Projekti / Programi
01. januar 2020
- 31. december 2027
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.03.00 |
Biotehnika |
Rastlinska produkcija in predelava |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B006 |
Biomedicinske vede |
Agronomija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.01 |
Kmetijske vede in veterina |
Kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo |
Agrometeorološki scenariji, ohranitveno kmetijstvo, talni mikrobiom, organski odpadki, recikliranje fosforja, mikroalge, talna voda, namakanje, SWAT model, rastlinska fiziologija in biokemija, abiotski stres, toleranca, biodiverziteta.
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
19. april 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
457 |
13.350 |
12.272 |
26,85 |
| Scopus |
546 |
15.829 |
14.525 |
26,6 |
Raziskovalci (28)
Organizacije (1)
Povzetek
Nadaljevali bomo s pripravami klimatskih scenarijev in modeliranjem vplivov podnebnih sprememb na agroekosisteme v Sloveniji. Klimatski scenariji osnovnih meteoroloških spremenljivk bodo uporabljeni za pripravo agrometeoroloških scenarijev za določitev ranljivih območij, kar bo osnova za nadaljnji razvoj ustreznih strategij prilagajanja, da bi preprečili morebitne negativne vplive na produktivnost in konkurenčnost.
Integrativno bomo preučil ključne vidike ohranitvenega kmetijstva v dolgoletnih poljskih poskusih. Iskali bomo stimulativne prakse, ki (ne-ciljno) povečujejo splošno biotsko raznovrstnost tal, kot tudi z ciljnimi (usmerjenimi) manipulacijami poskušali spremeniti sestavo talnega mikrobioma v prid koristnih organizmov, kot so na primer arbuskularne mikorizne glive ali združbe N cikla; s končnim ciljem vplivati na specifične ekosistemske procese: kroženje hranil, skladiščenje ogljika, emisije toplogrednih plinov, stabilizacije strukturnih agregatov.
Raziskovalni bomo obdelavo organskih odpadkov za recikliranje hranil in proizvodnjo izdelkov visoke tržne vrednosti za podporo ohranitvenega kmetijstva. Osredotočamo se na recikliranje fosforja iz blat čistilnih naprav in njihovih pepelov ter obnavljanje hranil iz tekočih organskih odpadkov (npr. digestata) z gojenjem mikroalg. Proizvedene alge bomo predelali v nove proizvode, kot so izboljševalci tal ali bio-stimulansi. Ti izdelki bodo preizkušeni v agro-ekoloških poskusih naše raziskovalne skupine, z namenom izboljšanja splošne kakovosti tal, učinkovitosti uporabe hranil, tolerance do abiotskega stresa in kakovostnih lastnosti pridelkov.
Trajnostno upravljanje z vodami v agroekosistemih postaja predpogoj za bolj odporno rastlinsko pridelavo. Raziskali bomo časovne in prostorske spremenljivosti vsebnosti vode v tleh in različnih strategij namakanja za učinkovito rabo vode (npr. natančno in deficitno namakanje, nadgrajeno s sistemom za podporo odločanju za namakanje), vključno s ponovno rabo vode za namakanje. Poleg tega bomo za ocenjevanje vpliva kmetijstva na vodo v agroekosistemih in izbiro obetavnih ukrepov za izboljšanje kakovosti in količine vode uporabili model Soil Water Assessment Tool (SWAT).
Klimatske in talne razmere ter okoljske omejitve se odražajo v uspevanju rastlin, na katero pomembno vplivajo tudi interakcije med različnimi dejavniki agroekosistema. To kompleksnost bomo upoštevali pri proučevanju odziva rastlin na abiostke stresne dejavniki (suša, slanost…) in načine kmetijske obdelave (namakanje, obdelava tal…). Z večnivojsko obravnavo od ravni lista, rastline, rastlinske združbe ter na ravni ekosistema želimo pridodati k razumevanju strategij tolerance rastlin na stres, poglobiti razumevanje delovanja agroekosistemov (tokovi ogljika, vode, mineralnih hranil) ter oceniti prožnost njihovega odziva na neugodne okoljske razmere.
Pomen za razvoj znanosti
Skupni raziskovalni cilj predlaganega programa je prispevek razumevanje delovanja agroekosistemov v pogojih spreminjajočega se okolja, ki zajema klimatske spremembe, degradacije tal, onesnaževanje voda ter omejene vodne vire in vire mineralnih gnojil. Proučevali bomo posamezne segmente agroekosistemov (tla, voda, ozračje, rastlina) in njihovo skupno delovanje. Znanja bodo prispevala k trajnostni intenzifikaciji kmetijskih praks in krožnemu gospodarjenju s hranili in energijo v kmetijstvu. Pričakujemo nova znanja na področju podnebnih scenarijev in povezav z rastlinsko pridelavo, poglobljeno razumevanje odziva tal na različne sisteme pridelave, razumevanje vpliva kmetijskih tehnologij na vodne vire ter optimizacijo izrabe vodnih virov, nove rešitve za povečevanje krožnega gospodarjenja s hranili in energijo v kmetijstvu ter nova znanja na področju rastlinske fiziologije in ekologije.
S področja povezanosti agroekosistemov ter podnebnih sprememb načrtujemo (i) pripravo podnebnih scenarijev za Slovenijo, (ii) analizo učinkov bodočega podnebja na rastlinsko pridelavo ter (iii) oceno prilagoditev na določene vplive podnebnih sprememb, ki so v nekaterih regijah neizogibni.
Integrativno bomo raziskali ključne vidike ohranitvenega kmetijstva (minimalni posegi v tla, trajna pokritost tal in kolobarjenje). Proučevali bomo vpliv kmetijskih praks na fizikalne in kemijske lastnosti tal in mikrobno aktivnost v tleh, ki vpliva na številne procese v tleh, vključno s cikli hranil, transformacijami organskih snovi, stabilizacijo strukturnih agregatov, simbiotskimi in patogenimi interakcijami z rastlinami. Posebna pozornost bo namenjena koristnim mikroorganizmom, kot so glive arbuskularne mikorize (AM) in mikrobne združbe, pomembne za transformacije hranil (npr. N cikla) ter preučevanju njihovega odziva na različne agrotehnične ukrepe in okoljske razmere. Sposobnost razumevanja in upravljanja interakcij med rastlinami-mikrobi-tlemi je trenutno state-of-the-art pri razvoju trajnostnih kmetijskih sistemov.
Pričakujemo nova znanja o hidravličnih lastnostih tal (vključno z degradiranimi in rekultiviranimi tlemi) in substratov za optimizacijo rastlinske pridelave in poznavanje medsebojnih vplivov hidravličnih lastnosti tal in biofizikalnih parametrov rastlin za prilagojeno rabo tal. Opredelili bomo biofizikalne in socio-ekonomske dejavnike, ki vplivajo na upravljanje potreb po vodi. Opredelili bomo glavne lastnosti natančnih namakalnih sistemov, ki izboljšajo učinkovitost rabe vode. Ocenili bomo vpliv ekstremnih vremenskih pojavov na pogoje za rastlinsko pridelavo ter nekaterih načinov obdelave tal na kakovost in količino vodnih virov.
We expect new knowledge of the hydraulic properties of soils (including degraded and recultivated soils) and substrates for more efficient plant crop optimization We will assess the impact of extreme weather events on the conditions for crop production and some methods of soil treatment on the quality and quantity of water resources.
Iskali bomo inovativne rešitve pri predelavi organskih odpadkov iz kmetijstva, mest in industrije (odpadne vode, blata, digestati) za recikliranje hranil in proizvodnjo izdelkov uporabnih v sistemih ohranitvenega kmetijstva. Osredotočili se bomo na recikliranje hranil (N, P) iz anaerobno predelanih organskih odpadkov s sekvestracijo CO2 z gojenjem bakterij in mikroalg. Ovrednotili bomo učinek gnojil/biostimulansov pridobljenih iz mikroalg na tla in pridelke.
Fosfor je ne-obnovljiv naravni vir in esencialno makro hranilo gnojilih, ki se uporabljajo v kmetijstvu. Fosfor je možno reciklirati iz sekundarnih virov, najpomembnejši vir so blata čistilnih naprav ter pepeli, ki nastanejo po njihovem sežigu. Pri tem največji problem predstavljajo t.i. težke kovine (Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Cr, Ni in As), ki so v blatih običajno prisotne v povišanih koncentracijah. Danes znani termični in kemijski postopki odstranjevanja težkih kovin iz blat in pepelov so energijsko potratni, dragi in upo
Pomen za razvoj Slovenije
Kmetijstvo je temeljna gospodarska panoga vsake države, katere pomen ni samo pridelava hrane in zagotavljanje prehranske varnosti, temveč tudi ekonomski in socialni razvoj podeželja, ohranjanje kulturne krajine ter okoljskih funkcij kmetijskih tal. Sodobno kmetijstvo se sooča s številnimi problemi. Naravni viri pomembni za kmetijsko pridelavo (tla, voda, rastlinska hranila) so vedno bolj omejeni. Različne gospodarske aktivnosti v kmetijskih območjih, vključno s kmetijstvom in mestno infrastrukturo, so vir onesnaženja voda, katere kakovost in dostopnost je ključna za kmetijstvo. Okoljske in podnebne spremembe zahtevajo nova znanja in usmeritve kmetijskih praks.
V okviru raziskovalnega programa Agroekosistemi bomo zato nadaljevali poglobljene raziskave na področju interakcij med rastlinami, tlemi in talno vodo z namenom vzpostavitve takih kmetijskih praks, ki bodo ob hkratnem zagotavljanju zdrave in kakovostne hrane, ohranjale biodiverziteto, rodovitnost tal in varovale vire pitne vode. Cilji raziskovalnega programa so skladni s prioritetnimi temami Programa razvoja podeželja (2014-2020) in okoljskimi cilji Skupne kmetijske politike.
Slovenija je v procesu priprave, razvoja in izvajanja nacionalne strategije prilagajanja podnebnim spremembam. Ocena ranljivosti agroekosistemov in kmetijstva je bistvena za oblikovanje učinkovitih ukrepov, ki bodo pripomogli k prilagajanju na klimatske spremembe na nacionalni ravni. Rezultati raziskave bodo omogočili deležnikom pravočasen in stroškovno učinkovit odziv pri dolgoročnih odločitvah v kmetijski politiki. Razvoj namakalnih sistemov in promocija trajnostne ter učinkovite rabe vode bo v prihodnje, zaradi podnebnih sprememb in ponavljajočih se dolgih obdobij suš, odločilna.
Ena izmed temeljnih usmeritev trajnostnega kmetijstva je krožno gospodarjenje z rastlinskimi hranili in biogenimi odpadki. Kmetijska tla so najpomembnejši prostor kroženja snovi in energije. Razvoj tehnologij, ki bodo omogočile vračanje rastlinskih hranil iz biogenih odpadkov je ključno za ohranjanje rodovitnosti tal in zmanjševanje ogljičnega ter splošnega okoljskega odtisa kmetijstva. Približno polovico hektarskega pridelka v poljedelstvu je direktno povezana z uporabo mineralnih gnojil, ki pretežno vsebujejo dušik, fosfor in kalij. Danes fosfor pridobivamo skoraj izključno iz fosfatnih rudnin. Države EU ga uvažajo pretežno iz Maroka, kjer so rudniki večinoma locirani v anektirani Zahodni Sahari. Nestabilne politične razmere v tem delu sveta in čedalje večja poraba fosfatov v Indiji, Afriki in Aziji lahko vodijo do relativnega pomanjkanja. Leta 2007 /08 je npr. zaradi prepovedi izvoza fosfatnih rud iz ZDA in Kitajske njegova cena poskočila za 300 %; leta 2014 je EU uvrstila fosfatne rudnine med kritične strateške surovine. EU je sprejela politiko usmeritve v krožno gospodarstvo, kar pomeni izkoriščanje vseh danih sekundarnih virov in s tem za okolje manj obremenjujočo ekonomijo. Fosfor je možno reciklirati iz sekundarnih virov, najpomembnejši vir so blata čistilnih naprav (vsebnost P pribl. 2 % v ss) ter pepeli, ki nastanejo po njihovem sežigu. V Nemčiji so na primer že sprejeli zakonodajo, ki dolgoročno (po 12-15 letih) narekuje recikliranje fosforja iz blat čistilnih naprav in njihovih pepelov. Pri tem je tehnološko največji problem obremenjenost blat s t.i. težkimi kovinami (Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Cr, Ni in As), ki jih je potrebno odstraniti. Razvoj tehnologije za odstranjevanje težkih kovin iz blat čistilnih naprav in njihovih pepelov je tudi tema raziskav programske skupine Agroekosistemi.
Pričakujemo, da bodo rezultati raziskovalnega programa ključno prispevali k razvoju in vzpodbujanju trajnostnega kmetijstva, krožnega gospodarstva, ohranjanju naravnih virov in blaženju učinkov podnebnih sprememb v Sloveniji.
Pomembne znanstvene izsledke bomo predstavili na mednarodnih znanstvenih konferencah in skrbeli za promocijo Slovenije in Univerze v Ljubljani kot javne raziskovalne organizacije. Posebna skrb
