Biostymulacja i biofortyfikacja roślin w nowoczesnej produkcji ogrodniczej

Celem przedmiotu jest zapoznanie możliwościami zastosowania biostymulacji i biofortyfikacji w nowoczesnej produkcji roślinnej. Biostymulacja szeroko pojęty proces zwiększający naturalny potencjał roślin miedzy innymi w celu: ochrony przed czynnikami stresowymi (przymrozki, susza, zasolenie tip.), poprawy jakości biologicznej warzyw lub walorów estetycznych roślin ozdobnych , zwiększenia plonowania, poprawienia trwałości przechowalniczej plonu. Problem biofortyfikacji dotyczy wykorzystania roślin jako naturalnego wektora wprowadzenia składników mineralnych do diety człowieka np. magnezu, selnu, jodu itd. Odpowiednie wdrożenie tego procesu w technologii roślinnej może stanowić alternatywę dla powszechnie spożywanych suplementów diety dając przy tym lepsze efekty prozdrowotne dla konsumentów. Treści przekazywane na przedmiocie dotyczyć będą współczesnych i nowatorskich osiągnięć ludzi nauki oraz przemysłu w tych dziedzinach - mogą być one wskazówkami do załażenia własnego biznesu.

Treści kształcenia

Idea biofortyfikacji i biostymulacji roślin – definicje i ogólne informacje. Rola pozakorzeniowego dokarmiania roślin w tych procesach.

Egzogenne i endogenne czynniki warunkujące efektywność dolistnej biofortyfikacji i biostymulacji oraz pobierania związków mineralnych i biostymulujących przez liście i korzenie.

Urządzenia techniczne stosowane w mechanizacji aplikacji nawozów i środków (używanych w biostymulujacji i biofortyfikacji) stosowanych doglebowo oraz do dokarmiania dolistnego.

Celowość biostymulacji roślin. Potencjalne zagrożenia oraz umiejętne stosowanie biostymulacji w celu zrównoważonego, kształtowania potencjału środowiska przyrodniczego.

Znaczenie zabiegu biostymulacji w produkcji roślin ogrodniczych.

Wpływ biostymulacji na wzrost i rozwój oraz przebieg procesów biochemicznych i fizjologicznych roślin.

Nowoczesne nawozy oraz związki o charakterze biostymulatorów i regulatorów wzrostu. Współdziałanie pomiędzy stosowaniem biostymulatorów i nawożeniem doglebowym oraz fertygacją w uprawach hydroponicznych.

Wpływ biostymulacji na wzrost, rozwój oraz walory dekoracyjne roślin ozdobnych.

Praktyczne możliwości kształtowania i sterowania jakością biologiczną plonu poprzez stosowanie biostymulatorów roślin.

Oddziaływanie stosowania biostymulatorów roślin na zdrowie ludzi i zwierząt hodowlanych.

Celowość i zakres biofortyfikacji roślin. Transfer składników mineralnych i związków prozdrowotnych w łańcuchu pokarmowym.

Zjawisko „ukrytego głodu”. Biofortyfikacja jako jedno z narzędzi w walce z tym zjawiskiem.

Biofortyfikacja roślin a stosowanie suplementów diety zawierających składniki mineralne. Przyswajalność składników mineralnych z roślin biofortyfikowanych i suplementów diety.

Ogólne omówienie metod biofortyfikacji roślin i żywności. Charakterystyka agrotechnicznych metody wzbogacania roślin w składniki mineralne – nawożenie doglebowe, fertygacja i dokarmianie dolistne.

Właściwości fizyczne i chemiczne gleby a skuteczność doglebowej biofortyfikacji. Teoretyczne i praktyczne aspekty dolistnej biofortyfikacji roślin w składniki mineralne.

Interakcja pomiędzy żywieniem mineralnym roślin a ich biofortyfikacją.

Ograniczenia w możliwościach wzbogacania roślin w składniki mineralne – biogenne dla ludzi i zwierząt hodowlanych.

Uboczny wpływ biofortyfikacji na wybrane procesy fizjologiczne roślin oraz jakość biologiczną plonu.

Oddziaływanie zabiegów biostymulacji i biofortyfikacji na jakość pozbiorczą plonu roślin ogrodniczych.

Prowadzenie doradztwa rolniczego w zakresie dokarmiania pozakorzeniowego oraz biostymulacji i biofortyfikacji roślin.

Chemiczne aspekty sporządzania cieczy roboczej – możliwości mieszania ze sobą nawozów, biostymulatorów i soli składników mineralnych niezbędnych dla człowieka. Dobór metod, technik i narzędzi stosowanych w mechanizacji agrotechnicznych zabiegów biostymulacji i biofortyfikacji roślin.

Badanie rozpuszczalności organicznych związków biosymulujących oraz nawozów w połączeniu z biostymulatorami.

Jakość wody do dolistnej biostymulacji i biofortyfikacji roślin. Analiza porównawcza pH i EC wody z różnych źródeł oraz roztworów cieczy roboczej.

Wpływ składu chemicznego i czystości mikrobiologicznej wody na skuteczność zabiegów biostymulacji i biofortyfikacji roślin oraz stan zdrowotny roślin i konsumentów.

Planowanie i sposoby prowadzenia badań na roślinach testowych w zakresie dolistnej aplikacji biostymulatorów i składników mineralnych niezbędnych dla człowieka.

Praktyczne możliwości oznaczania związków biostymulujących w nawozach mineralnych oraz w roślinach.

Posiada umiejętność wyszukiwania informacji oraz indywidualnego i zespołowego planowania technologii produkcji roślin uprawnych uwzględniającej zastosowanie dolistnej i doglebowej biofortyfikacji i biostymulacji roślin.

Poniżej przedstawiono literaturę wprowadzającą. Trzon wiedzy bazować będzie na najnowszych publikacjach, które będą przekazywane sukcesywnie na wykładach/ćwiczeniach.,

1. Biostymulatory w nowoczesnym ogrodnictwie. 2008. Seria. „Ogólne zagadnienia”, „Uprawy polowe,” „Rośliny warzywne”, „Rośliny ozdobne”. Prace zbiorowe, wyd. Wieś Jutra, Warszawa.

2. Sady W. 2005. „Nawożenie warzyw polowych.” Plantpress.

3. Starck J. R., Hołubowicz T., Jabłoński B., Kropisz A., Pudelski T. 1997. „Uprawa i nawożenie roślin ogrodniczych.” red. Starck J. R. Wydanie trzecie poprawione, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa. s. 202.

4. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. “Biogeochemia pierwiastków śladowych.” Wyd. II. PWN, Warszawa 398.

5. Ustawa o nawozach i nawożeniu z dnia 10 lipca 2007 r. (Dz.U. 2007 Nr 147, poz. 1033) z późniejszymi zmianami oraz rozporządzeniami.

Opis efektów kształcenia

Wiedza

Definiuje biofortyfikację i biostymulację roślin. Rozróżnia te dwa procesy w technologii produkcji roślinnej. Wiąże stan zdrowotny ludzi zwierząt hodowlanych ze stopniem odżywienia roślin w składniki mineralne. Zna rolę pozakorzeniowego dokarmiania roślin w procesie biofortyfikacji i biostymulacji roślin. Wyjaśnia wpływ egzogennych i endogennych czynników na efektywność dolistnej biofortyfikacji i biostymulacji roślin oraz na pobieranie związków mineralnych i biostymulujących przez liście i korzenie.

Zna urządzenia techniczne stosowane w mechanizacji aplikacji nawozów i środków (używanych w biostymulujacji i biofortyfikacji) aplikowanych doglebowo, poprzez fertygację oraz w dokarmianiu dolistnym. Zna zakres ich wykorzystania, materiały i elementy z jakich są zbudowane oraz cykl życia tych urządzeń.

Zna celowość biostymulacji roślin. Opisuje potencjalne zagrożenia oraz potrzebę umiejętnego stosowania biostymulacji w celu zrównoważonego, kształtowania potencjału środowiska przyrodniczego. Opisuje znaczenie zabiegu biostymulacji w produkcji roślin ogrodniczych. Zna wpływ biostymulacji na wzrost i rozwój oraz przebieg procesów biochemicznych i fizjologicznych roślin.

Znajduje nowoczesne nawozy oraz związki o charakterze biostymulatorów i regulatorów wzrostu celem zastosowania w profesjonalnej i amatorskiej produkcji roślin ogrodniczych. Opisuje wpływ współdziałania pomiędzy stosowaniem biostymulatorów i nawożeniem doglebowym w zakresie kształtowania wielkości i jakości surowców roślinnych (jakości biologicznej roślin ogrodniczych). Zna wpływ zabiegu biostymulacji na wzrost, rozwój oraz walory dekoracyjne wybranych roślin ozdobnych. Opisuje praktyczne możliwości kształtowania i sterowania jakością biologiczną plonu poprzez stosowanie biostymulatorów roślin. Wiąże oddziaływanie biostymulatorów roślin ze stanem zdrowia ludzi i zwierząt hodowlanych.

Zna celowość oraz zakres biofortyfikacji roślin. Rozumie proces transferu składników mineralnych oraz związków prozdrowotnych w łańcuchu pokarmowym. Wyjaśnia możliwość oddziaływania zabiegu biofortyfikacji na stan zdrowia ludzi i zwierząt hodowlanych – praktyczne i społeczne znaczenie tego zabiegu. Definiuje zjawisko „ukrytego głodu”. Rozumie potrzebę wykorzystania biofortyfikacji roślin jako jednego z narzędzi w walce z tym zjawiskiem. Porównuje biofortyfikację roślin ze stosowaniem suplementów diety w zakresie skuteczności poprawienie bilansu diety w składniki mineralne. Zna poziom przyswajalności składników mineralnych i odżywczych z roślin biofortyfikowanych i suplementów diety.

Zna metody biofortyfikacji roślin i żywności. Opisuje agrotechniczne metody wzbogacania roślin w składniki mineralne – nawożenie doglebowe i dokarmianie dolistne. Odnosi właściwości fizyczne i chemiczne gleb do skuteczności procesu doglebowej biofortyfikacji roślin. Opisuje teoretyczne i praktyczne aspekty dolistnej biofortyfikacji roślin w składniki mineralne. Wylicza interakcję pomiędzy żywieniem mineralnym roślin a ich biofortyfikacją w pierwiastki śladowe niezbędne dla człowieka. Znajduje ograniczenia w możliwościach wzbogacania roślin w składniki mineralne – biogenne dla ludzi i zwierząt hodowlanych. Rozpoznaje uboczny wpływ biofortyfikacji na wybrane procesy fizjologiczne roślin oraz jakość biologiczną plonu.

Zna oddziaływanie zabiegów biostymulacji i biofortyfikacji na jakość pozbiorczą plonu roślin ogrodniczych. Zna zasady wdrażania wiedzy oraz doskonalenia zawodowego w ramach prowadzenia doradztwa rolniczego  w zakresie dokarmiania pozakorzeniowego oraz biostymulacji i biofortyfikacji roślin.

Zna chemiczne aspekty sporządzania cieczy roboczej do wykonywania dolistnych zabiegów biofortyfikacji i biostymulacji roślin. Wyjaśnia możliwości mieszania ze sobą nawozów, biostymulatorów oraz soli technicznych składników mineralnych stosowanych w celu biofortyfikacji. Wyjaśnia metody badania rozpuszczalności organicznych związków biosymulujących oraz nawozów w połączeniu z biostymulatorami. Zna wpływ interakcji pomiędzy chemicznymi właściwościami-składnikami wody (pozyskiwanych z różnych źródeł) a nawozami, solami technicznymi, pierwiastkami śladowymi oraz związkami biostymulującymi na pH i EC roztworów cieczy roboczej.

Opisuje zasady prowadzenia badań na roślinach testowych w zakresie dolistnej aplikacji biostymulatorów i składników mineralnych niezbędnych dla człowieka (nie zaliczanych do składników pokarmowych roślin). Zna uwarunkowania prawne w tym zakresie. Zna możliwości oznaczania związków biostymulujących w nawozach mineralnych (celem wykrywania podróbek i fałszerstw) oraz w roślinach  jak również ich metabolitów w tkankach roślin.

Umiejętności

Ma zdolność planowania technologii produkcji roślin ogrodniczych uwzględniającą zastosowanie biostymulatorów roślin w celu kształtowania i/lub sterowania jakością biologiczną plonu. Posiada umiejętność wyszukiwania informacji, wdrażania wiedzy oraz samo doskonalenia zawodowego w ramach prowadzenia doradztwa rolniczego pod kątem dokarmiania pozakorzeniowego, biostymulacji i biofortyfikacji roślin uprawnych.

Ma umiejętność sporządzania cieczy roboczej do wykonywania dolistnych zabiegów biofortyfikacji i biostymulacji roślin. Posiada zdolność dobierania środków do wykonywania tych zabiegów. Ma zdolność doboru i zastosowania metod, technik i narzędzi stosowanych w mechanizacji agrotechnicznych zabiegów biostymulacji i biofortyfikacji roślin. Posiada zdolność mieszania ze sobą nawozów, biostymulatorów oraz soli technicznych składników mineralnych stosowanych w celu biofortyfikacji.

Posiada umiejętność badania rozpuszczalności organicznych związków biosymulujących oraz nawozów w połączeniu z biostymulatorami. Posiada zdolność oceny parametrów jakościowych wody przeznaczonej do dolistnej biostymulacji i biofortyfikacji roślin. Ma umiejętność oceny (badania) chemicznych właściwości cieczy roboczej (przeznaczonej do dokarmiania dolistnego i/lub fertygacji) w zależności od jakości wody oraz zastosowanych nawozów, soli technicznych pierwiastków śladowych oraz związków biostymulujących.

Ma zdolność określenia skuteczności dolistnej biostymulacji i biofortyfikacji roślin oraz stan zdrowotnego roślin i konsumentów (ludzi i zwierząt hodowlanych) w zależności od składu chemicznego i czystości mikrobiologicznej wody.

Ma umiejętności (pod względem merytorycznym i prawnym) planowania i prowadzenia badań na roślinach testowych w zakresie dolistnej aplikacji biostymulatorów i składników mineralnych niezbędnych dla człowieka (nie zaliczanych do składników pokarmowych roślin).

Posiada umiejętność oznaczania związków biostymulujących (jak i ich metabolitów w roślinach) w próbach nawozów i roślin.

Posiada umiejętność wyszukiwania informacji oraz indywidualnego i zespołowego planowania technologii produkcji roślin uprawnych uwzględniającej zastosowanie ich biostymulacji i biofortyfikacji poprzez dolistną aplikację, nawożenie doglebowe oraz prowadzenie upraw hydroponicznych.

Kompetencje społeczne

Ma świadomość społecznego znaczenia zastosowania biofortyfikacji i biostymulacji w technologii produkcji roślin uprawnych. Prawidłowo identyfikuje powiązanie pomiędzy stanem zdrowotnym ludzi i zwierząt hodowlanych ze stopniem odżywienia roślin w składniki mineralne. Ma świadomość potrzeby profesjonalnego i przedsiębiorczego działania oraz potrzeby przestrzegania etyki zawodowej przy wykonywaniu zabiegów dolistnej biofortyfikacji i biostymulacji roślin w celu uzyskania wysokiego poziomu plonowania oraz zapewnienia odpowiedniej jakości biologicznej plonu.

Ma świadomość ryzyka zawodowego oraz środowiskowego związanego ze stosowaniem mechanicznych urządzeń przeznaczonych do doglebowej i dolistnej aplikacji nawozów i środków stosowanych w biostymulujacji i biofortyfikacji roślin. Rozumie potrzebę kontroli sprawności ich działania oraz poszukiwania aktualnych przepisów dotyczących ich eksploatacji, konserwacji i przeprowadzania badań technicznych.

Potrafi określać celowość biostymulacji oraz poziom potencjalnych zagrożeń środowiskowych i społecznych związanych z wykonywaniem tego zabiegu w produkcji roślin uprawnych. Ma świadomość odpowiedzialności zawodowej i społecznej za produkcję roślin uprawnych z zastosowaniem biostymulatorów. Potrafi określić konsekwencje spożywania roślin traktowanych biostymulatorami – ma świadomość odpowiedzialności etycznej, zawodowej i społecznej w tym zakresie. Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się w tym zakresie w celu zachowania profesjonalizmu i zachowania zasad etyki wykonywanego zawodu.

Ma świadomość wykorzystania zabiegu biofortyfiakcji w procesie transferu składników mineralnych oraz związków prozdrowotnych w łańcuchu pokarmowym. Potrafi identyfikować i rozstrzygać istotne problemy związane z tym procesem w celu oddziaływania na poprawę stanu zdrowia konsumentów (ludzi i zwierząt hodowlanych) – praktyczne i społeczne znaczenie tego zabiegu. Ma świadomość możliwości wykorzystania biofortyfikacji roślin jako jednego z narzędzi w walce ze zjawiskiem „ukrytego głodu”.

Ma świadomość społecznych i środowiskowych ograniczeń w możliwości wzbogacania roślin w składniki mineralne biogennych dla ludzi i zwierząt hodowlanych. Ma świadomość zawodową związaną z istnieniem ubocznego wpływ biofortyfikacji na procesy fizjologiczne roślin oraz jakości biologiczną plonu.

Ma świadomość odpowiedzialności za swoją pracę, potrzebę profesjonalnego zachowania się oraz samo dokształcania się. Ma świadomość potrzeby ciągłego szukania informacji na temat nowoczesnych technik biofortyfikacji roślin. Ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę oraz umiejętność podporządkowania się pracy w zespole

Ma świadomość odpowiedzialności za swoją pracę, potrzebę profesjonalnego zachowania się oraz samo dokształcania się przy wykonywaniu zawodu doradcy rolniczego. Ma świadomość poszukiwania informacji celem dokształcania się w zakresie stosowania w profesjonalnej i amatorskiej produkcji roślin ogrodniczych nowoczesnych nawozów oraz związków o charakterze biostymulatorów i regulatorów wzrostu. Ma świadomość społecznych i ekonomicznych skutków tego działania.

Na ocenę 2

Nie wymienia sposobów, technik, technologii zabiegów biofortyfikacji i biostymulacji roślin uprawnych ani zakresu ich oddziaływania na wielkość, jakość biologiczną plonu; nie rozumie konsekwencji wykonywania tych zabiegów na stan zdrowotny konsumentów (społecznego ich znaczenia) i na środowisko naturalne.

Nie posiada zdolności dobierania środków do wykonywania zabiegów w technologii produkcji roślin ogrodniczych uwzględniających procesy biostymulacji i biofortyfikacji roślin uprawnych w celu kształtowania i sterowania jakością biologiczną plonu.

Nie jest świadomy społecznego znaczenia zastosowania biofortyfikacji i biostymulacji w technologii produkcji roślin uprawnych.

Na ocenę 3

Wymienia sposoby, techniki, technologie zabiegów biofortyfikacji i biostymulacji roślin uprawnych ale nie analizuje zakresu ich oddziaływania na wielkość, jakość biologiczną plonu oraz konsekwencji wykonywania tych zabiegów na stan zdrowotny konsumentów (społecznego ich znaczenia) i na środowisko naturalne.

Posiada ogólną zdolność dobierania środków do wykonywania zabiegów w technologii produkcji roślin ogrodniczych uwzględniających procesy biostymulacji i biofortyfikacji roślin – jednak popełnia błędy w zakresie doboru technologii w zakresie kształtowania i sterowania jakością biologiczną plonu.

Zna ogólne społeczne znaczenie zastosowania biofortyfikacji i biostymulacji w technologii produkcji roślin uprawnych ale nie potrafi ich uwzględnić w praktycznym działaniu.

Potrafi w ogólny sposób identyfikować złożoność powiązań pomiędzy stopniem odżywienia roślin w składniki mineralne a stanem zdrowotnym ludzi i zwierząt hodowlanych – popełnia jednak błędy w interpretowaniu tych zjawisk.

Ma fragmentaryczną świadomość wagi odpowiedzialności za swoją pracę, potrzeby profesjonalnego zachowania się oraz samo dokształcania się przy wykonywaniu zawodu doradcy rolniczego.

Nie potrafi identyfikować złożonych powiązań

pomiędzy stopniem odżywienia roślin w składniki mineralne a stanem zdrowotnym ludzi i zwierząt hodowlanych.

Nie ma świadomość wagi odpowiedzialności za swoją pracę, potrzeby profesjonalnego zachowania się oraz samo dokształcania się przy wykonywaniu zawodu doradcy rolniczego.

Na ocenę 4

Wymienia i wyjaśnia sposoby, techniki, technologie zabiegów biofortyfikacji i biostymulacji roślin uprawnych; potrafi analizować zakres ich oddziaływania na wielkość, jakość biologiczną plonu jak i określać konsekwencje wykonywania tych zabiegów na stan zdrowotny konsumentów (społecznego ich znaczenia) i na środowisko naturalne.

Posiada zdolność dobierania środków do wykonywania zabiegów w technologii produkcji roślin ogrodniczych uwzględniających procesy biostymulacji i biofortyfikacji rośliny – nie popełnia błędów w zakresie kształtowania i sterowania jakością biologiczną plonu.

Zna społeczne znaczenie zastosowania biofortyfikacji i biostymulacji w technologii produkcji roślin uprawnych oraz potrafi je częściowo uwzględnić w praktycznym działaniu.

Potrafi identyfikować złożoność powiązań pomiędzy stopniem odżywienia roślin w składniki mineralne a stanem zdrowotnym ludzi i zwierząt hodowlanych – nie popełnia błędów w interpretowaniu tych zjawisk.

Ma świadomość wagi odpowiedzialności za swoją pracę, potrzeby profesjonalnego zachowania się oraz samo dokształcania się przy wykonywaniu zawodu doradcy rolniczego.

Na ocenę 5

Wymienia i wyjaśnia sposoby, techniki, technologie zabiegów biofortyfikacji i biostymulacji roślin uprawnych; potrafi analizować zakres ich oddziaływania na wielkość, jakość biologiczną plonu oraz konsekwencje wykonywania tych zabiegów na stan zdrowotny konsumentów (społecznego ich znaczenia) i na środowisko naturalne - proponuje przy tym praktyczne zastosowania tych zabiegów w produkcji roślin ogrodniczych oraz zasady prowadzenia doradztwa rolniczego w tym zakresie.

Posiada prawidłową zdolność dobierania środków do wykonywania zabiegów w technologii produkcji roślin ogrodniczych uwzględniających procesy biostymulacji i biofortyfikacji rośliny w zakresie kształtowania i sterowania jakością biologiczną plonu - dobiera przy tym prawidłowe procedury do rozwiązania konkretnego problemu.

Zna społeczne znaczenie i przypisuje znaczącą wagę zastosowaniu biofortyfikacji i biostymulacji w technologii produkcji roślin uprawnych oraz potrafi je uwzględnić w swoich działaniach.

Potrafi identyfikować złożoność powiązań pomiędzy stopniem odżywienia roślin w składniki mineralne a stanem zdrowotnym ludzi i zwierząt hodowlanych – nie popełnia błędów w interpretowaniu tych zjawisk oraz uwzględnia je w swoich działaniach.

Ma świadomość wagi odpowiedzialności za swoją pracę, potrzeby profesjonalnego zachowania się oraz samo dokształcania się przy wykonywaniu zawodu doradcy rolniczego - uwzględnia je w swoich działaniach oraz przypisuje im dużą rolę.

Nie dotyczy