Modulul 1 · Capitolul 5

Utilizarea culturilor marginale în scopul producției alimentare

ENTRCSROSRSL

Schimbările climatice afectează în mod semnificativ agricultura în Europa Centrală, influențând randamentul culturilor, sănătatea solului, disponibilitatea apei și gestionarea dăunătorilor și bolilor. Regiunea se confruntă cu temperaturi în creștere, modificări în modelele de precipitații și evenimente meteorologice extreme mai frecvente, cum ar fi secetele și inundațiile. Tabelul 1 prezintă schimbările în temperaturi, precipitații și perioada de vegetație în Europa Centrală în ultimul secol, pe baza datelor provenite din mai multe studii științifice.

Tabelul 1. Modificări ale climatului în ultimul secol în Europa Centrală.

Variabila climatică Modificări în ultimul secol Referință
Temperatura medie anuală Creștere cu 1.5-2.0°C 1
Temperatura iarna Creștere cu 2.0-3.0°C 2
Temperatura vara Creștere cu 1.5-2.0°C 1
Precipitații Creștere iarna, scădere vara 1
Evenimente de precipitații extreme Creștere în frecvență și intensitate 1
Perioada de vegetație Extinsă cu 10-30 zile 3

Principalele probleme cauzate de schimbările climatice în producția agricolă sunt provocate mai ales de modificările în distribuția precipitațiilor și creșterea temperaturilor. Acestea afectează apoi alți factori, cum ar fi riscul de eroziune a solului, pierderea nutrienților, modificările în comunitățile de buruieni și apariția unor boli sau dăunători anterior rare. O prezentare generală este dată în Tabelul 2.

Tabelul 2. Principalele probleme cauzate de schimbările climatice asupra producției agricole.

Problema cauzată Descriere Referință
Stres termic Temperaturile ridicate pot cauza stres termic în culturile de cereale, determinând reducerea fotosintezei, creșterea încetinită și randamente mai scăzute. Stresul termic poate, de asemenea, să crească incidența dăunătorilor și a bolilor, reducând în continuare productivitatea culturilor. 4, 5
Stres hidric Schimbările în modelele de precipitații pot duce la stresul provocat de secetă, ceea ce poate determina reducerea disponibilității de apă pentru culturile de cereale. Stresul provocat de secetă poate duce la producții reduse, calitate slabă a boabelor și eșecul culturilor. 4, 5
Evenimente extreme de vreme Schimbările climatice cresc frecvența și intensitatea evenimentelor meteorologice extreme, cum ar fi inundațiile, furtunile și grindina. Aceste evenimente pot deteriora culturile, pot reduce randamentul ducând la eșecul recoltelor. 5, 6, 7
Modificări ale bolilor și dăunătorilor Schimbările climatice determină modificări în distribuția și comportamentul dăunătorilor și bolilor, făcându-le mai dificil de controlat. Acest lucru poate duce la creșterea daunelor la culturi și la scăderea producțiilor. 5
Degradarea solului Modificările în modelele meteorologice pot cauza eroziunea solului, epuizarea de nutrienți și alte forme de degradare a solului. Acest lucru poate reduce fertilitatea solului, ducând la randamente mai scăzute și la o calitate redusă a recoltelor. 5, 7
Reducerea disponibilității apei Schimbările în modelele meteorologice pot duce la o disponibilitate redusă de apă, ceea ce poate provoca stres hidric în culturile de cereale. Acest lucru poate duce la randamente reduse, calitate scăzută a boabelor și chiar eșecul culturilor. 5

Strategiile în producția agricolă pentru a reduce impactul negativ al schimbărilor climatice

Agricultura rezistentă la climă implică implementarea diverselor strategii care vizează ajutorarea fermierilor pentru a se adapta la schimbările climatice și a îmbunătății producția agricolă în ciuda provocărilor puse de schimbările climatice. Aceste strategii pot fi utilizate în agricultura rezistentă la climă pentru a îmbunătăți producția diferitelor culturi și pentru a ajuta fermierii să se adapteze la schimbările climatice.

• Diversificarea culturilor și utilizarea culturilor tolerante la secetă: Fermierii pot diversifica producția lor de culturi cultivând plante care tolerează diferite condiții climatice. Acest lucru va asigura că alte culturi pot prospera în continuare dacă una dintre ele eșuează din cauza condițiilor meteo nefavorabile.

• Cultivarea de culturi sau varietăți mixte: Amestecurile de culturi pot, de asemenea, să se adapteze la condițiile climatice schimbătoare prin selectarea combinațiilor de culturi mai potrivite pentru climatul local sau prin utilizarea amestecurilor mai tolerante la stresuri specifice precum seceta, căldura sau inundațiile.

• Agricultura conservativă: Aceasta implică practici precum lucrările reduse la sol, acoperirea solului cu plante de acoperire și intercalarea culturilor, care contribuie la conservarea umidității, reducerea eroziunii și creșterea fertilității solului.

• Irigarea eficientă: Sistemele de irigare eficiente precum irigarea prin picurare și aspersiune pot ajuta fermierii să conserve apa și să reducă necesarul de apă pentru producția agricolă.

• Managementul solului: Practicile corecte de gestionare a solului precum analizele de sol, fertilizarea și materia organică pot ajuta la îmbunătățirea calității solului, ceea ce poate crește randamentul culturilor.

• Rotirea culturilor: Fermierii pot roti culturile pentru a ajuta la gestionarea dăunătorilor și bolilor și pentru a îmbunătăți sănătatea solului.

• Sistemele agroforestiere: Acestea implică integrarea copacilor în sistemele agricole, ceea ce poate oferi umbră, reduc eroziunea solului și îmbunătățesc fertilitatea acestuia.

• Utilizarea informațiilor meteorologice: Fermierii pot folosi informațiile meteorologice pentru a lua decizii informate despre momentele de plantare și recoltare și alte practici de gestionare a fermei.

• Utilizarea varietăților îmbunătățite de semințe: Fermierii pot utiliza varietăți îmbunătățite de semințe care sunt rezistente la dăunători și boli și sunt adaptate condițiilor climatice locale.

În următoarea parte a textului, se acordă atenție diversificării culturilor și utilizării culturilor tolerate la secetă și cultivării de culturi sau varietăți mixte. Celelalte metode menționate fac parte din alte capitole.

Diversificarea culturilor și utilizarea culturilor tolerante la secetă: importanța cerealelor pentru agricultură în condițiile schimbărilor climatice

Schimbările climatice reprezintă provocări semnificative pentru producția de cereale, inclusiv temperaturi crescute, modele schimbătoare de precipitații și evenimente meteorologice extreme mai frecvente. În general, cerealele sunt grupul de culturi cel mai adaptabil la schimbările climatice. Cu toate acestea, unele culturi cerealiere sunt mai bine adaptate la aceste condiții schimbătoare decât altele. Iată câteva exemple de cereale care se descurcă bine în condițiile climatice schimbătoare:

Grâul Einkorn (Triticum monococcum L.)

Studiile au arătat că grâul einkorn are o toleranță mai mare la secetă și plasticitate decât alte varietăți moderne de grâu. Aceasta se datorează în principal sistemului său radicular adânc, care îi permite să acceseze apa din straturile mai adânci ale solului, făcându-l mai puțin dependent de precipitații. În plus, grâul einkorn are un strat gros de ceară pe frunze și tulpini, ceea ce ajută la reducerea pierderii de apă prin transpirație. Conform multor studii, s-a constatat că grâul einkorn are un randament mai mare în condiții de secetă decât alte specii de grâu [8] .

Grâul Emmer (Triticum diccocum (Schrank.) Schuebl.)

Triticum dicoccum, sau grâul emmer, este o specie antică cultivată de mii de ani. Datorită unor caracteristici ale plantei, este cunoscut pentru capacitatea sa de a tolera condițiile de secetă și plasticitatea. Sistemul său radicular are o rădăcină extinsă care poate accesa apa din straturile mai adânci ale solului, făcându-l mai puțin dependent de precipitații. Studiile au arătat că acest sistem radicular profund permite grâului emmer să mențină creșterea și randamentul în condiții de secetă [9]. Grâul emmer are, de asemenea, un strat gros de ceară pe frunze și tulpini, care reduce pierderea de apă prin transpirație [10]. Acest strat de ceară ajută și la protejarea plantei de temperaturile ridicate și alte stresuri ambientale. Grâul emmer poate ajusta, de asemenea, potențialul osmotic prin acumularea de osmoprotectanți, cum ar fi prolinele și zaharurile solubile, ca răspuns la stresul de secetă. Acest lucru ajută la menținerea echilibrului celular al apei și previne deshidratarea [11]. Plantele pot regla, de asemenea, închiderea stomatelor ca răspuns la stresul hidric, ceea ce ajută la reducerea pierderii de apă prin transpirație. Datorită acestei reglări stomatale, grâul emmer poate menține rate ridicate de fotosinteză în condiții de secetă [9]. Grâul emmer este o cultură promițătoare pentru regiunile cu resurse limitate de apă și poate fi un instrument valoros în abordarea problemelor de penurie de apă și schimbări climatice.

Grâul Spelta (Triticum spelta L.)

Triticum spelta, cunoscut și sub numele de grâu spelta, este o altă specie de grâu antic cultivată în mod tradițional. De asemenea, este cunoscut pentru capacitatea sa de a tolera condițiile de secetă și plasticitate. Grâul spelta are un sistem radicular extins care poate penetra solul în profunzime și poate absorbi apa din diferite straturi de sol. Studiile au arătat că grâul spelta are o densitate mai mare a rădăcinilor decât alte specii de grâu, ceea ce îl ajută să acceseze apa din straturile mai adânci ale solului și să-și mențină creșterea în condiții de secetă [12]. La fel ca și grâul emmer, grâul spelta are un conținut ridicat de ceară pe frunzele sale, ceea ce reduce pierderea de apă prin transpirație. Studiile au arătat că acest strat de ceară ajută grâul spelta să-și mențină statusul hidric și să prevină deshidratarea în condiții de secetă [13]. Un alt aspect important este ajustarea osmotică. În răspuns la stresul de secetă, plantele pot acumula osmoprotectanți, cum ar fi prolinele și zaharurile solubile. Acest lucru ajută la menținerea echilibrului celular al apei și previne deshidratarea [13]. Prin reglarea închiderii stomatelor în răspuns la stresul hidric, grâul spelta poate reduce pierderea de apă prin transpirație [12].

Meiul (Panicum milliaceum L.)

Meiul este o cultură cerealieră foarte adaptată la condițiile calde și uscate, fiind o alegere excelentă pentru zonele cu disponibilitate limitată de apă. Meiul necesită semnificativ mai puțină apă decât culturile cerealiere precum porumbul sau grâul. Meiul are un sistem radicular fibros care poate penetra solul în profunzime și accesa apa din diferite straturi de sol [14]. Este utilă și abilitatea de a rula frunzele ca răspuns la stresul de secetă [15]. Acest mecanism ajută la menținerea statusului de apă și previne deshidratarea în condiții de secetă. Meiul poate ajusta, de asemenea, potențialul osmotic prin acumularea de osmoprotectanți, cum ar fi prolinele și zaharurile solubile [16]. Efectiv, planta poate regla și închiderea stomatelor în răspuns la stresul hidric, ceea ce ajută la reducerea pierderii de apă prin transpirație [17].

Sorgul (Sorghum bicolor L.)

Sorgul este o cultură cerealieră de sezon cald cultivată pe scară largă pentru boabe și ca furaj. Sorgul este cultivat tradițional în zone aride ale continentului african. Sistemul său radicular extensiv poate accesa apa din straturile mai adânci ale solului, făcându-l mai puțin dependent de precipitații [16]. Plantele pot rula frunzele în răspuns la stresul hidric, ceea ce ajută la reducerea pierderii de apă prin transpirație [15]. În răspuns la stresul de secetă, sorgul își poate ajusta potențialul osmotic prin acumularea de osmoprotectanți, cum ar fi prolinele și zaharurile solubile [18]. Sorgul poate regla și închiderea stomatelor în răspuns la stresul hidric, ceea ce ajută la reducerea pierderii de apă prin transpirație. Datorită acestei reglări stomatale, sorgul poate menține rate ridicate de fotosinteză în condiții de secetă [19]. Sorgul este o cultură promițătoare pentru regiunile cu resurse limitate de apă, dar necesită temperaturi relativ ridicate pentru vegetație. În condițiile europene, maturizarea este inevitabilă doar în cele mai calde zone. De asemenea, începe să se impună și ca o cultură de furaj verde, unde problemele legate de certitudinea maturizării sunt eliminate.

Hrișca (Fagopyrum exculentum Moench.)

Hrișca este o cultură pseudo-cerealieră adaptată la temperaturi mai reci și poate tolera diverse tipuri de sol. De asemenea, este relativ rezistentă la dăunători și boli, fiind o cultură cu necesar redus de inputuri. Deși în general este considerată o cultură care necesită soluri umede, există dovezi că unele soiuri pot fi relativ tolerante la secetă. Hrișca are un sistem de rădăcini fibros care poate penetra solul în profunzime și poate accesa apa din diferite straturi ale solului [20]. Plantele pot învârti frunzele în răspuns la stresul hidric, ceea ce ajută la reducerea pierderii de apă prin transpirație [21]. Capacitatea de a ajusta potențialul osmotic ajută la menținerea echilibrului celular al apei și previne deshidratarea [22]. Hrișca s-a dovedit a avea o eficiență relativ ridicată a utilizării apei, ceea ce înseamnă că poate produce mai multă biomasă per unitate de apă utilizată decât alte culturi [23]. În ansamblu, hrișca prezintă un anumit potențial de toleranță la secetă, dar sunt necesare mai multe cercetări pentru a identifica soiurile și condițiile specifice în care performează cel mai bine în condiții de secetă.

Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.)

Quinoa este o cultură de cereale rezistentă care poate tolera temperaturi extreme, de la îngheț până la căldură intensă. De asemenea, necesită mai puțină apă decât alte culturi de cereale și este foarte rezistentă la dăunători și boli. Quinoa necesită mult mai puțină apă decât alte culturi, ceea ce o face potrivită pentru zonele cu precipitații reduse și irigații limitate. Poate supraviețui cu doar 250-300 mm de precipitații pe an, în timp ce multe alte culturi necesită cel puțin 500-600 mm [24]. Quinoa este cultivată tradițional în regiunea andină a Americii de Sud, caracterizată de condiții aride [25]. A fost cultivată de secole în zone în care alte culturi nu pot crește din cauza lipsei de apă. Quinoa este cunoscută pentru capacitatea sa de a utiliza eficient apa, având o suprafață foliară mică și un sistem de rădăcini profund care îi permite să acceseze apa din straturile inferioare ale solului [26]. Quinoa are o strategie unică pentru evitarea secetei, în care se maturizează rapid și produce semințe înainte de instalarea condițiilor de secetă [24]. În ansamblu, toleranța la secetă și adaptabilitatea la regiunile aride și semi-aride o fac o cultură promițătoare pentru agricultura durabilă în fața schimbărilor climatice și a creșterii lipsei de apă.

Orzul (Hordeum vulgare L.)

Orzul este o cultură interesantă deoarece este cultivată tradițional în regiunea Europei Centrale. Este o cultură potrivită pentru temperaturile mai scăzute și poate tolera diferite tipuri de sol. De asemenea, este relativ tolerant la secetă și necesită mai puțină apă decât alte culturi de cereale, precum porumbul sau grâul. Toleranța la secetă în orz poate fi realizată prin caracteristici cum ar fi sistemele de rădăcini adânci, suprafața redusă a frunzelor și creșterea eficienței utilizării apei [27]. Orzul poate prezenta și o serie de răspunsuri adaptive la schimbările climatice, inclusiv modificări ale momentului apariției stadiilor de dezvoltare, schimbări în distribuție și fenologie, și alterări ale proceselor de creștere și fiziologice [28]. Orzul are un sistem de rădăcini relativ adânc, ceea ce îi permite să acceseze umiditatea solului din straturile mai adânci [29]. Orzul poate, de asemenea, să-și crească toleranța la secetă prin reglarea expresiei genelor, cum ar fi cea a factorului de transcripție DREB1 [30]. Caracteristicile menționate ale orzului fac ca aceste plante să tolereze o gamă largă de condiții climatice, inclusiv temperaturi ridicate și stresul provocat de secetă [31].

Speciile de cereale menționate sunt mai bine adaptate la condițiile climatice în schimbare și pot fi cultivate cu mai puțină apă și mai puține inputuri, ceea ce le face ideale pentru zonele cu resurse limitate. Aceste culturi sunt, de asemenea, potrivite pentru a fi cultivate în agricultura organică. Fermierii pot îmbunătăți securitatea alimentară și pot crește rezistența la schimbările climatice promovând cultivarea acestor cereale rezistente la climă.

În plus față de proprietățile menționate, care predetermină cultivarea acestor cereale într-un climat în schimbare, este posibil să se utilizeze și un alt avantaj al acestora și anume că acestea sunt tipuri de cereale care au beneficii nutriționale dovedite. În afară de grâul cu coajă (einkorn, emmer, spelt), acestea intră în categoria alimentelor fără gluten.

Principalul avantaj al speciilor de grâu cu coajă este conținutul ridicat de proteină din boabe, care, chiar și în condițiile agriculturii organice, ajunge la 15% sau mai mult. Din punct de vedere nutrițional, conținutul ridicat al fracțiunilor de proteină protoplasmatică este pozitiv. Einkorn și emmer nu sunt potrivite pentru fabricarea produselor cu drojdie clasică; prin urmare, sunt folosite în industria alimentară pentru a pregăti alte produse, cum ar fi pastele. Mai multe informații sunt furnizate în Tabelul 3. Produsul cel mai comun obținut din orz este berea. Cu toate acestea, orzul este o materie primă subevaluată din punct de vedere al prelucrării alimentelor, deoarece din el se pot prepara o gamă largă de produse. Formele descoperite ale orzului sunt cele mai potrivite pentru alimente.

Tabelul 3. Calitatea specifică a producției la speciile de grâu cu teci și orz.

Parametru Grâu Einkorn Grâu Emmer Grâu Spelt Orz
Conținutul proteic De obicei aprox. 15%; există genotipuri cu conținut mai mare de 20%. Ridicat, chiar în condițiile agriculturii organice fără îngrășăminte azotoase industriale. (15-20%). Ridicat, de obicei 14-19%. 9-12 %, Conțin aminoacizi esențiali, inclusiv lizină, treonină și triptofan.
Produse potențiale Produse fără drojdie (biscuiți, pâine arabă, orez de cereale). Pâine fără drojdie, cereale pentru micul dejun, produse extrudate, paste. Pâine, produse de patiserie, paste, produse extrudate și gata de gătit, bere de secara, cafea de secara. Terci, ceai, bere.
Dezavantaje Calitate de coacere scăzută (capacitate redusă de umflare a proteinelor). Făină cu conținut scăzut de gluten și de calitate slabă la coacere; neadecvată pentru produsele de panificație cu drojdie. Nu există. Interes scăzut al consumatorilor.
Avantaje Conținut ridicat de carotenoizi. Valoare nutritională superioară (în comparație cu grâul comun). Bună calitate de coacere, mai bună procesabilitate tehnologică. Conținut ridicat de beta-glucani
Disponibilitatea produselor Produsele din grâu einkorn pot fi cumpărate în multe țări (Austria, Germania, Franța, Italia, etc.). Boabele întregi (descuamate) de grâu emmer, sau chiar făină și paste de grâu emmer, sunt disponibile. Gamă largă de produse disponibile. Gamă largă de produse disponibile

Culturile enumerate în Tabelul 4 au avantajul că sunt toate utilizabile pentru produse fără gluten. Acestea sunt culturi tradiționale din care se produc multe produse alimentare tradiționale. Cu toate acestea, multe dintre ele sunt necunoscute consumatorilor din Europa, deci este important să se țină cont de acest fapt în momentul comercializării lor. Principala dezavantaj al quinoa este prețul ridicat.

Tabelul 4. Calitatea specifică a producției de grâu decorticat.

Parametru Mei Sorg Hrișcă Quinoa
Conținutul proteic De obicei 10-12% Între 10-12%, nu conține aminoacizi esențiali. De obicei10-13%, conținut ridicat de lizină. Conținut ridicat de proteine, în jur de 14%, ușor digerabile.
Produse potențiale Terci, lipii, pilaf, bere Terci, couscous, bere, sirop Tăieței, terci, ceai, crupe. Cereale, fulgi, paste făinoase, popcorn.
Dezavantaje Conținutul de antinutrienți, aroma specifică, prelucrarea dificilă a cerealelor. Gust amar, potențial de digestibilitate dificilă, procesare. Aromă specifică, potențial alergic și prelucrare dificilă. Riscul potențial al saponinelor și conținutul de antinutrienți.
Avantaje Fără gluten Fără gluten Fără gluten Fără gluten
Disponibilitatea produselor Disponibilitate limitată în Europa Disponibilitate limitată în Europa Gamă largă de produse disponibile. Gamă largă de produse disponibile.

Cultivarea culturilor sau a amestecurilor de soiuri: Posibilități de utilizare a culturilor mixte pentru creșterea rezistenței la schimbările climatice

Amestecul de culturi sau culturile intercalate implică plantarea a două sau mai multe culturi împreună în același câmp. Această practică agricolă poate contribui la atenuarea impactului negativ al schimbărilor climatice asupra producției agricole prin creșterea biodiversității și reducerea riscului de eșec al culturilor. Iată câteva modalități în care amestecul de culturi poate fi folosit ca un instrument împotriva impactului negativ al schimbărilor climatice:

• Diversificarea producției agricole: Sistemul de culturi intercalate permite cultivarea diferitelor culturi în același câmp, ceea ce poate crește rezistența sistemului de culturi la impactul schimbărilor climatice. De exemplu, un studiu efectuat în China a constatat că intercalarea culturilor de porumb cu soia a crescut stabilitatea randamentului și a redus riscul de eșec al culturilor în comparație cu monocultura.

• Îmbunătățirea sănătății solului: Amestecul de culturi poate îmbunătăți sănătatea solului prin creșterea diversității de microorganisme din sol și îmbunătățirea ciclului de nutrienți. Acest lucru poate îmbunătăți fertilitatea solului și poate crește productivitatea culturilor, ceea ce poate ajuta fermierii să se adapteze la condițiile climatice în schimbare. De exemplu, un studiu efectuat în Brazilia a constatat că intercalarea porumbului și fasolea a îmbunătățit fertilitatea solului și a crescut randamentul culturilor în comparație cu monocultura.

• Managementul dăunătorilor și bolilor: Sistemul de cultivare intercalat poate, de asemenea, să ajute la gestionarea dăunătorilor și bolilor prin perturbarea habitatelor dăunătorilor și reducerea răspândirii bolilor. Acest lucru poate reduce necesitatea pesticidelor și fungicidelor chimice, care pot avea impacte negative asupra mediului. De exemplu, un studiu efectuat în Canada a constatat că intercalarea grâului cu mazăre a redus incidența putregaiului comun al rădăcinilor în comparație cu monocultura.

Iată câteva exemple de amestecuri de culturi folosite în Europa Centrală pentru a atenua impactul negativ al schimbărilor climatice asupra producției agricole. Grâul de toamnă și fasolea de câmp au fost testate în Germania. Interplantarea grâului de toamnă și a fasolei de câmp a îmbunătățit fertilitatea solului și a crescut randamentul culturilor în comparație cu monocultura. Amestecul a redus, de asemenea, riscul de scurgere a azotului și a îmbunătățit eficiența absorbției nutrienților [32]. Secara și leguminoasele au fost crescute intercalat în Polonia. Intercalarea secarei cu leguminoase precum vicia, mazărea sau trifoiul a îmbunătățit structura și fertilitatea solului, a redus eroziunea și a crescut stabilitatea producției [33]. În Ungaria, experimentele cu intercalarea culturilor de porumb și soia a dus la creșterea producției, îmbunătățirea fertilității solului și reducerea riscului de infestare cu insecte și boli [34]. Oamenii de știință austrieci au efectuat cercetări asupra intercalării grâului de toamnă cu trifoiul și au îmbunătățit toleranța la secetă, deoarece trifoiul ajută la menținerea umidității solului și la reducerea evapotranspirației. Acest amestec îmbunătățește structura solului și fertilitatea [35]. În Germania, a fost testată intercalarea orzului cu leguminoase (mazăre sau bob). S-a observat o creștere a stabilității randamentului și a toleranței la secetă în comparație cu monocultura [36]. În Elveția, a fost testată intercalarea porumbului cu fasole și s-a constatat că aceasta crește toleranța la secetă și îmbunătățește sănătatea solului prin sporirea ciclului nutrienților și a materiei organice din sol [37]. Mai multe exemple, inclusiv efectul declarat precum și referința bibliografică, sunt prezentate în Tabelul 5.

Tabelul 5. Exemple de avantaje ale sistemelor de culturi intercalate.

Beneficiu Mecanism Exemplu Referință
Diversificarea producției Crește reziliența sistemului de culturi Intercalarea grâului de iarnă cu bobul în Germania [32]
Îmbunătățirea sănătății solului Îmbunătățește structura și fertilitatea solului Intercalarea secarei cu leguminoase în Polonia [38]
Gestionarea dăunătorilor și bolilor Reduce riscul infestărilor Intercalarea porumbului cu soia în Ungaria [34]
Îmbunătățirea toleranței la secetă Menține umiditatea solului și reduce evapotranspirația Intercalarea grâului de iarnă cu trifoi în Austria [35]
Îmbunătățirea toleranței la secetă Oferă nutrienți suplimentari sistemului Intercalarea orzului cu leguminoase în Germania [39]
Îmbunătățirea toleranței la secetă Îmbunătățește ciclul nutrienților și materia organică din sol Intercalarea porumbului cu fasole în Elveția [37]
Îmbunătățirea toleranței la secetă Crește eficiența utilizării apei în sol Intercalarea sorgului cu iarba de Sudan în Ungaria [32]
Stimularea sechestrării carbonului Îmbunătățește sănătatea solului și atenuează schimbările climatice Intercalarea porumbului cu soia în Germania [41]

Varietățile mixte, care implică cultivarea unei mai mari diversități de varietăți de grâu într-o cultură, pot aduce mai multe beneficii în fața schimbărilor climatice și pot ajuta la menținerea stabilității producției:

- Reziliență climatică: Cu un climat în schimbare, evenimentele meteorologice extreme precum secetele, valurile de căldură și ploile abundente devin tot mai frecvente. Cultivarea unei amestecături de varietăți de grâu cu trăsături diferite poate contribui la creșterea rezilienței la astfel de evenimente. De exemplu, unele varietăți pot avea sisteme de rădăcini mai adânci care pot accesa apa din straturile mai profunde ale solului, în timp ce altele pot avea trăsături care să le permită să tolereze mai bine căldura sau seceta.

- Rezistență la dăunători și boli: Cultivarea unei amestecături de varietăți de grâu poate reduce riscul izbucnirii dăunătorilor și bolilor. Atunci când mai multe varietăți sunt cultivate împreună, dăunătorii și bolile sunt mai puțin susceptibile de a se răspândi și pot fi mai ușor controlate.

- Stabilitatea producției: Cultivarea unui amestec de varietăți de grâu poate contribui la asigurarea unor randamente mai stabile în timp. Deoarece diferitele varietăți au modele diferite de creștere și răspunsuri la condițiile de mediu, unele varietăți pot performa mai bine într-un an, în timp ce altele pot performa mai bine în alt an. Prin cultivarea unei amestecături de varietăți, fermierii pot asigura mai bine că vor avea o recoltă bună în orice an dat.

- Eficiență nutritivă: Unele varietăți de grâu sunt mai bine adaptate la anumite condiții ale solului sau niveluri ale nutrienților. Cultivarea unei amestecături de varietăți poate contribui la asigurarea utilizării eficiente a tuturor nutrienților din sol, conducând la o utilizare mai eficientă a nutrienților și, în mod potențial, la creșterea producției.

- Biodiversitate îmbunătățită: Cultivarea unei amestecături de varietăți de grâu poate contribui la creșterea biodiversității în fermă. Prin diversificarea culturii, fermierii pot oferi un habitat pentru o gamă mai largă de specii de plante și animale, ceea ce poate ajuta la menținerea unui ecosistem sănătos și echilibrat.

- Reducerea impactului asupra mediului: Cultivarea unei amestecături de varietăți de grâu poate reduce impactul agriculturii asupra mediului prin reducerea necesității de inputuri sintetice precum îngrășămintele și pesticidele. Diversitatea culturii poate ajuta la controlul natural al dăunătorilor și bolilor, reducând necesitatea intervențiilor chimice.

- Îmbunătățirea sănătății solului: Cultivarea unui amestec de varietăți de grâu poate îmbunătăți sănătatea solului prin promovarea creșterii microorganismelor benefice din sol. Diferitele varietăți pot avea structuri diferite ale rădăcinilor și pot produce compuși diferiți care pot contribui la promovarea diversității și activității microbiene din sol.

Bibliografie

  1. IPCC (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part B: Regional Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

  2. Beniston, M., Rebetez, M., Giorgi, F., Marinucci, M. R. (1997). An analysis of regional climate change in Switzerland. Theoretical and Applied Climatology, 58(1-2), 221-243.

  3. Menzel, A., Sparks, T. H., Estrella, N., Koch, E., Aasa, A., Ahas, R., Wu, X. (2006). European phenological response to climate change matches the warming pattern. Global Change Biology, 12(10), 1969-1976.

  4. Lobell, D. B., Schlenker, W., Costa-Roberts, J. (2011). Climate trends and global crop production since 1980. Science, 333(6042), 616-620.

  5. Hatfield, J. L., Boote, K. J., Kimball, B. A., Ziska, L. H., Izaurralde, R. C., Ort, D., Thomson, A. M. (2011). Climate impacts on agriculture: Implications for crop production. Agronomy Journal, 103(2), 351-370.

  6. Porter, J. R., Xie, L., Challinor, A. J., Cochrane, K., Howden, S. M., Iqbal, M. M., Lobell, D. B. (2014). Food security and food production systems. In Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press. pp. 485-533.

  7. FAO (2021). Climate change and food security: Risks and responses. Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://www.fao.org/3/cb3696en/cb3696en.pdf

  8. Saeidi, M., Abdoli, M., Kafi, M. (2015). Effects of drought stress and sowing date on yield and yield components of einkorn wheat (Triticum monococcum L.). Journal of Agricultural Science, 7(12), 41-50.

  9. Teklu, Y., et al. (2019). Phenotypic diversity and evaluation of Ethiopian emmer wheat (Triticum dicoccon Schrank) accessions for drought tolerance. Agriculture, 9(7), 144.

  10. Shahid, M.A., et al. (2011). Emmer wheat (Triticum dicoccum) for saline and drought stress tolerance. African Journal of Biotechnology, 10(50), 10131-10139.

  11. Karimizadeh, R., et al. (2016). Assessment of drought tolerance of emmer wheat (Triticum dicoccum Schübler) lines by stress tolerance indices. Cereal Research Communications, 44(4), 624-634.

  12. Royo, C., et al. (2016). Spelt wheat under Mediterranean conditions: Yield and grain quality responses to drought stress. Field Crops Research, 196, 331-342.

  13. Chen, C., et al. (2014). Comparative analysis of drought-responsive proteins in wheat and its progenitor species Triticum urartu. Journal of Proteomics, 109, 20-31.

  14. Reddy, B.V.S., et al. (2019). Pearl Millet: A Climate-Resilient Crop for Sustainable Dryland Agriculture. Frontiers in Plant Science, 10, 42.

  15. Babar, M.A., et al. (2016). Leaf rolling and membrane stability index in relation to drought tolerance in different sorghum genotypes. Pakistan Journal of Botany, 48(2), 689-696.

  16. Kholova, J., et al. (2010). Drought stress characterization of post-rainy season (rabi) sorghum in India. Field Crops Research, 117(2-3), 221-230.

  17. Babu, P.P., et al. (2016). Expression of drought-responsive genes and identification of molecular markers associated with drought tolerance in finger millet (Eleusine coracana). Plant Biotechnology Reports, 10(2), 89-96.

  18. Reddy, B.V.S., et al. (2015). Drought tolerance mechanisms in sorghum and their relevance to breeding for drought-resistant crops. Annals of Applied Biology, 166(2), 117-137.

  19. Ludlow, M.M., Muchow. M.J. (1990). A critical evaluation of traits for improving crop yields in water-limited environments. Advances in Agronomy, 43, 107-153.

  20. Pan, Y., et al. (2020). Root distribution and drought tolerance of Fagopyrum tataricum in karst and non-karst areas. Journal of Soil and Water Conservation, 75(3), 267-274.

  21. Wang, Y., et al. (2019). Effect of drought stress on the growth, photosynthesis, and antioxidant system in buckwheat seedlings. Polish Journal of Environmental Studies, 28(2), 789-799.

  22. Zhang, Y., et al. (2016). Physiological response of buckwheat to drought stress and water-saving irrigation. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(4), 317-326.

  23. Fukuda, Y., et al. (2018). Differences in water-use efficiency among upland crops and their dependence on environmental conditions in a cool temperate region. Field Crops Research, 218, 93-101.

  24. Bazile, D., Jacobsen, S. E., & Verniau, A. (2016). The global expansion of quinoa: trends and limits. Frontiers in Plant Science, 7, 622.

  25. Jacobsen, S. E. (2017). Adaptation of quinoa (Chenopodium quinoa) to northern European agriculture: studies on the developmental pattern. Journal of Agronomy and Crop Science, 203(1), 38-47.

  26. Zerpa, D., Arancibia, R. A., & Marconi, P. L. (2015). Drought resistance mechanisms of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): a review. Chilean Journal of Agricultural Research, 75(1), 49-57.

  27. Farooq, M., Hussain, M., Siddique, K. H., & Ozturk, L. (2014). Drought stress in plants: An overview. In Plant Responses to Drought Stress. Springer, Cham, pp. 1-33.

  28. Porter, J. R., & Semenov, M. A. (2005). Crop responses to climatic variation. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 360(1463), 2021-2035.

  29. Manschadi, A. M., Christopher, J., deVoil, P., Hammer, G. L., & Meinke, H. (2006). The role of root architectural traits in adaptation of wheat to water-limited environments. Functional Plant Biology, 33(9), 823-837.

  30. Hussain, S. S., Kayani, M. A., Amjad, M., Transcription, & Shah, T. (2011). Plant signaling for drought tolerance. Pakistan Journal of Botany, 43(5), 2235-2243.

  31. Ceccarelli, S. (2014). Adaptation to climate change—Sustainable agriculture. In Plant breeding and farmer participation. Springer, Dordrecht, pp. 171-188.

  32. Koepke, B. et al. (2021). Intercropping of winter wheat and field beans: effects on soil fertility, yield and nitrogen leaching. Agriculture, Ecosystems & Environment, 313: 107359.

  33. Siczek, A. et al. (2019). Intercropping of winter rye with legumes improves soil structure and fertility in organic farming system. Soil and Tillage Research, 186: 119-129.

  34. Árendás, T. et al. (2017). Intercropping of maize and soybean increases efficiency of resource use and grain yields. Journal of Agronomy and Crop Science, 203(3): 209-217.

  35. Herzog, F. et al. (2019). Intercropping winter wheat and clover improves soil structure and reduces drought stress. Plant and Soil, 442(1-2): 85-100.

  36. Kage, H. et al. (2016). Intercropping with legumes improves the drought tolerance and yield of barley under field conditions. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(2): 125-135.

  37. Seufert, V. et al. (2012). Intercropping for the management of pests and diseases in vegetable agroecosystems: a review. Agronomy for Sustainable Development, 32(2): 369-382.

  38. Siczek, A. et al. (2019). Intercropping of winter rye with legumes improves soil structure and fertility in organic farming system. Soil and Tillage Research, 186: 119-129.

  39. Kage, H. et al. (2016). Intercropping with legumes improves the drought tolerance and yield of barley under field conditions. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(2): 125-135.

  40. Nyéki, J. et al. (2020). Yield and yield stability of sorghum and sudangrass in mono- and intercropping under dryland conditions. Agronomy, 10(9): 1376.

  41. Fischer, J. et al. (2020). Maize-bean intercropping yields in Northen Germany are comparble to those of pure silage maize. European Journal of Agronomy, 112: 125947.