Fizjologia plonowania

KIERUNEK STUDÓW : ROLNICTWO / ECTS: 3 / semestr: 1

Profil: ogólnoakademicki / Forma i poziom: SM

status: kierunkowy/fakultatywny

Wymagania wstępne: brak

Współczesne oddziaływanie na produkcję roślinną wymaga poznania mechanizmów warunkujących sprawny przebieg procesów biosyntezy, w wyniku, których kształtuje się biomasa roślin. Celem przedmiotu jest przedstawienie funkcjonalnych powiązań pomiędzy organizmami oraz ich środowiskiem, jak również wpływu tych zależności na produkcyjność roślin w układzie dynamicznym. Słuchacze kursu uzyskają kompetencje pozwalające na analizę zarówno skutków oddziaływania na produktywność warunków zewnętrznych jak i mechanizmów reakcji roślin na te czynniki.

Wykłady

1. Produkcja pierwotna biosfery: energetyka produkcji biomasy, produkcja pierwotna – metody badań; pp. w oceanach i na lądzie, bilans energetyczny biosfery, cykl obiegu materii.

2. Absorpcja energii słonecznej przez zbiorowiska roślin: rozwój łanu i jego czynniki: sezonowe zmiany LAI, data siewu i jego gęstość, nawożenie azotowe, uszkodzenia liści, czynniki stresowe. Architektura łanu a absorpcja promieniowania: optymalny i aksymalny LAI, fotosynteza liści i architektura łanu, „łan idealny”. Mikroklimat łanu i możliwości jego regulacji.

3. Fotosynteza i oddychanie a produkcja biomasy: relacje fotosynteza/oddychanie, fotosynteza jako proces dyfuzyjny i jego ograniczenia; oporność dyfuzyjna. Endogenne i środowiskowe czynniki procesu fotosyntezy: możliwości ograniczenia oddychania u C4, wydajność kwantowa C3 i C4, wpływ promieniowania i temperatury na intensywność fotosyntezy netto u gatunków C3 i C4, potencjał plonowania gatunków C3 i C4, wiek liści, kontrola fotosyntezy przez sprzężenie zwrotne akumulowanych asymilatów, hormony, uwodnienie tkanek i stres azotowy. Perspektywy powiększania fotosyntezy netto: hodowla roślin o zwiększonej intensywności fotosyntezy, zmiany anatomiczne w liściach, chemiczna regulacja fotoodychania. Udział różnych organów zbóż w asymilacji CO2, nowe modele rozwojowe roślin.

4. Proces oddychania a produkcja biomasy: genotypowa i sezonowa zmienność intensywności oddychania, oddychanie związane z podstawową przemianą materii i wzrostem, alternatywne szlaki oddechowe, dystrybucja produktów fotosyntezy.

5. Hipoteza „source-sink” a plon ekonomiczny: konkurencja organów o asymilaty i jej zmiany z rozwojem roślin, wpływ metabolizmu na dystrybucję asymilatów, indeks żniwny. Rozdział asymilatów w liściach, ładowanie i rozładowanie floemu. Zależność dystrybucji asymilatów od czynników środowiska i genotypu.

6. Woda a plonowanie w ujęciu fizjologicznym: potrzeby wodne roślin uprawnych, współczynnik zużycia wody, bilans cieplny roślin, szparkowa i pozaszparkowa regulacja zużycia wody, stres wodny: zarys mechanizmów reakcji i odporności, wkologiczne typy gospodarki wodnej.

7. Ekofizjologia szczegółowa na przykładzie roślin zbożowych: Gęstość siewu a plon ziarna i komponenty plonu, wpływ daty siewu na liczebność kłosów, liczbę ziaren i ich masę. Zależność plonu ziarna i jego komponentów od nawożenia azotowego. Nawadnianie zbóż. Postęp biologiczny a produktywność roślin.

Ćwiczenia laboratoryjne/terenowe

Zastosowanie metod spektroskopowych (urządzenia przenośne) do oceny pomiarów produktywności agrocenoz:

1. Wprowadzenie do pomiarów: zawartości chlorofilu metodą fotometryczną (miernik chlorofilu CL-01), parametrów fluorescencji chlorofilu a (fluorymetr Handy-PEA).

2-6. Badanie roślin tego samego gatunku w różnych warunkach świetlnych o tej same porze dnia, w cyklu dziennym, badanie różnych gatunków (rośliny uprawne i dziko rosnące, w tym chwasty upraw rolniczych).

7. Analiza uzyskanego przebiegu zmian parametrów fluorescencji chlorofilu a i indeksu zieloności; dyskusja wyników w oparciu o wiedzę uzyskaną podczas wykładów.

Struktura aktywności studenta:

zajęcia realizowane z bezpośrednim udziałem prowadzącego 35 godz.

w tym: wykłady 15 godz.

ćwiczenia i seminaria 15 godz.

konsultacje 3 godz.

udział w badaniach 0 godz.

obowiązkowe praktyki i staże 0 godz.

udział w egzaminie i zaliczeniu 2 godz.

e-learning 0 godz.

Praca własna 55 godz.

Podstawowa:

1. Materiały wykładowe i uzyskane konspekty od prowadzących zajęcia

2. R.J. Górecki, S. Grzesiuk: Fizjologia plonowania, wyd. UWM, Olsztyn 2002

Uzupełniająca:

1. E. Taiz, L. Zeiger: Plant Physiology, Sinauer , 5th edition lub nowsza.

Wiedza:

- poznaje mechanizmy wpływu czynników wewnętrznych i środowiskowych na kierunek i dynamikę zmian procesów życiowych,

- poznaje zastosowanie teoretycznych podstaw fizjologii roślin do rozwiązywania problemów agronomicznych i zrozumienia kształtowania plonu

- pogłębia wiedzę z zakresu ogólnej biologii roślin

Umiejętności:

- student opanowuje laboratoryjne techniki pomiarów wybranych procesów fizjologicznych roślin,

- zapoznaje się z metodami gromadzenia, opracowywania i interpretacji danych pomiarowych

- wykorzystuje uzyskaną wiedzę do wyjaśniania prawidłowości funkcjonowania organizmów roślin na różnych poziomach ich organizacji

Kompetencje społeczne:

- student organizuje i włącza się w prace grup badawczych stworzonych w celu przeprowadzenia określonego eksperymentu,

- rozumie potrzebę znajomości procesów życiowych organizmów roślinnych dla prawidłowego prowadzenia działalności rolniczej oraz ochrony środowiska

a/ Pisemne sprawdziany: 3-5 pytań, odpowiedź na każde pytanie jest oceniana osobno i na tej podstawie obliczana jest ocena średnia z całego sprawdzianu. Pytania: materiał wykładowy + zakres problemów przewidzianych na bieżące zajęcia.

Poprawa ocen niedostatecznych - pisemna albo ustna po ustaleniu 2 terminów spotkań,

b/zaliczenie zadań i raportu z ćwiczeń praktycznych

c/ ocena podsumowująca: test jednokrotnego wyboru

1. Ocena niedostateczna (2,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie co najmniej jednej z trzech składowych (W,

U lub K) przedmiotowych efektów kształcenia student uzyska mniej niż 50% obowiązujących efektów dla danej

składowej.

2. Ocena dostateczna (3,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie każdej z trzech składowych (W, U lub K)

efektów kształcenia student uzyska przynajmniej 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

3. Ocena ponad dostateczna (3,5): wystawiana jest na podstawie średniej arytmetycznej z trzech składowych (W, U

lub K) efektów kształcenia (średnio 61-70%).

4. Podobny sposób obliczania ocen jak przedstawiony w pkt. 3 przyjęto dla ocen dobrej (4,0 - średnio 71-80%),

ponad dobrej (4,5 - średnio 81-90%) i bardzo dobrej (5,0 - średnio >90%).

UWAGA: Prowadzący zajęcia, na podstawie stopnia opanowania przez studenta obowiązujących treści programowych

danego przedmiotu, w oparciu o własne doświadczenie dydaktyczne, formułuje ocenę, posługując się podanymi wyżej

kryteriami formalnymi.