https://plen.ku.dk/english/research/crop_sciences/

Kontaktní osoba:

Bhim Bahadur Ghaley

Docent, PhD

Vaibhav Pradeep Chaudhary

PostDoc

Živá laboratoř 6: Dánsko

Spravuje: University Of Copenhagen, Taastrup Campus, Dánsko

Obecné informace
Experimentální produkční systém je kombinovaný potravinářský a energetický systém (CFE), který spojuje potravinářské a krmné plodiny s pásy biomasy tvořenými smíšenými porosty vrby, olše a lísky. Byl založen na jaře roku 1995 na pokusné farmě v Taastrupu (55◦400 N, 12◦180 E) pod Kodaňskou univerzitou v Dánsku. Před rokem 1995 se na lokalitě nepřetržitě pěstovaly jednoleté plodiny. 

CFE je systém ekologické produkce bez použití hnojiv, herbicidů a pesticidů. V CFE se potravinářská složka skládá z ozimé pšenice, ječmene (Hordeum vulgare), ovsa (Avena sativa) a krmná složka se skládá z jílek vytrvalý (Lolium perenne) / vojtěšky (Medicago sativa) a bioenergetická složka se skládá z 5 dvouřádků dřevin s krátkou rotací (ochranné pásy). Systém CFE byl zaveden v Dánsku jako potenciální produkční systém pro produkci potravin, krmiv a energie.

Obecný přístup k zemědělství
Ekologická farma.


Cíle
Uhlíkově neutrální farma na výrobu potravin, krmiv a energie 


Výzvy

  • Udržování úrodnosti půdy
  • Stabilita výnosu
  • Nedostatek finančních prostředků na provádění měření a monitorování živé laboratoře.


Výzkumné cíle
Cíl: uhlíkově neutrální zemědělství

Předchozí relevantní výzkum:
1. Kvantifikace a oceňování ekosystémových služeb v různých produkčních systémech pro informované rozhodování (Ghaley et al. 2014. DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004)
2. Stanovení akumulace biomasy ve smíšených pásech druhů Salix, Corylus a Alnus v systému kombinované produkce potravin a energie (Ghaley a Porter, 2014. DOI: 10.1016/j.biombioe.2014.02.009 )
3. Kvantifikace a ocenění ekosystémových funkcí a služeb v konvenčním systému produkce pšenice ozimé pomocí modelu DAISY v Dánsku (Ghaley a Porter, 2014. DOI: 10.1016/j.ecoser.2014.09.010)
4. Vztah mezi stechiometrií C:N/C:O a ekosystémovými službami v řízených produkčních systémech (Ghaley et al. 2015. DOI: 10.1371/ journal.pone.0123869)
5. Hodnocení produktivity a ekonomické životaschopnosti kombinovaného systému výroby potravin a energie (CFE) v Dánsku (Ying Xu et al, 2019 DOI: 10.3390/en12010166)
6. Produktivita a ekonomické hodnocení agrolesnických systémů pro udržitelnou produkci potravin a nepotravinářských produktů (Lehmann et al. 2020. DOI: 10.3390/su12135429)
7. Hodnocení vícerozměrných prvků udržitelnosti v evropských agrolesnických systémech (Smith et al. 2022. DOI: 10.1016/j.agsy.2021.103357)

Návrh agrolesnického systému 
Kombinovaná produkce potravin a energie (CFE) je systém ekologické produkce bez použití hnojiv, herbicidů a pesticidů. V CFE se potravinová složka skládala z pšenice ozimé, ječmene (Hordeum vulgare), ovsa (Avena sativa) a krmná složka se skládala z  

žitovec setý (Lolium perenne)/lucerna (Medicago sativa) a bioenergetickou složku tvořilo 5 dvojřádků dřevin s krátkou rotací (ochranné pásy). V Dánsku byl založen kombinovaný potravinový a energetický (CFE) agroekosystém jako potenciální produkční systém pro produkci potravin, krmiv a energie. CFE je agrolesnický systém integrující SRWC do konvenční monokultury za účelem produkce potravin, krmiv a energie.

Systém CFE je systém pěstování v alejích s potravinářskými a krmnými plodinami v alejích a dřevinami s krátkou dobou obměny (SRWC) jako pásy biomasy pro výrobu energie. Skládá se z 10,1 ha potravinářských komponentů, jako je jarní ječmen, ozimá pšenice, oves a vojtěška/rýže jako potravinářské a krmné komponenty a 0,75 ha pásů biomasy sestávajících z pěti pásů SRWC, umístěných v prostorových vzdálenostech 50, 100, 150 a 200 m v rámci pole. Každý pás biomasy je široký 10,7 m a skládá se z pěti dvojitých řad SRWC. Z těchto pěti dvojřádků jsou tři dvojřádky uprostřed tvořeny třemi klony vrb (po jednom dvojřádku) Salix viminalis (L.) "Jor", Salix dasycladus Wimmer a Salix triandra cinerea (L.), které jsou z jedné strany ohraničeny jedním dvojřádkem lísky obecné Corylus avellana (L.) a z druhé strany jedním dvojřádkem olše lepkavé (Alnus glutinosa (L.) Gaertner). Každá dvojitá řada je od sebe vzdálena 1,3 m, hustota výsadby je 20 000 stromů ha-1 . SRWC jsou vysazeny v meziřádkové vzdálenosti 0,5 m a v meziřádkové vzdálenosti 0,7 m. Pásy biomasy jsou založeny v různých vzdálenostech 50, 100, 150 a 200 m a vytvářejí aleje o ekvivalentních vzdálenostech, aby bylo možné posoudit prostorový vliv pásů biomasy na potravní a krmnou složku. Pásy biomasy se sklízejí a štěpkují každé čtyři roky a štěpka se prodává do blízké teplárny k výrobě tepla a elektřiny, zatímco potravinářské a krmné plodiny pěstované mezi pásy biomasy se sklízejí každoročně.

Monitorování
Co a jak bude sledováno:

1. SEKVESTRACE UHLÍKU 
A. Nadzemní: DOI: 10.1016/j.biombioe.2014.02.009
B. Pod zemí: DOI: 10.1007/s004420050201
C. Odběr vzorků steliva = sběr steliva + mrtvého dřeva a větví s odběrovým rámcem 0,25 m2.
2. PREVENCE EROZE PŮDY
A. Metoda 137 Cs: DOI: 10.2307/3673774 NEBO
B. Ghaley a Porter, 2013 = DOI: 10.1016/j.ecolind.2012.08.009'
3. SCHOPNOST ZADRŽOVAT VODU
SOIL CORE METHOD: DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004
4. ÚČINKY OCHRANNÉHO PÁSU: - DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004
5. BIOLOGICKÁ FIXACE NITROGENU: Metoda z článku DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004
6. FORMOVÁNÍ PŮDY: METODA ROZTOKU HOŘČICE: DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004
7. MINERALIZACE NITROGENU: Metoda návnady a lamina sondy: DOI: 10.1016/j.envsci.2013.08.004
8. APHID & PREDATOR: Metoda nástrah a pastiček
V současné době jsou k dispozici údaje/základní informace: Údaje o půdě a půdních charakteristikách, roční údaje o počasí, velikost a vzdálenost pozemků.

Dánsko

11,1 8 ha pastvin (10,1 je orná půda a 1,0 biopalivo)

Silvoarable

Výzkumný a vzdělávací typ (pěstování v aleji)

Založeno v květnu 1995

Vzdálenost mezi řadami/ve vnitřních řadách: 1,3/ 0,5 m

Šířka pásů stromů: 11 m

Počet stromů: 20000 stromů na hektar (krmivo : potraviny : stromová biomasa - poměr 45:45:10).

Olše (Alnus rubra), klony vrby [ (po jedné dvouřadé větvi) (Salix viminalis (L.) "Jor", Salix dasycladus Wimmer a Salix triandra × cinerea (L.) ] a lísky obecné (Corylus spp.).

Hospodářská zvířata: Ne

PÍSČITÁ HLÍNA (Písek - hlína - jíl: 65 - 20 - 15 procent)

cs_CZCzech