarowanie rolniczą przestrzenią. Procesy kształtowania środowiska rolniczego obejmują: ocenę warunków przyrodniczych z punktu widzenia możliwości rozwoju produkcji rolniczej, dostrzeganie wszystkich funkcji gleb, wskazywanie zagrożeń dla środowiska przyrodniczego, wyznaczanie obszarów wrażliwych, narażonych na procesy degradacji środowiska, poszukiwanie możliwości ograniczania lub wyeliminowania zagrożeń, wspieranie koncepcji wielofunkcyjnego i zrównoważonego rozwoju obszarów wiejskich. Działania w zakresie kształtowania środowiska rolniczego przebiegają jednocześnie z procesami jego użytkowania i ochrony. Rolnictwo polskie, zgodnie z nakreśloną strategią jego rozwoju oraz wymaganiami akcesyjnymi, podlegać będzie dość głębokim przemianom. Warunkiem ich przeprowadzenia jest racjonalizacja użytkowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej oraz uwzględnienie w jej kształtowaniu nowych potrzeb i programów rozwoju rolnictwa. Konieczność sprostania tym wyzwaniom zwiększy zapotrzebowanie na wspomaganie informacyjne, które jest nieodzowną podstawą właściwych decyzji. Budowa systemów informatycznych, zgodnych z potrzebami i standardami przyjętymi w Unii Europejskiej, wymaga pilnego przetworzenia danych agroklimatycznych, glebowych oraz urządzeniowych do postaci numerycznej. Podprogram będzie realizowany poprzez tworzenie i adaptację modeli i aplikacji umożliwiających szybki dostęp do informacji charakteryzujących: warunki produkcji rolniczej, waloryzację przestrzeni, sposoby jej użytkowania, spodziewane efekty produkcyjne, skutki wykorzystywania przyrodniczych zasobów rolnictwa i inne funkcje przestrzeni. Opracowywane modele i aplikacje opisywać będą w sposób dynamiczny zmienność zjawisk i procesów przyrodniczych oraz antropogenicznych z uwzględnieniem uwarunkowań ekonomicznych i zasad ekorozwoju. Bazy danych, modele i aplikacje generujące niezbędne informacje odnosić się będą do trzech szczebli zarządzania i podejmowania decyzji krajowego, regionalnego i lokalnego. Ponadto będzie prowadzona ocena potencjalnych możliwości produkcyjnych różnych regionów Polski, gdyż po wprowadzeniu gospodarki rynkowej zróżnicowanie to wyraźnie wzrosło i uległy dezaktualizacji dotychczasowe kryteria rejonizacji produkcji roślinnej. Uzyskane wyniki mogą być przydatne do regionalizacji przyszłej polityki rolnej. Celem podprogramu badawczego jest wspieranie racjonalnego wykorzystania rolniczej przestrzeni produkcyjnej na różnych poziomach zarządzania z uwzględnieniem uwarunkowań przyrodniczych i organizacyjno-ekonomicznych. Jednocześnie podprogram ma na celu opracowanie zasad organizacji i funkcjonowania gospodarstw rolniczych, umożliwiających realizację celów zrównoważonego rozwoju w różnych warunkach przyrodniczych i ekonomiczno-organizacyjnych. Prace badawcze będą przede wszystkim ukierunkowane na poszukiwanie takiej struktury produkcji, która umożliwi efektywne wykorzystanie zasobów własnych gospodarstwa oraz właściwe powiązanie produkcji roślinnej i zwierzęcej. 6

7 W ramach podprogramu mieszczą się następujące tematy badawcze: Nr Lata Nazwa tematu badawczego tematu realizacji Ocena wpływu rolniczych i pozarolniczych odziaływań antropogenicznych na liczebność i różnorodność pospolitych ptaków krajobrazu rolniczego 3.11 Współoddziaływanie zanieczyszczeń w mieszaninach w zależności od zróżnicowanych warunków glebowych Opracowanie krajowych współczynników bilansu węgla organicznego w glebie 3.13 Ocena oddziaływania biowęgla na produkcyjność roślin oraz właściwości fizyko-chemiczne i mikrobiologiczne gleby 3.14 Agroekologiczna i ekonomiczna ocena produkcji roślinnej w różnych typach gospodarstw rolnych 3.15 Ocena strat gleby i biogenów w wyniku erozji wodnej i wietrznej oraz walidacja modeli prognostycznych 3.16 Wykorzystanie metod chemometrycznych w ocenie jakości rolniczo użytkowanych gleb organicznych oraz pochodzenia organicznego 3.17 Wpływ materii organicznej i wilgotności na skład frakcyjny trwałych zanieczyszczeń organicznych w glebach 3.18 Wpływ długotrwałego stosowania słomy i obornika na obieg węgla organicznego, jakość próchnicy oraz żyzność i urodzajność gleb

8 Podprogram badawczy Liczba tematów badawczych w działalności statutowej IUNG-PIB Tematy w planie 2016 r. Tematy w planie 2017 r. ogółem do zakończ. w 2016 r. * ogółem w tym kontyn. nowe Razem * - w 2015 r. zakończono 19 tematów badawczych 8