Стратегије за одрживу пољопривреду и системе гајења усева отпорниx на климу

Интензивирање пољопривредне производње, које се одиграло у прошлом веку у земљама садашње Европске уније, озбиљно је погоршало данашње напоре за одрживост у сектору пољопривреде. Један пример интензивирања пољопривреде може бити прекомерно уношење хранљивих материја у животну средину. Упркос неким ограничењима везаним за обим примене ђубрива која су се десила пре неколико година, последице интензивне употребе ђубрива трају до данас [ 1 ]. Са становишта ђубрива и хранљивих материја садржаних у њима и са становишта њиховог уноса у животну средину, смањење њиховог вишка у смислу побољшања стања животне средине један је од најосновнијих проблема заједничке пољопривредне политике [ 2 ]. Испоставило се да заштитне мере везане за прелазак на органску пољопривреду, као што су разноврсније сетвене праксе, употреба биолошких пестицида, конзервациона обрада земљишта, итд., повећавају унос ђубрива у биљке [3] и смањују отицање површинских вода . , што је неопходно за одржавање хранљивих материја у земљишту и смањење потребе за увозним ђубривима [ 4 ]. Због чињенице да је органска пољопривреда алтернативни систем управљања газдинством који комбинује различите мере очувања и ђубрења стајњаком, уз забрану примене минералних ђубрива, пољопривредници могу уочити повећање отпорности свог пословања на екстерне економске шокове које цене минералних ђубрива могу узрокују или потпуно избегавају њихов недостатак.

На стратегију одрживе пољопривреде значајно утиче законодавство на регионалном и европском нивоу. Већина ових прописа има облик обавезујућих директива које могу имати снажан утицај на усвајање и развој стратегија одрживе пољопривреде. Познавање постојећег законодавства је важно за разумевање разлика у приступима одрживој пољопривреди у Европи у поређењу са другим областима. Веома је важно покушати креирати стратегије одрживог развоја јер су температура и доступност воде кључни фактори у одређивању раста и приноса биљака. То су фактори који ће се такође мењати са променом климе, а њихове предвиђене промене нису оптимистичне. Климатске промене којих се човечанство данас плаши могу изазвати промене у динамици инвазивности штеточина, патогена и корова, и то само на горе.

Нестабилност изазвана климом и временским приликама несумњиво ће утицати на ниво снабдевања храном и приступ њој , променити социјалну и економску стабилност и регионалну конкурентност. У том смислу, прилагођавање се сматра кључним фактором који ће обликовати будућу озбиљност утицаја климатских промена на производњу хране. Климатске промене ће утицати на производњу хране широм света због повећаног притиска корова [5 ], штеточина и патогена [ 6 ]. Најспорније, због климатских промена, су учесталост екстремних догађаја као што су поплаве, суше, промене у падавинама, температурне разлике и повезане промене у системима исхране на глобалном нивоу патогена [7] . Испољавање наведеног очекује се тек у другој половини 21. века, што не мења значај предузимања заштитних мера данас и кретања, на пример, ка одрживим стратегијама пољопривреде и системима гајења усева отпорним на климатске промене.

Монокултуре – старомодно гајење у савременој пољопривреди

Велики проблем у данашњој пољопривреди су монокултуре, где њихов удео и даље расте широм света. Око 80% од 1,5 милијарди хектара користи се за монокултуре неколико житарица и неколико врста животиња. Само пшеница, кукуруз, пиринач и кромпир чине отприлике 60% светских извора биљне хране, а само 14 животињских врста обезбеђује 90% свих животињских протеина [ 8 ]. Разноврсност усева по јединици обрадиве површине и данас се смањује.

Добар пример да монокултуре нису погодно решење за данашњу модерну пољопривреду је, на пример, епидемија кукурузне пламењаче (Helminthosporium maydis) у САД 1970. Епидемија пламењаче на листовима кукуруза у САД резултирала је губитком усева процењеном на смањење приноса кукуруза од 15% или губитком од милијарду долара [9] . Епидемија у САД није једини пример који показује смањење разноврсности гајених биљака и како ово смањење угрожава светску производњу хране [ 10 ]. Ирска глад од кромпира, између 1845. и 1852. године, била је резултат екстензивне садње генетски униформног клона (једна сорта названа Лумперс ) и избијања пламењаче кромпира (Phytophthora infestans) што је изазвало смањење приноса за 80%. Као резултат тога, милиони Ираца су умрли од глади, а још два милиона је емигрирало. Велику бенгалску глад у Индији 1943. године изазвала је разорна болест (Cochliobolus miyabeanus) који је скоро уништио производњу пиринча. Пре више од једног века у Француској, филоксера је потпуно искоренила винову лозу вертифолиае док није уведена резистентна сорта из САД [ 11 ].

Традиционална пољопривреда као пут ка диверзификацији и стандардима одрживости

У многим земљама у развоју и даље постоји традиционална пољопривреда, односно пољопривреда која користи праксе, методе и технике које се преносе са генерације на генерацију и често укључује велику количину ручног рада и употребу једноставнијих алата који помажу у побољшању биодиверзитета и подржавају отпорност агроекосистема [12 ] . На пример, у сталном суочавању са екстремним временским појавама и климатским варијабилностима, фармери који живе у Африци, Азији и Латинској Америци развили су и/или наследили сложене пољопривредне системе којима се управља на софистициран начин. Ови системи су омогућили малим пољопривредним породицама да задовоље своје егзистенцијалне потребе усред варијабилности животне средине без зависности од савремених пољопривредних технологија [13 ].

У данашње време, упркос општој модернизацији пољопривреде, све више се јавља тренд органске пољопривреде, диверзификације пољопривредне производње, истицања биодиверзитета и минимизирања инпута у систем, што овим екосистемима даје отпорност на еколошке и економске промене [14] . Међу стратегијама које ће омогућити очување пољопривредне производње у наредним годинама, повећање њене отпорности на климатске промене, патогене и штеточине су заштита и обнова екосистема, одрживо коришћење земљишта и водних ресурса, агрошумарство, диверзификација пољопривреду, прилагођавање пракси гајења и укључивање усева отпорних на стрес [ 15 ].

Биодиверзитет у агроекосистему

Ниво постојећег биодиверзитета може значити разлику између система који је под стресом или је донекле отпоран на стрес. Да би агроекосистем функционисао и пружао еколошке услуге, неопходно је да број организама у датом агроекосистему буде разнолик [16 ]. Ако агроекосистем нема висок биодиверзитет, смањује се његова способност да реагује на спољашње промене [17 ]. У агроекосистему се могу разликовати две врсте биодиверзитета, а то је функционални диверзитет, који се односи на разноврсност организама и екосистемских услуга које они пружају, а које обезбеђују његово функционисање [18 ] . Други је диверзитет, који ствара разноликост у одговорима на промене животне средине међу врстама, а ове врсте имају исту функцију у агроекосистему и на тај начин обезбеђују његову функцију. Ако агроекосистем садржи оба типа ових диверзитета, може се претпоставити да ће бити отпоран на спољашње утицаје [19 ]. Биодиверзитет пружа велики број екосистемских услуга изван производње хране, укључујући рециклажу хранљивих материја, регулисање микроклиме и хидролошких процеса, сузбијање непожељних организама или фиторемедијацију. Пошто су процеси обнове посредовани биодиверзитетом и услуге екосистема углавном биолошки, њихова постојаност зависи од одржавања биолошког интегритета и диверзитета у агроекосистемима.

Изазови и стратегије за одрживу пољопривреду

Експанзија и интензивирање пољопривреде дубоко утичу и на нашу атмосферу. Ове атмосферске промене, или климатске промене ће утицати на глобалну безбедност хране [20 ]. Пре почетка 19. века, концентрација CO₂ је била око 250 ппм или ниже. У 2013. години концентрација је континуирано расла на ниво од цца. 400 ппм (слика 2д). Пошто емисије CO₂ главни доприносе ефекту стаклене баште, просечна глобална температура порасла је за више од 1° C од 1850. године (слика 2е). Ако се погоршање климе не контролише, оно може постати неповратно и ова ситуација ће се и даље погоршавати, посебно због све веће учесталости шумских пожара, који ће такође бити последица све веће температуре. Као резултат све веће температуре, глечери на Арктику ће се брже топити, што ће последично довести до повећања емисије CO₂ и даљег повећања температуре. Иако отапање глечера не доприноси директно повећању емисије CO₂ , оно може индиректно допринети повећању емисије. Када се глечери топе, испуштају велике количине свеже воде у околне океане. Овај прилив свеже воде може пореметити обрасце циркулације океана, што заузврат може променити дистрибуцију хранљивих материја и угљеника у океану. Поремећај циркулације океана може довести до смањења количине угљен-диоксида који је океан у стању да апсорбује из атмосфере. Ово заузврат може довести до повећања концентрације CO₂ у атмосфери, што доприноси климатским променама.

Ово загревање ће изазвати лошу дистрибуцију падавина, погоршање поплава и суша, ау неким областима ће имати штетне ефекте на раст усева, као што су смањена клијавост и размножавање семена, повећана учесталост болести и штеточина [20], [ 21 ] , [ 22 ].

(а) Потрошња азотних, фосфатних и калијумових ђубрива

(б) Потрошња воде

(ц) Потрошња пестицида

(д) Промене у концентрацији ЦО2

(е) Глобалне просечне температуре

Захтеви за одрживу пољопривреду

Агроекологија као појам тренутно има највећи потенцијал да обезбеди приступ остваривању права на адекватну храну, као што су доступност, приступачност, адекватност и одрживост хране. Пољопривреда такође не сме да угрози способност задовољавања будућих потреба на рачун биодиверзитета и природних ресурса. Пољопривреда се мора развијати на начин да се повећају приходи малих пољопривредника и потрошача из сиромашнијих средина, јер је глад углавном узрокована сиромаштвом, а не недостатком хране. У будућности, једини систем који ће моћи да се суочи са свим данашњим почетним проблемима, посебно повезаним са климом, биће систем који ће бити фокусиран на висок ниво разноврсности, продуктивности и ефикасности [24 ] . Због све скупљих инпута (нпр. у облику горива или агрохемикалија), сталног ограничења залиха азота и климе која се брзо мења, такав систем ће бити све теже креирати. Овај велики изазов, који постаје све реалнији, вероватно ће морати да се реши уз помоћ нових технологија које ће бити пријатељске према животној средини и такође ће узети у обзир све мање површине обрадивог земљишта. Једна од опција да се настави у будућности је повећање ефикасности производње према слици 2.

Трансформација пољопривредне производње тако да она не само да производи обилне количине хране, већ и постаје главни допринос глобалној заштити и биодиверзитету један је од највећих изазова 21. века [25 ] .

Стандарди одрживог развоја

На пример, концепти које су усвојили by Unilever, BLobal Bioenergy Partnership и Rainforest Alliance су пионирски у погледу одрживости, где је Unilever усвојио низ мера у вези са принципима одрживости пољопривреде и захтева од својих добављача да се придржавају ових принципа [ 26 ].

Друге иницијативе које имају за циљ да створе заједничку целину, укључујући економске, еколошке и социјалне метрике, јер ће захваљујући подацима из ових сектора моћи да се сазна да ли се датим пољопривредним системом заиста управља на одржив начин, су Глобално партнерство за биоенергетску енергију. [27 ]. Основни захтев ове иницијативе је да се у компанији пронађу начини за имплементацију плана одрживости и да се у исто време процене циљеви и методе које се користе у компанији у области животне средине и економије.

Употреба стандарда и њихове накнадне провере, када провере не мора да спроводи држава, већ директно купац у виду ревизија, може да подржи одрживост пољопривреде и отпорност датог агроекосистема [25 ].

На пример, Rainforest Alliance [ 28 ] је развио низ стандарда који покривају еколошко, социјално, радно и агрономско управљање фармама. Сертификација Rainforest Alliance -а је изграђена на три стуба одрживости: заштита животне средине, социјална правда и економска одрживост. Трендови који се очекују на фармама у тропским областима које се придржавају стандарда укључују мање ерозије тла, смањено загађење и стварање отпада, боље станиште за дивље животиње, смањење ризика по људско здравље и побољшане услове за раднике.

Зелена пољопривреда као кључ одрживости

Постоји много начина да се постигну нови модели биодиверзитета, отпорне, продуктивне и ресурсно ефикасне пољопривреде, као што су:

1. Употреба праксе очувања која укључује минималну или никакву обраду земљишта

2. Одрживо интензивирање (повећање профитабилности и ефикасности производње

3. Прелазак на органску пољопривреду

4. Коришћење агроеколошких система, тј. табела 1

Ово су само неки од могућих начина борбе против климатских промена у пољопривреди, а сваки пољопривредник који у свом пословању примени било коју од наведених метода доприноси бољој будућности свих људи у свим земљама.

Ове пољопривредне праксе су сличне у принципу, али веома различите методолошки, као што су велики у односу на ниски инпути земљишта, тржишно вођена пољопривреда наспрам нетржишно вођена, велика монокултурна подручја наспрам малих фарми са биодиверзитетом.

Табела 1 описује низ атрибута које пољопривредни систем треба да садржи да би се сматрао одрживим на дуги рок. Међутим, постоји много начина за процену пољопривредних система у смислу одрживости. Основа мора бити договор око атрибута за процену одрживости и њихова примена у свим системима који се залажу за одрживост.

Табела 1. Основни атрибути одрживе пољопривреде [ 25 ].

Стратегија одрживости

Стратегија одрживости би теоретски могла бити лако остварива или јој се може приближити. Истовремено, очување могућности да сваки становник света купује храну не би било нимало тешко. Када би купци, посебно највећи, захтевали од својих добављача, у овом случају пољопривредника, да се придржавају одређених принципа, правила и принципа уз задржавање цена, одрживост у пољопривреди би било могуће постићи брже него што је то случај данас. Ипак, идеално би било када би део стандарда поставила влада дате државе, или државна групација, која би обезбедила уједињење свих укључених пољопривредника, баш као што је случај са органском пољопривредом. Наравно, веома је важно едуковати становништво о питањима данашње пољопривреде, јер оног тренутка када становништво буде веома добро упознато са овом проблематиком, то ће изазвати интересовање за регулисану производњу и производе из система одрживе пољопривреде. Баш као што су вегански производи, ови производи из одрживе производње могли би бити подједнако или више тражени.

Референце

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