CLIAVENa podnebje osredotočeno kmetijsko poklicno izobraževanje

Modul 1 · Poglavje 5

Strategije za trajnostno kmetijstvo in sistemi pridelave, ki so odporni na podnebje

Jaroslav Bernas, Petr Konvalina, Jaroslav Neumann · 14 min

ENTRCSROSRSL

Intenzifikacija kmetijske proizvodnje, do katere je prišlo v prejšnjem stoletju v državah sedanje Evropske unije, je resno poslabšala današnja prizadevanja za trajnost kmetijskega sektorja. Primer intenzifikacije kmetijstva je lahko prekomeren vnos hranil v okolje. Kljub nekaterim omejitvam glede količine vnosa gnojil, ki so veljale pred nekaj leti, so posledice intenzivne uporabe gnojil prisotne še danes [1]. Vnos gnojil in hranil v okolje in zmanjševanje njihovega presežka v smislu izboljšanja stanja okolja je eden najbolj temeljnih problemov skupne kmetijske politike. 2]. Izkazalo se je, da zaščitni ukrepi povezni s prehodom na ekološko kmetovanje, kot so bolj raznolike setvene prakse, uporaba bioloških pesticidov, konzervirajoča obdelava tal ipd., povečajo vnos gnojil v rastline [3] ter zmanjšajo odtok površinskih voda, kar je bistvenega pomena za ohranjanje hranilnih snovi v tleh in zmanjšanje potrebe po uvoženih gnojilih [4]. Ekološko kmetovanje je alternativni sistem upravljanja kmetije, ki združuje različne ohranitvene ukrepe in gnojenje z gnojem, hkrati pa prepoveduje uporabo mineralnih gnojil. Kmetje opazijo večjo odpornost svojega poslovanja na zunanje gospodarske šoke, ki jih lahko povzročijo cene mineralnih gnojil ali njihovo pomanjkanje.

Na strategijo trajnostnega kmetijstva pomembno vpliva zakonodaja na regionalni in evropski ravni. Večina teh predpisov ima obliko zavezujočih direktiv, ki lahko močno vplivajo na sprejemanje in razvoj strategij trajnostnega kmetijstva. Poznavanje trenutne zakonodaje je pomembno za razumevanje razlik v pristopih k trajnostnemu kmetijstvu v Evropi v primerjavi z drugimi območji. Zelo pomembno je, da poskušamo ustvariti strategije trajnostnega razvoja, saj sta temperatura in razpoložljivost vode ključna dejavnika pri določanju rasti in donosa rastlin. Dejavniki se bodo s podnebnimi spremembami tudi spreminjali, vendar njihove napovedane spremembe niso optimistične. Podnebne spremembe, ki se jih človeštvo danes boji, lahko povzročijo spremembe v dinamiki invazivnosti škodljivcev, patogenov in plevelov.

Nestabilnost, ki jo povzročata podnebje in vreme, bo nedvomno vplivala na raven oskrbe s hrano in dostop do nje, spremenila socialno in ekonomsko stabilnost ter regionalno konkurenčnost. V zvezi s tem se prilagajanje obravnava kot ključni dejavnik, ki bo oblikoval prihodnjo resnost vplivov podnebnih sprememb na proizvodnjo hrane. Podnebne spremembe bodo vplivale na proizvodnjo hrane po vsem svetu zaradi povečanega pritiska plevela [5], škodljivcev in patogenov [6]. Najbolj sporna, zaradi podnebnih sprememb, je pogostost ekstremnih dogodkov, kot so poplave, suše, spremembe padavin, temperaturne razlike in s tem povezane spremembe prehranjevalnih sistemov v svetovnem merilu povzročiteljev [7]. Manifestacijo omenjenega pričakujemo šele v drugi polovici 21. stoletja, kar pa ne spremeni pomena zaščitnih ukrepov že danes in prehoda v smer trajnostnih kmetijskih strategij in sistemov pridelave poljščin, ki so odporni na podnebne spremembe.

Monokulture - nezaželena pridelava v sodobnem kmetijstvu

Velik problem današnjega kmetijstva predstavljajo monokulture, katerih delež se v svetovnem merilu še povečuje. Približno 80 % od 1,5 milijarde hektarjev se uporablja za monokulture več žit in več vrst živali. Samo pšenica, koruza, riž in krompir predstavljajo približno 60 % svetovne rastlinske hrane, samo 14 živalskih vrst pa zagotavlja 90 % vseh živalskih beljakovin [8]. Raznolikost poljščin na enoto obdelovalne zemlje se še danes zmanjšuje.

Dober primer, da monokulture niso primerna rešitev za današnje sodobno kmetijstvo, je na primer epidemija koruznega ožiga (Helminthosporium maydis) v ZDA leta 1970. Epidemija koruznega ožiga v ZDA je povzročila izgubo pridelka, ki je ocenjena na 15-odstotno zmanjšanje pridelka koruze ali izgubo ene milijarde dolarjev [9]. Epidemija v ZDA ni edini primer, ki dokazuje zmanjšanje raznolikosti kulturnih rastlin in kako to zmanjšanje ogroža svetovno proizvodnjo hrane [10]. Irska krompirjeva lakota med letoma 1845 in 1852 je bila posledica obsežnega sajenja genetsko enotnega klona (ene same sorte, imenovane Lumpers) in izbruha krompirjeve plesni (Phytophthora infestans), ki je povzročil 80-odstotno zmanjšanje pridelka. Zaradi tega je na milijone Ircev umrlo od lakote, dva milijona pa se je izselilo. Veliko bengalsko lakoto v Indiji leta 1943 je povzročila uničujoča bolezen (Cochliobolus miyabeanus), ki je skoraj uničila pridelavo riža. Pred več kot stoletjem je v Franciji vinsko trto popolnoma iztrebila Phylloxera vertifoliae, dokler ni bila uvedena odporna sorta iz ZDA [11].

Tradicionalno kmetijstvo kot pot do diverzifikacije in trajnostnih standardov

V mnogih državah v razvoju še vedno obstaja tradicionalno kmetijstvo, pri katerem se uporablja prakse, metode in tehnike, ki se prenašajo iz roda v rod, ter pogosto vključuje veliko ročnega dela in uporabo preprostejših orodij, ki pomagajo izboljšati biotsko raznovrstnost in podpirajo odpornost kmetijskih ekosistemov [12] . Kmetje, ki živijo v Afriki, Aziji in Latinski Ameriki, so na primer v nenehnem spopadanju z ekstremnimi vremenskimi pojavi in podnebnimi spremembami razvili in podedovali zapletene kmetijske sisteme, ki se upravljajo na sofisticiran način. Ti sistemi so omogočili malim kmečkim družinam, da zadovoljijo svoje potrebe po preživetju sredi spremenljivosti okolja, ne da bi bili odvisni od sodobnih kmetijskih tehnologij [13].

V današnjem času se kljub splošni modernizaciji kmetijstva vse bolj pojavlja trend ekološkega kmetovanja, diverzifikacije kmetijske proizvodnje, poudarjanja biodiverzitete in minimiziranja vnosov v sistem, kar daje tem ekosistemom odpornost na podnebne in ekonomske spremembe [14]. Med strategijami, ki bodo omogočile ohranitev kmetijske proizvodnje v prihodnjih letih, povečanje njene odpornosti na podnebne spremembe, patogene in škodljivce, so zaščita in obnova ekosistemov, trajnostna raba tal in vodnih virov, agrogozdarstvo, diverzifikacija kmetovanja, prilagoditve pridelovalnih praks in vključitev poljščin, ki soodporne na stres [15].

Biotska raznovrstnost v agroekosistemu

Stopnja obstoječe biotske raznovrstnosti lahko pomeni razliko med sistemom, ki je pod stresom, ter sistemom, ki ima toleranco na stres. Da lahko kmetijski ekosistem deluje in zagotavlja podnebne storitve, je potrebno, da je število organizmov v določenem kmetijskem ekosistemu raznoliko [16]. Če agroekosistem nima visoke biotske raznovrstnosti, se njegova sposobnost odzivanja na zunanje spremembe zmanjša [17]. V agroekosistemu lahko ločimo dve vrsti biotske raznovrstnosti, in sicer funkcionalno raznovrstnost, ki se nanaša na raznovrstnost organizmov in ekosistemskih storitev, ki zagotavljajo njegovo delovanje [18]. Drugi je diverziteta, ki ustvarja raznolikost odzivov na podnebne spremembe med vrstami, te vrste pa imajo v agroekosistemu enako funkcijo in s tem zagotavljajo njegovo funkcijo. Če agroekosistem vsebuje obe vrsti teh raznovrstnosti, se lahko domneva, da bo odporen na zunanje vplive [19]. Biotska raznovrstnost poleg proizvodnje hrane zagotavlja veliko število ekosistemskih storitev, vključno z recikliranjem hranil, uravnavanjem mikroklime in hidroloških procesov, zatiranjem nezaželenih organizmov ali fitoremediacijo. Ker so obnovitveni procesi in storitve ekosistemov, ki jih posreduje biotska raznovrstnost, večinoma biološki, je njihova obstojnost odvisna od ohranjanja biološke celovitosti in raznovrstnosti v agroekosistemih.

Izzivi in strategije za trajnostno kmetijstvo

Širitev in intenzifikacija kmetijstva močno vplivata tudi na naše ozračje. Te atmosferske spremembe ali podnebne spremembe bodo vplivale na globalno prehransko varnost [20]. Pred začetkom 19. stoletja je bila koncentracija CO2 okoli 250 ppm ali manj. V letu 2013 se je koncentracija kontinuirano povečevala na raven cca. 400 ppm (slika 2d). Ker emisije CO2 največ prispevajo k učinku tople grede, se je povprečna svetovna temperatura od leta 1850 povečala za več kot 1 °C (slika 2e). Če poslabšanja podnebja ne bomo nadzorovali, lahko postane nepopravljivo in se bo to stanje še poslabšalo, predvsem zaradi vse pogostejših gozdnih požarov, ki bodo posledica tudi vedno višjih temperatur. Zaradi vedno višje temperature se bodo ledeniki na Arktiki hitreje topili, kar bo posledično povzročilo povečanje emisij CO2 in nadaljnje povišanje temperature. Čeprav taljenje ledenikov neposredno ne prispeva k povečanju izpustov CO2, pa lahko posredno prispeva k povečanju izpustov. Ko se ledeniki stopijo, sprostijo velike količine sladke vode v okoliške oceane. Ta dotok sladke vode lahko moti vzorce kroženja oceanov, kar lahko posledično spremeni porazdelitev hranil in ogljika v oceanu. Motnje v oceanskem kroženju lahko vodijo do zmanjšanja količine ogljikovega dioksida, ki ga ocean lahko absorbira iz ozračja. To lahko povzroči povečanje koncentracije CO2 v ozračju, kar prispeva k podnebnim spremembam.

Segrevanje bo povzročilo slabo porazdelitev padavin, poslabšanje poplav in suš, na nekaterih območjih bo imelo škodljive učinke na rast pridelkov, kot so zmanjšana kaljivost in razmnoževanje semen, povečana pojavnost bolezni in škodljivcev [20], [21], [ 22].

Zahteve za trajnostno kmetijstvo

Agroekologija kot koncept ima trenutno največji potencial za zagotavljanje dostopa do pravic za realizacijo pridelave ustrezne hrane, kar se razume kot so razpoložljivost, dostopnost, ustreznost in trajnost hrane. Kmetijstvo ne sme ogroziti zmožnosti zadovoljevanja prihodnjih potreb na račun biotske raznovrstnosti in naravnih virov. Kmetijstvo je treba razvijati tako, da se povečajo prihodki malih kmetov in potrošnikov iz revnejših okolij, saj lakoto povzroča predvsem revščina in ne pomanjkanje hrane. V prihodnosti se bo lahko le sistem z visoko stopnjo raznolikosti, produktivnosti in učinkovitosti soočil z vsemi porajajočimi se problemi, ki so povezani s podnebjem [24]. Zaradi vse dražjih vložkov (npr. v obliki goriva ali agrokemikalij), nenehnega omejevanja zalog dušika in hitro spreminjajočega se podnebja bo tak sistem vse težje ustvariti. Ta velik izziv, ki postaja vse bolj resničen, bo verjetno treba rešiti s pomočjo novih tehnologij, ki bodo okolju prijazne in bodo upoštevale tudi vedno manjše površine obdelovalnih površin. Ena od možnosti za nadaljevanje v prihodnosti je povečanje učinkovitosti proizvodnje v skladu s sliko 2.

Slika 2: Agroekosistemi prihodnosti [24].

Eden največjih izzivov 21. stoletja je preoblikovanje kmetijske proizvodnje, tako da ne proizvede le obilne količine hrane, temveč tudi pomembno prispeva k globalni zaščiti in biotski raznovrstnosti [25].

Standardi trajnostnega razvoja

Na primer, koncepti, ki so jih sprejeli Unilever, Global Bioenergy Partnership in Rainforest Alliance, so pionirski v smislu trajnosti. Unilever sprejel vrsto ukrepov, ki so povezani z načeli kmetijske trajnosti in od svojih dobaviteljev zahteva, da upoštevajo ta načela [26].

Global Bioenergy Partnership si prizadevajo ustvariti skupno celoto, vključno z ekonomskimi, podnebnimi in socialnimi metrikami, saj bo zaradi podatkov iz teh sektorjev mogoče ugotoviti, ali se določen kmetijski sistem res upravlja na trajnosten način [27]. Glavna zahteva te pobude je najti načine v podjetju za implementacijo trajnostnega načrta in hkrati kako ovrednotiti cilje in metode, ki se uporabljajo v podjetju, ki delujejo preko podnebne in ekonomske sfere.

Uporaba standardov in njihovo naknadno preverjanje, ko preverjanja ni treba izvajati s strani države, temveč neposredno naročnika v obliki presoj, lahko podpira trajnost kmetijstva in odpornost danega agroekosistema [ 25].

Rainforest Alliance [28] je razvil vrsto standardov, ki zajemajo podnebno, socialno, delovno in agronomsko upravljanje kmetij. Certifikat Rainforest Alliance temelji na treh stebrih trajnosti: varstvo okolja, socialna pravičnost in gospodarska sposobnost preživetja. Pričakovani trendi na kmetijah v tropskih območjih, ki spoštujejo standarde, vključujejo manjšo erozijo tal, manjše onesnaževanje in nastajanje odpadkov, boljši habitat za divje živali, manjša tveganja za zdravje ljudi in boljše pogoje za delavce.

Zeleno kmetijstvo kot ključ do trajnosti

Obstaja veliko načinov za doseganje novih modelov biotsko raznovrstnega, odpornega, produktivnega in z viri gospodarnega kmetijstva, kot so:

  1. Uporaba ohranitvenih praks, ki vključujejo minimalno ali nič obdelave tal.

  2. Trajnostna intenzifikacija (povečanje donosnosti in učinkovitosti proizvodnje).

  3. Prehod na ekološko kmetovanje.

  4. Uporaba agroekoloških sistemov (Tabela 1).

To so le nekateri izmed možnih načinov boja proti podnebnim spremembam v kmetijstvu. Vsak kmet, ki pri svojem poslu uporabi katerega od naštetih načinov, prispeva k boljši prihodnosti za vse ljudi v vseh državah.

Te kmetijske prakse so si načeloma podobne, vendar se metodološko zelo razlikujejo, kot so visoki in nizki vložki zemljišč, tržno in netržno usmerjeno kmetijstvo, velike monokulturne površine in biotsko raznolike majhne kmetije.

Tabela 1 opisuje številne lastnosti, ki bi jih moral vsebovati kmetijski sistem, da bi veljal za dolgoročno trajnostnega. Vendar obstaja veliko načinov za ocenjevanje kmetijskih sistemov v smislu trajnosti. Osnova mora biti dogovor o atributih za oceno trajnosti in njihova uporaba v vseh sistemih, ki se zavzemajo za trajnost.

Tabela : Osnovni atributi sonaravnega kmetijstva [25].

  1. Uporaba lokalnih sort poljščin in pasem živine za povečanje genske raznovrstnosti in izboljšanje prilagajanja spreminjajočim se biotskim in okoljskim razmeram

  1. Izogibanje se nepotrebni uporabi agrokemikalij in drugih tehnologij, ki škodljivo vplivajo na okolje in zdravje ljudi (npr. težki stroji)

  1. Učinkovita raba virov (hranil, vode, energije itd.), manjša raba neobnovljive energije in manjša odvisnost kmetov od zunanjih vložkov

  1. Uporaba agroekoloških načel in procesov, kot so kroženje hranil, biološka fiksacija dušika, alelopatija, biološki nadzor itd.

  1. Produktivna uporaba človeškega kapitala v obliki tradicionalnih in sodobnih znanstvenih znanj in veščin za inovacije ter uporaba socialnega kapitala s priznavanjem kulturne identitete, participativnih metod in mrež kmetov za krepitev solidarnosti ter izmenjavo inovacij in tehnologije za reševanje težave

  1. Zmanjšanje ekološkega odtisa proizvodnih, distribucijskih in potrošniških procesov, s čimer se zmanjšajo emisije toplogrednih plinov ter onesnaževanje tal in vode.

  1. Spodbujanje praks, ki povečujejo razpoložljivost čiste vode, sekvestracijo ogljika, ohranjanje biotske raznovrstnosti, ohranjanje tal in vode itd.

  1. Krepitev sposobnosti prilagajanja in odpornosti kmetijskega sistema z ohranjanjem raznolikosti kmetijskega ekosistema

  1. Prepoznavanje in dinamično ohranjanje sistemov kmetijske dediščine, ki omogočajo socialno kohezijo in občutek ponosa ter spodbujajo občutek pripadnosti in zmanjšujejo migracije

Trajnostna strategija

Trajnostna strategija bi lahko bila teoretično dosegljiva ali bi se ji precej približala. Ob tem bilo potrebno ohraniti možnost nakupa hrane za vsakega prebivalca sveta. Če bi kupci od svojih dobaviteljev (kmetov) zahtevali, da se držijo določenih principov in pravil ob ohranjanju cen, bi lahko trajnost v kmetijstvu dosegli hitreje. Idealno bi bilo, če bi del standardov določila vlada posamezne države ali državno združenje, ki bi zagotovilo poenotenje vseh vključenih kmetov, kot je to v primeru ekološkega kmetovanja. Seveda je zelo pomembno izobraževati prebivalstvo o problematiki današnjega kmetijstva. Prebivalci, ki bodo seznanjeni s to tematiko, bodo strategije lažje sprejeli. Tako kot so iskani veganski izdelki, bi lahko bili enako ali bolj iskani izdelki iz trajnostne pridelave.

Literatura

  1. European Environment Agency. (2018). Agricultural Land: Nitrogen Balance. Available online: https://www.eea.europa.eu/airs/2018/natural-capital/agricultural-land-nitrogen-balance#tab-based-on-indicators (accessed on 26 March 2020).

  2. European Commission. (2020). The Common Agricultural Policy at a Glance. Available online: https://ec.europa.eu/info/food-farming-fisheries/key-policies/common-agricultural-policy/cap-glance_en (accessed on 26 March 2020).

  3. Alam, M. K., Bell, R. W., Salahin, N., Pathan, S., Mondol, A. T. M. A. I., Alam, M. J., ... & Shil, N. C. (2018). Banding of fertilizer improves phosphorus acquisition and yield of zero tillage maize by concentrating phosphorus in surface soil. Sustainability, 10(9), 3234.

  4. Edmeades, D. C. (2003). The long-term effects of manures and fertilisers on soil productivity and quality: a review. Nutrient cycling in Agroecosystems, 66(2), 165-180.

  5. IPCC. (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability. IPCC Special Report, WGII.

  6. Lobell, D. B., Schlenker, W., & Costa-Roberts, J. (2011). Climate trends and global crop production since 1980. Science, 333(6042), 616-620. https://doi.org/10.1126/science.1204531

  7. Adams, R. M., Hurd, B. H., Lenhart, S., & Leary, N. (1998). Effects of global climate change on agriculture: An interpretative review. Climatic Research, 11(1), 19-30.

  8. Vigouroux, Y., Barnaud, A., Scarcelli, N., & Thuillet, A. C. (2011). Biodiversity, evolution and adaptation of cultivated crops. Comptes Rendus Biologies, 334(5-6), 450-457.

  9. Heinemann, J. A., Massaro, M., Coray, D. S., Agapito-Tenfen, S. Z., & Wen, J. D. (2014). Sustainability and innovation in staple crop production in the US Midwest. International Journal of Agricultural Sustainability, 12(1), 71-88. https://doi.org/10.1080/14735903.2013.806408

  10. Altieri, M. A. (1999). The ecological role of biodiversity in agroecosystems. In Invertebrate Biodiversity as Bioindicators of Sustainable Landscapes

  11. Thrupp, L. A. (1998). Cultivating diversity: agrobiodiversity and food security. World Resources Institute.

  12. Koohafkan, P., & Altieri, M. A. (2010). Globally Important Agricultural Heritage Systems: a legacy for the future UN-FAO.

  13. Denevan, W. M. (1995). Prehistoric agricultural methods as models for sustainability. In R. M. C. Netting (Ed.), Smallholders, householders: Farm families and the ecology of intensive, sustainable agriculture (pp. 21-43). Stanford University Press.

  14. Netting, R. M. C. (1993). Smallholders, householders: Farm families and the ecology of intensive, sustainable agriculture. Stanford University Press.

  15. Mijatović, D., Van Oudenhoven, F., Eyzaguirre, P., & Hodgkin, T. (2013). The role of agricultural biodiversity in strengthening resilience to climate change: towards an analytical framework. International Journal of Agricultural Sustainability, 11(2), 95-107.

  16. Altieri, M., & Nicholls, C. (2004). Biodiversity and pest management in agroecosystems. CRC Press.

  17. Folke, C. (2006). Resilience: The emergence of a perspective for social-ecological systems analyses. Global Environmental Change, 16(3), 253-267.

  18. Loreau, M., Naeem, S., Inchausti, P., Bengtsson, J., Grime, J. P., Hector, A., ... & Wardle, D. A. (2001). Biodiversity and ecosystem functioning: current knowledge and future challenges. Science, 294(5543), 804-808.

  19. Cabell, J. F., & Oelofse, M. (2012). An indicator framework for assessing agroecosystem resilience. Ecology and Society, 17(1), 18.

  20. Wheeler, T., & Von Braun, J. (2013). Climate change impacts on global food security. Science, 341(6145), 508-513.

  21. Lobell, D. B., & Gourdji, S. M. (2012). The influence of climate change on global crop productivity. Plant Physiology, 160(4), 1686-1697.

  22. Taiz, L. (2013). Agriculture, plant physiology, and human population growth: past, present, and future. Theoretical and Experimental Plant Physiology, 25, 167-181.

  23. Tian, Z., Wang, J. W., Li, J., & Han, B. (2021). Designing future crops: challenges and strategies for sustainable agriculture. The Plant Journal, 105(5), 1165-1178.

  24. Funes-Monzote, F. R. (2009). Agricultura con futuro. La alternativa agroecológica para Cuba. Est. Exp. Pastos y Forrajes Indio Hatuey. Matanzas. 156p.

  25. Koohafkan, P., Altieri, M. A., & Gimenez, E. H. (2012). Green agriculture: foundations for biodiverse, resilient and productive agricultural systems. International Journal of Agricultural Sustainability, 10(1), 61-75.

  26. Pretty, J., Smith, G., Goulding, K. W. T., Groves, S. J., Henderson, I., Hine, R. E., ... & Walter, C. (2008). Multi-year assessment

  27. Global Bioenergy Partnership. (2010). Bioenergy and food security. Retrieved from www.globalbioenergy.org/bioenergyinfo/bioenergy-and-food-security/en/

  28. Rainforest Alliance. (2007). Our work in sustainable agriculture. Retrieved from www.rainforest-alliance.org/work/agriculture