Rostliny odolné vůči klimatu: Vědci odhalují, že klíč leží v půdě

Rostliny odolné vůči klimatu: Vědci odhalují, že klíč leží v půdě

Vzhledem k tomu, Změna klimatu ohrožuje schopnost zemědělců zajistit světu potravu vyrábět Vědci a ekologičtí aktivisté věří, že našli řešení: hrát si v hlíně.

Uvádějí stále více experimentálních důkazů, že zlepšení kvality půdy může učinit výnosy plodin odolnějšími vůči suchu a extrémnímu počasí – a vyzývají vlády, aby nabídly finanční pobídky zemědělcům, kteří provozují regenerativní zemědělství, aby bylo klima zemědělské půdy odolné. Tyto praktiky zahrnují propagaci Půdní mikrobiom – tj. mikrobiální společenství v půdě – otáčením rostlin mezi poli a přidáváním „pokryvných plodin“. Tyto rostliny se nemusí nutně sklízet, ale zabraňují erozi půdy a zvyšují živiny v půdě.

"Existuje mnoho dominových účinků změny klimatu, které vytvářejí výzvy pro náš potravinový systém," říká Rob Myers, ředitel Centra pro regenerativní zemědělství na University of Missouri v Kolumbii. "Metody, jak tomu zabránit, jsou biologická rozmanitost, více organické hmoty v půdě - a integrované přístupy."

Přechod na takové postupy však vyžaduje počáteční investici. Výzkumníci a farmáři, kteří hovořili s Nature, potvrzují, že regenerativní zemědělství funguje, ale může trvat několik let, než farmy uvidí zisky. Ve Spojených státech zastánci vyzývají Kongres, aby zahrnul více dotací pro regenerativní zemědělství do Farm Bill, komplexního legislativního balíčku aktualizovaného každých pět let, který zahrnuje financování pomoci při katastrofách a školení farmářů. Platnost nejnovější verze vypršela 30. září. Mezitím poslední verze Společné zemědělské politiky Evropské unie vstoupila v platnost minulý rok a zahrnovala financování zemědělců, kteří přijmou takové udržitelné postupy.

Péče o podlahu

Průmyslové zemědělství se při výrobě vysoce výnosných monokultur – jako je kukuřice nebo pšenice, obvykle spoléhá na hnojiva, pesticidy a stroje. Nadměrné používání chemikálií v těchto plodinách narušuje ekologické procesy v půdě a je hlavní příčinou znečištění vody ve Spojených státech. Nezdravá půda má potíže s přijímáním vody nebo ukládáním živin.

Odhaduje se, že v letech 2013 až 2017 bylo erozí ztraceno 8 505 milionů tun ornice na zemědělské půdě v USA. Organizace OSN pro výživu a zemědělství varuje, že více než 90 % světové půdy je ohroženo degradací do roku 2050; to by mohlo vést ke zvýšení hladomorů.

Zatímco regenerativní zemědělství nemá žádnou formální definici, vědci, kteří hovořili s Nature, říkají, že jeho obecným cílem je obnovit zdravou půdu. Začíná to zvýšením množství organické hmoty – včetně živých kořenů a hnoje – pro výživu půdního mikrobiomu a recyklaci živin pro rostliny.

Ačkoli je tento termín moderní, principy regenerace jsou prastaré. Jejich implementace představuje „návrat k některým praktikám, na které se jako lidstvo spoléháme po tisíce let,“ říká Rich Smith, agroekolog z University of New Hampshire v Durhamu.

Krycí plodiny

Jednou praxí, která je považována za regenerační, je pěstování krycích plodin: výsadba druhů, které se obvykle nesklízejí, jako je jetel, když hlavní plodina není mimo sezónu, místo toho, aby byla půda ponechána neosázená. Kořeny krycích plodin zabraňují erozi a absorbují přebytečné dusičnany z hnojiv, které by se jinak vyplavovaly do potoků a spodních vod. Když farmář sníží krycí plodinu při přípravě na další výsadbu hlavní plodiny, zapracuje se do půdy, kde vyživuje bakterie a bezobratlé v půdě a zlepšuje úrodnost půdy. V roce 2022 bylo pouze asi 5 % obdělávané půdy ve Spojených státech pokryto krycími plodinami, ale toto číslo se zvyšuje; V roce 2022 bylo pěstování o 17 % vyšší než v roce 2017.

Během velkého sucha, které v roce 2012 zdevastovalo úrodu kukuřice a sóji na středozápadě USA, se Myersovi ozvali farmáři, kteří tvrdili, že pole s krycími plodinami nejsou postižena tak silně jako ta bez nich. Takže spolupracoval s Conservation Technology Information Center, neziskovou organizací ve West Lafayette v Indianě, která podporuje ochranu v zemědělství, a programem udržitelného zemědělství Ministerstva zemědělství USA (USDA), aby vytvořil National Cover Crop Survey. Výzkumník dotázaných kolem 700 farmářů a zjistili, že výnosy kukuřice byly v průměru o 9,6 % vyšší a výnosy sóji o 11,6 % vyšší, když byly na těchto polích vysázeny krycí plodiny.

To bylo překvapivé, protože „v té době si mnoho lidí myslelo, že krycí plodiny odčerpávají vlhkost“ a nezbývají dost pro hlavní plodiny, řekl Myers.

USDA nabízí dotace zemědělcům, kteří používají krycí plodiny. Z farmářů, kteří se zúčastnili národního průzkumu krycích plodin v letech 2022–23 a obdrželi platby za pěstování krycích plodin, 90 % uvedlo, že budou pravděpodobně v této praxi pokračovat i po ukončení financování.

Oceňujte rozmanitost

Existují také důkazy, že střídání plodin může zlepšit kvalitu půdy a její odolnost. Pěstování různých plodin, spíše než pěstování stejné monokultury na stejném poli po léta, může zlepšit kvalitu půdy bez obětování produktivity, řekl Smith.

Toho lze dosáhnout střídáním různých plodin, včetně krycích plodin, na stejném poli v průběhu času, nebo zasazením více plodin současně na stejném poli, včetně „tří sester“, kukuřice, fazolí a tykve, které po staletí pěstovaly některé indiánské kmeny.

Přehled 20 studií, které analyzovaly účinky střídání plodin na půdní život, zjistil, že střídání více druhů zvýšilo počet mikroorganismů v půdě asi o 15 % ve srovnání s monokulturními poli a zvýšilo mikrobiální diverzitu o více než 3 %. 1. Pěstování dvou nebo více různých plodin také produkuje více živin uhlíku a dusíku v půdě než monokultury 2. Přehled 33 prací zkoumajících pole, kde se společně pěstovaly luštěniny a obilí, zjistil meziroční nárůst stability výnosů ve srovnání s monokulturními poli 3, což naznačuje, že biologicky rozmanité farmy by mohly zvýšit bezpečnost potravin.

"Takové systémy mohou být často odolnější vůči změnám počasí a mají zlepšenou odolnost vůči chorobám," říká Smith. "Důkazy jsou poměrně silné, že udržují, ne-li zvyšují, výnosy."

Inovativní pobídky

Ale přechod k regenerativnímu zemědělství může trvat asi tři roky, než se vrátí, říkají farmáři a výzkumníci, kteří mluvili s Nature.

Brandon Kaufman, farmář čtvrté generace v Moundridge v Kansasu, střídá plodiny a nechává dobytek spásat pole na podzim a v zimě, aby zúrodnil půdu. Když začal s regenerativním zemědělstvím na průmyslové farmě, kterou zdědil, řekl, že neměl „žádnou záchrannou síť“. Vládní dotace mě „vyzvaly, abych vyzkoušel některé věci, a díky tomu jsem získal obrovské množství znalostí“.

Federální, státní a podnikové programy, které poskytují pobídky pro výsadbu krycích plodin, obvykle končí poté, co zemědělci přejdou. Na podporu výrobců, kteří dodávají potraviny národa a zavádějí tyto praktiky dlouhodobě, by měl americký zemědělský zákon obsahovat opatření ke snížení pojistného pro farmáře, říkají Kaufman a další. USDA testoval tento nápad během pandemie COVID-19 tím, že farmářům, kteří pěstovali krycí plodiny, nabídl slevu 5 dolarů na akr pojištění. Tento federální program mezitím skončil, ale státy Iowa, Wisconsin a Illinois implementovaly své vlastní verze.

Zemědělci se mohou odklonit od průmyslových zemědělských postupů a přejít ke zdravější půdě, říká Kaufman. „Chce to jen čas“ a finanční pobídky, aby producenti změnili názor, dodává. To je důležité, protože „když myslíte na své děti a vnoučata... odkud budou pocházet jejich jídlo za 100 let?“

1. Venter, Z.S., Jacobs, K. & Hawkins, H.-J. Pedobiologia 59, 215–223 (2016).

   Článek
   
   Google Scholar

2. McDaniel, M. D., Tiemann, L. K. & Grandy, A. S. Ecol. Appl. 24, 560–570 (2014).

   Článek
   PubMed
   
   Google Scholar

3. Raseduzzaman, M. & Jensen, E. S. Euro. J. Agron. 91, 25–33 (2017).

   Článek
   PubMed
   
   Google Scholar

Stáhněte si reference