Intercropping a agrolesnictví

Intercropping a agrolesnictví jsou jakožto inovativní a udržitelné zemědělské postupy základními složkami zemědělství odolného vůči klimatickým změnám. Uvedené přístupy využívají rozmanitost a komplementaritu ke zmírnění dopadu změny klimatu na zemědělství.

Intercropping, který zahrnuje současné pěstování více druhů plodin, maximalizuje efektivitu využívání půdy a snižuje zranitelnost rostlinné produkce vůči nevyzpytatelným povětrnostním podmínkám. Obdobně funguje agrolesnictví, které integruje stromy a keře do zemědělských systémů, aby poskytovalo důležité služby, jako je stínění plodin během vln veder a působení jako větrolamy během bouřek. Oba přístupy přispívají ke zlepšení kvality půdy prostřednictvím koloběhu živin a jsou klíčové při sekvesstraci uhlíku ke snížení globálních emisí skleníkových plynů.

Intercropping

Intercropping je dostatečně známou zemědělskou technikou, která se vyznačuje současným pěstováním dvou nebo více plodin současně [16]. Tato praxe má za cíl zvýšit celkovou produktivitu plodin využitím dostupných zdrojů a ekologických procesů, které zůstávají v případě pěstování jedné plodiny nedostatečně využívány. Pěstováním více plodin se maximalizuje efektivní využití půdy a zdrojů, což v konečném důsledku vede k vyšším výnosům [21].

Intercropping může být z mnoha důvodů zajímavým způsobem, jak podpořit klimatickou odolnost pěstovaných plodin v evropských podmínkách.

Důležitá je volba dostatečně různorodé směsi plodin, protože intercropping umožňuje pěstování směsi plodin s různými charakteristikami růstu, kořenovou strukturou a požadavky na prostředí. Tato rozmanitost může pomoci zmírnit rizika spojená s extrémními povětrnostními jevy, jako jsou sucha a nerovnoměrné srážky. Například plodina odolná vůči suchu může být meziplodina s plodinou, které se daří ve vlhkých podmínkách, což zajišťuje určitou úroveň produktivity, i když jsou povětrnostní podmínky pro jednu z použitých plodin méně příznivé [13].

Intercropping může zlepšit využití zdrojů, protože umožňuje efektivnější hospodaření s vodou, živinami a slunečním zářením. To je zvláště důležité v podmínkách, kde změna klimatu vede ke zvýšené variabilitě dostupnosti zdrojů. Doplněním potřeb zdrojů u různých plodin může intercropping zajistit, že tyto zdroje budou využívány efektivněji [15].

Během klimatických změn je efektivní regulace chorob a škůdců obtížnější. Různé plodiny mohou narušit životní cykly škůdců a snížit prevalenci chorob. To snižuje závislost na pesticidech a pomáhá zlepšovat zdravotní stav plodin. Vzhledem k měnícímu se výskytu chorob a škůdců v důsledku změny klimatu může intercropping poskytnout přirozený obranný mechanismus [20].

Z dlouhodobého hlediska je udržitelnost rostlinné produkce důležitá pro podporu půdní úrodnosti a zvýšení potenciálu pro sekvestraci uhlíku. Při použití intercroppingu může dojít ke zlepšení struktury půdy a celkově její úrodnosti, čímž se stává odolnější vůči extrémním povětrnostním jevům. Některé plodiny, jako leguminózy, také fixují dusík, čímž snižují potřebu využití průmyslových hnojiv. Zdravá půda je lépe vybavena k tomu, aby odolávala stresům způsobeným změnou klimatu. Navíc zvýšený obsah organické hmoty v půdě může přispět k sekvestraci uhlíku, což je zásadní pro zmírnění změny klimatu [10].

Pro zajištění potravinové bezpečnosti je důležité udržovat stabilitu plodin, protože změna klimatu může zvýšit teplotní výkyvy a nepředvídatelný průběh počasí. Intercropping může pomoci stabilizovat výnosy plodin, protože výkonnost jedné plodiny může za měnících se podmínek klimatu kompenzovat nedostatečnou výkonnost jiné [5].

Mezi ekonomické benefity patří fakt, že zemědělci mohou diverzifikovat příjmy, protože mohou sklízet více plodin ze stejného pozemku [14]. Diverzifikace produkce může posloužit jakožto určitý polštář proti neúrodě nebo cenovým výkyvům způsobeným událostmi souvisejícími s klimatem.

V praxi se využívají různé metody intercroppingu, včetně odlišných plodin v řádcích, pěstovaných v pásech, nebo směsích, dale plodin, kdy jedna slouží jako opora pro druhou a intercroppingu typu push-pull, kdy každý z přístupů má určité výhody a rizika.

Obrázek 1: Metody intercroppingu (upraveno dle [3])

Obrázek 2: Pozitivní aspekty intercroppingu (upraveno dle [14])

Intercropping, praxe pěstování dvou nebo více druhů plodin společně na jednom pozemku, má v evropském zemědělství stále větší význam. Nabízí řadu výhod, včetně zvýšené biologické rozmanitosti, pozitivních vlivů na půdní úrodnost, sníženého tlaku škůdců a zvýšené účinnosti využívání zdrojů. Tato metoda je v souladu s udržitelnými a ekologicky šetrnými zemědělskými postupy, což je priorita evropské politiky.

Význam intercroppingu v evropském zemědělství podtrhuje jeho potenciál přispívat k zajišťování potravin, odolnosti vůči klimatu a snižování chemických vstupů, což je v souladu s cíli udržitelnosti EU. Několik evropských zemí podporuje intercropping prostřednictvím různých podpůrných mechanismů, včetně financování výzkumu, vzdělávání a agroenvironmentálních programů.

Očekává se, že se evropská politika brzy vyvine tak, aby dále podporovala rozvoj intercroppingu. To by mohlo zahrnovat konkrétnější formy podpory, jako jsou dotace a programy sdílení znalostí, které by podpořily jeho větší rozšíření v zemědělské praxi. Kromě toho se změny politik mohou zaměřit na zefektivnění administrativních procesů a vytvoření regulačního prostředí, které usnadní využití intercroppingu. V konečném důsledku mají úpravy politiky za cíl maximalizovat výhody intercroppingu a zároveň přispět k udržitelnosti evropského zemědělského sektoru.

Agrolesnictví

Jedná se o udržitelný způsob zemědělského hospodaření, který kombinuje zemědělské a lesnické techniky za účelem vytvoření integrovaných a diverzifikovaných systémů využívání kulturní krajiny. Agrolesnictví je udržitelný systém využívání půdy se slibným potenciálem vázat atmosférický uhlík do půdy [1]. Má potenciál zvýšit odolnost evropského zemědělství vůči změně klimatu a posílit celkovou udržitelnost.

Tento system produkce zemědělských komodit představuje dynamickou směs druhů stromů, keřů a plodin, což vede k získání různých produktů a diverzifikaci příjmů zemědělců [19]. Uvedená rozmanitost je zásadní pro pomoc zemědělcům přizpůsobit se měnícím se klimatickým podmínkám rozložením rizik.

V agrolesnických systémech hrají stromy klíčovou roli při zvyšování zadržování vody a předcházení půdní erozi, což má prvořadý význam při řešení dopadů sucha a intenzivních srážek spojených se změnou klimatu [7].

Agrolesnictví dále aktivně přispívá k sekvestraci uhlíku ukládáním uhlíku do biomasy stromů a zvyšováním obsahu organické hmoty v půdě, zmírňováním změny klimatu a snižováním emisí skleníkových plynů [8].

Agrolesnické systémy podporují biologickou rozmanitost a posilují odolnost ekosystémů vůči změně klimatu. Různé druhy rostlin a stromů vytvářejí stanoviště pro divokou zvěř a prospěšný hmyz, což v konečném důsledku pomáhá při kontrole škůdců [11].

Kromě toho agrolesnictví tím, že nabízí plodinám a hospodářským zvířatům stín a úkryt, usnadňuje jejich přizpůsobení se měnícímu se klimatu [1]. Tato adaptace je zvláště důležitá v oblastech ohrožených k extrémními povětrnostními jevy.

Integrace stromů do agrolesnických systémů výrazně zvyšuje úrodnost a strukturu půdy, čímž se stává odolnější vůči negativním klimatickým jevům, jako je vodní stres nebo třeba vyplavování živin [6].

Stromy v agrolesnických systémech take účinně regulují místní mikroklima, zmírňují teplotní extrémy a snižují poškození plodin větrem. Tato regulace mikroklimatu je v měnícím se klimatu velmi důležitá [12].

Agrolesnictví, tedy zemědělská technika integrace stromů s plodinami nebo hospodářskými zvířaty, získalo uznání po celém světě pro své nesčetné výhody. Je široce používáno v různých formách k řešení udržitelného hospodaření s půdou a environmentálních problémů, zvýšení potravinové bezpečnosti a zmírnění změny klimatu. Agrolesnictví je využíváno v Asii, Africe, Latinské Americe a Severní Americe, především v rozvojových zemích [9]. Mezi nejrozvinutější regiony patří subsaharská Afrika a jihovýchodní Asie, kde je hluboce zakořeněno v tradičních zemědělských systémech.

V Evropě je agrolesnictví stále více podporováno pro svůj potenciál zlepšit udržitelnost zemědělství, zachovat biologickou rozmanitost a poskytovat ekosystémové služby [4]. Různé programy Evropské unie (EU) a národní politiky podporují agrolesnické iniciativy. Země jako Francie, Španělsko a Portugalsko byly průkopníky v podpoře agrolesnictví, často poskytují finanční pobídky a technickou pomoc, aby podpořily jeho přijetí zemědělskou praxí.

Nejslibnější evropské agrolesnické systémy se jeví tzv. “agrisilviculturální” a “silvopastorální” systémy, jež integrují stromy s plodinami na orné půdě nebo chovem hospodářských zvířat [18]. Agrolesnické systémy jsou v souladu s cíli EU pro zvýšení biologické rozmanitosti, přizpůsobení se změně klimatu a lepší odolnosti zemědělství.

K využití plného potenciálu agrolesnictví v Evropě je však stále třeba vyřešit několik problémů, včetně problémů s vlastnictvím/nájmem půdy a také omezeného povědomí zemědělské veřejnosti. Společná zemědělská politika (SZP) EU po roce 2020 si klade za cíl zvýšit podporu agrolesnických postupů a připravit tak cestu pro další regionální rozvoj [4].

Obrázek 3: Metody agrolesnictví (upraveno dle [3])

Agrolesnické systémy mohou mít mnoho výhod z hlediska ekosystémových služeb. Podrobnosti jsou uvedeny na obrázku 4. Portfolio ekosystémových služeb je obecně rozsáhlé, ať už jde o zachování biologické rozmanitosti, zmírňování změny klimatu, zajištění produkce potravin, energetických zdrojů nebo pro rekreaci obyvatelstva.

Obrázek 4. Ekosystémové služby agrolesnických systémů, upraveno dle Palacios a Bokelmann [17].

Závěrem lze konstatovat, že intercropping a agrolesnictví nabízejí praktická a komplexní řešení pro zvýšení odolnosti systémů pěstování rostlin vůči klimatu. Díky diverzifikaci plodin, zachování biologické rozmanitosti a pomoci při sekvestraci uhlíku jsou tyto udržitelné postupy dokonale v souladu s cíli zemědělství odolného vůči klimatu. K plnému využití těchto výhod je však zapotřebí koordinovaného úsilí zahrnujícího politickou podporu, technickou pomoc a inovativní přístupy k přizpůsobení intercroppingu a agrolesnictví jedinečným podmínkám evropského zemědělství.

Literatura

1. Abbas, F., Hammad, H. M., Fahad, S., Cerdà, A., Rizwan, M., Farhad, W., Ehsan, E., Bakhat, H. F. (2017). Agroforestry: a sustainable environmental practice for carbon sequestration under the climate change scenarios—a review. Environmental Science and Pollution Research, 24, 11177-11191.

2. Ajayi, O. C. & Place, F. (2012). Policy support for large-scale adoption of agroforestry practices: experience from Africa and Asia. In Nair, P. K. R., Garrity, D. (Eds.), Agroforestry - the future of global land use. Advances in Agroforestry, vol 9. Springer, Dordrecht. 

3. Burgess, J. A., Cano, M. E. C. & Parkes, B. (2022). The deployment of intercropping and agroforestry as adaptation to climate change. Crop and Environment, 1(2), 145–160.

4. den Herder, M., Moreno, G., Mosquera-Losada, R. M., Palma, J. H. N., Sidiropoulou, A., Santiago Freijanes, J. J., Crous-Duran, J., Paulo, J. A., Tomé, M., Pantera, A., Papanastasis, V. P., Mantzanas, K., Pachana, P., Papadopoulos, A., Plieninger, T. & Burgess, P. J. (2017). Current extent and stratification of agroforestry in the European Union. Agriculture, Ecosystems & Environment, 241, 121–132.

5. Hauggaard-Nielsen, H., Jørnsgaard, B., Kinane, J., & Jensen, E. S. (2008). Grain legume-cereal intercropping: The practical application of diversity, competition and facilitation in arable and organic cropping systems. Renewable Agriculture and Food Systems, 23(1), 3–12.

6. Jonsson, M., Bengtsson, J., Gamfeldt, L., Moen, J. & Snäll, T. (2019). Levels of forest ecosystem services depend on specific mixtures of commercial tree species. Nature Plants, 5(2), 141–147.

7. Jose, S. (2009). Agroforestry for ecosystem services and environmental benefits: an overview. Agroforestry Systems, 76(1), 1–10.

8. Kay, S., Rega, C., Moreno, G., den Herder, M., Palma, J. H. N., Borek, R., Crous-Duran, J., Freese, D., Giannitsopoulos, M., Graves, A., Jäger, M., Lamersdorf, N., Memedemin, D., Mosquera-Losada, R., Pantera, A., Paracchini, M. L., Paris, P., Roces-Díaz, J. V., Rolo, V., Rosati, A., Sandor, M., Smith, J., Szerencsits, E., Varga, A., Viaud, V., Wawer, R., Burgess, P. J. & Herzog, F. (2019). Agroforestry creates carbon sinks whilst enhancing the environment in agricultural landscapes in Europe, Land Use Policy, 83, 581–593.

9. Kiptot, E. & Franzel, S. (2012). Gender and agroforestry in Africa: a review of women’s participation. Agroforestry Systems, 84, 35–58.

10. Kremen, C. & Miles, A. (2012). Ecosystem services in biologically diversified versus conventional farming systems: Benefits, externalities, and trade-offs. Ecology and Society, 17(4), 40.

11. Kumar, B. M. & Nair, P. K. R. (2004). The enigma of tropical homegardens. In Nair, P. K. R., Rao, M. R., Buck, L. E. (Eds.), New vistas in agroforestry. Advances in Agroforestry, vol 1. Springer, Dordrecht.

12. Lasco, R. D., Delfino, R. J. P. & Espaldon, M. L. O. (2014). Agroforestry systems: helping smallholders adapt to climate risks while mitigating climate change. WIREs Climate Change, 5(6), 825–833.

13. Lithourgidis, A. S., Dordas, C. A., Damalas, C. A. & Vlachostergios, D. N. (2011). Annual intercrops: an alternative pathway for sustainable agriculture. Australian Journal of Crop Science, 5(4), 396–410.

14. Maitra, S., Hossain, A., Brestic, M., Skalicky, M., Ondrisik, P., Gitari, H., Brahmachari, K., Shankar, T., Bhadra, P., Palai, J. B.; Jena, J., Bhattacharya, U., Duvvada, S. K., Lalichetti, S. & Sairam, M. (2021). Intercropping—a low input agricultural strategy for food and environmental security. Agronomy, 11(2), 343. 

15. Mobasser, H., Vazirimehr, M. & Rigi, K. (2014). Effect of intercropping on resources use, weed management and forage quality. International Journal of Plant Animal and Environmental Sciences, 4(2), 706–713.

16. Ofori, F. & Stern, W. R. (1987). Cereal-legume intercropping systems. Advances in Agronomy 41, 41–90.

17. Palacios Bucheli, V. J. & Bokelmann, W. (2017). Agroforestry systems for biodiversity and ecosystem services: the case of the Sibundoy valley in the Colombian province of Putumayo. International Journal of Biodiversity Science, Ecosystem Services and Management, 13(1), 380–397.

18. Pantera, A., Burgess, P. J., Mosquera Losada, R., Moreno, G., López-Díaz, M. L., Corroyer, N., McAdam, J., Rosati, A., Papadopoulos, A. M., Graves, A., Riquiero Rodríguez, A., Ferreiro-Domínguez, N., Fernándéz Lorenzo, J. L., González-Hernández, M. P., Papanastasis, V. P., Mantzanas, K., Van Lerberghe, P. & Malignier, N. (2018). Agroforestry for high value tree systems in Europe. Agroforestry Systems, 92, 944–959.

19. Puri, S., Nair, P. K. R. (2004). Advances in agroforestry. Agroforestry Systems, 61-62(1), 437-452.

20. Tilman, D., Cassman, K. G., Matson, P. A., Naylor, R. & Polasky, S. (2002). Agricultural sustainability and intensive production practices. Nature, 418(6898), 671–677.

21. Willey, R. W. & Rao, M. R. (1980). A competitive ratio for quantifying competition between intercrops. Experimental Agriculture, 16(2), 117–125.