CLIAVEПољопривредно стручно образовање усмерено на климу

Модул 5 · Поглавље 2

Индиректан утицај климатских промена на сточарство:

Dušica Ostojić Andrić, Ljiljana Samolovac, Dragan Nikšić · 12 мин

ENTRCSROSRSL

Квалитет хранива, вода, сезонске варијације и екстремни климатски догађаји

Различити, предиктивни модели климатских промена предвиђају повећање температуре од 1,1 °C до 6,4 °C до краја овог века [1]. Упоредо са глобалним загревањем, промене у режиму падавина и све учесталији екстремни климатски догађаји представљају потенцијалну опасност за обезбеђење хране и воде у гајењу фармских животиња. Поред директних утицаја који су разматрани у претходном поглављу, такође је важно узети у обзир индиректне ефекте климатских промена на плодност и деградацију земљишта, доступност воде, принос, квалитет и доступност сточних хранива, као и ширење болести/патогена.

Квалитет сточне хране

Адекватна исхрана је кључна за здравље животиња, пожељне прирасте, производњу и репродукцију. Повећања атмосферског CO2 и температуре, као део климатских промена, мењају количину и квалитет сточне хране, при чему интензитет ових промена зависи од система сточарства, локације и врсте [2]. Поред наведеног, значајни фактори од утицаја су и обрасци падавина, екстремни климатски догађаји, варијације у производњи и водоснабдевање.

О директном утицају климатских промена на исхрану стоке (унос хране и дигестивни процеси) већ је било речи. Индиректно, климатске промене могу утицати на исхрану стоке путем промене физичких и хемијских карактеристика биљака које улазе у састав сточне хране. На тај начин климатске промене утичу и на квалитет хранива за стоку (житарица и кабастих хранива). Физичке и хемијске промене у биљкама као одговор на топлотни стрес зависе од нивоа загревања и интензитета суше. Нутритивне вредности које се разматрају у дискусијама о квалитету крме обично укључују неутрална детерџентна влакна; кисела детерџентна влакна, сирови протеин, азот, угљене хидрате растворљиве у води и минерале као што су калцијум , фосфор, магнезијум и калијум [3].

Повишене температуре и сушни услови, узрокују варијације у концентрацијама угљених хидрата растворљивих у води и азота [4]. Екстремни климатски догађаји доводе до прераног старења ткива које може значајно умањити квалитет крме. Наиме, већ при умереном топлотном стресу долази до бржег сазревања биљака и бржег смањења садржаја воде у биљним ткивима. Лигнификација и повећање односа стабљике и листа негативно утичу на сварљивост и квалитет крме. Lee и сар. [5] упозоравају да повећање температуре смањује хранљиву вредност сточне хране што може резултовати већом производњом метана. Међутим, у одређеним околностима (веће вредности CO2), ефекат високих температура може бити и обрнут односно може доћи до повећања сварљивости, што указује на сложеност интеракције између климатских фактора [6-7]. На слици 1. приказан је просечан утицај повишеног CO2 на главне показатеље квалитета сточне хране у различитим групама биљака [7].

Избор литературе која истражује утицај климатских промена на производњу усева је врло велики, али посебан аспект представљају ефекти климатских промена који се одражавају искључиво на обезбеђење хране коју конзумира стока.

Слика 1. Просечан ефекат повећања CO2 на кључне показатеље квалитета сточне хране [7].

Крма се може дефинисати као „јестиви делове биљака који могу да обезбеде храну за животиње на испаши или који се могу пожњети за исхрану“ [8]. Крмне биљке се могу грубо поделити у две велике групе: траве и махунарке. На основу анатомије листа, биљке можемо груписати у категорије хладне сезоне (C3) и топле сезоне (C4) [9]. Утврђено је да CO2 утиче на раст усева. Приноси C3 усева (соја и пшеница) повећавају се под повећаним концентрацијама CO2, док приноси C4 усева (кукуруз и сирак) не реагују директно на повишене CO2, али могу индиректно имати користи од суше. Други климатски фактори који утичу на количину сточне хране су падавине, температуре и екстремни догађаји као што је суша. Повећане количине падавина су корисне за кукуруз, сирак, пиринач и соју [10-11]. Што се тиче температуре, C4 врсте имају веће користи од пораста температуре, али такви ефекти зависе од локације, биљних врста и производног система [12]. Суша узрокује значајно смањење приноса, посебно у топлим регионима. Недавно истраживање у Европи показало је да је стрес изазван сушом главни покретач губитака кукуруза и озиме пшенице, посебно у годинама са ниским приносом [13]. Ови климатски фактори се често комбинују, а њихов утицај на раст вегетације није лако изоловати. На пример, више температуре на нижим географским ширинама могу бити повезане са стресом услед недостатка воде, док више температуре на вишим географским ширинама могу повећати погодност за усеве и продужити дужину вегетације.

Осим што више температуре и сушнији услови фаворизују C4 врсте, оне могу узроковати и повећану токсичност код неких биљака. Такође, повишена концентрација CO2 код неких биљака може смањити концентрацију протеина и минерала, а код неких изазвати већу токсичност. Опасност повишених вредности CO2 је и у фаворизовању C3 биљака и ширењу дрвећа на рачун трава. [14].

У погледу травњака и пашњака, повећање просечне температуре доноси значајне промене у њиховом саставу, обрасцима и дистрибуцији биома. Промене у обрасцима падавина и чешће суше могу довести до краћих периода раста пашњака. Нека истраживања су показала да промене температуре, нивоа CO2 и таложење азота смањују примарну производњу на пашњацима [15].

Поред тога, пашњачки системи су и због ограничених могућности прилагођавања посебно на удару климатских промена. Очекује се да ће више температуре и мање падавине смањити приносе на пашњацима и повећати деградацију земљишта поготово у аридним и полусушним системима испаше [16, 17].

Слика 2. Негативни утицаји климатских промена на сточарство [17]

Вода

Вода је оскудна широм света, а величина несташице воде зависи од понуде у односу на потражњу. Пољопривреда је са учешћем од 69%, највећи појединачни глобални корисник воде [17]. Сточарски сектор користи воду за потрошњу животиња, производњу сточне хране и прераду производа. Сточарство учествује са око 22% укупне евапотранспирације са глобалног пољопривредног земљишта и 41% укупне потрошње воде [18]. Са повећањем људске популације и растом потражње за сточарским производима, недостатак воде ће вероватно постати све важнији ограничавајући фактор за пољопривредну производњу.

Предвиђа се да ће климатске промене променити доступност воде и употребу воде у сточарству [19]. Повећање температуре ће вероватно повећати потрошњу воде по животињи и по земљишту, као и потрошњу воде за наводњавање [20].

Заслађивање воде узроковано порастом нивоа мора је још један проблем [21]. Конкуренција за воду између стоке, усева и непољопривредне употребе ће се повећати у наредним деценијама и захтева ефикасније производне системе за решавање проблема несташице воде [19].

Поред квантитета, присутна је забринутост и за квалитет сирове воде који према предикцијама такође може бити умањен [14]. То може бити изазвано порастом температуре и нивоа мора или већим оптерећењем седимента, хранљивих материја и загађивача услед обилних падавина. Лош квалитет воде може смањити конзумацију воде и хране код животиња и угрозити њихово здравље.

Сезонске варијације и екстремни климатски догађаји

Сезонски образац и доступност ресурса и усева могу се променити услед климатских промена, што има додатне ефекте на стоку. За очекивати је да ће животиње искусити више топлотног стреса како се учесталост и трајање топлотних таласа повећавају. Knee и сар. [22], установили су значајне сезонске варијације у количини гликогена у говеђим мишићима. Открили су да је бољи квалитет говеђег меса повезан са узгојем на пролећним пашњацима, богатим хранљивим материјама, у поређењу са узгојем на нутритивно лошијим, летњим пашњацима. Додатно, испаша и менаџмент могу се суочити са новим потешкоћама због промена у сезонским обрасцима снабдевања сточном храном. Производња сточне хране је угрожена растућом претњом екстремне суше, тако да су потребне мере прилагођавања за суочавање са таквим екстремним догађајима. Поред тога, промене у времену отапања снега мењају обрасце доступности воде током целе године, што такође утиче на снабдевање храном [23].

Најновија истраживања су показала да топлотни таласи и суше у континенталном климатском региону Панонске низије, која се простире на Мађарску, Србију, Бугарску и Румунију, имају посебно озбиљан утицај на природне травњаке. Стричевић и сар. [24]. обавили су предиктивну анализу климатских промена на пет локалитета у Србији, за два одабрана сценарија емисије гасова стаклене баште - RCP4.5 и RCP8.5. Добијени резултати су указали да ће вегетација природних травњака у наредном периоду бити изложена променама климатских услова, честим сушама и честим појавама екстремно високих температура (табела 1, слика 3).

Табела 1. Симулирани број сушних дана на одабраним локалитетима у Србији [24]

То може довести до угрожавања опстанка травних биљних врста, посебно врста северне умерене климе, које су главне компоненте и носиоци приноса засејаних травњака за производњу сточне хране на ливадама и ораницама Србије. Са друге стране, отпорност на сушу ће се развијати природним диверзитетом и ширењем врста отпорних на високе температуре и недостатак воде, као што су корови и врсте слабијег квалитета.

Овде је важно поменути ефекат који сезонске варијације и екстремни климатски догађаји могу имати на повећање морбидитета и морталитета стоке. Конкретно, дуготрајне суше изазивају недостатак воде и пашњака, што умањује имунитет стоке против заразних болести. Поред тога, потрага за ресурсима, усмерава кретање животиња на испаши на места са већом опасношћу од заразних болести, као што су резервати дивљих животиња.

Слика 3. Вероватноћа појаве (%) максималних дневних температура (> 30°C) у периоду дужем од 30 дана [24].

У овом случају, ближа интеракција између домаћих и дивљих животиња повећава шансу за преношење болести [25]. Такође, стока може бити изложена ризику од нових патогена због повећаног контакта са дивљим животињама на пашњацима који су настали крчењем шума и променама у коришћењу земљишта [26].

Референце

  1. Nardone, A., Ronchi, B., Lacetera, N., Ranieri, M. S., & Bernabucci U. (2010). Effects of climate changes on animal production and sustainability of livestock systems. Livest. Sci. 130, 57–69.

  2. Rust, J. M. (2019). The impact of climate change on extensive and intensive livestock production systems. Anim. Front. 9, 20-25.

  3. Collins, M., Nelson, C. J., Moore, K. J., & Barnes, R. F. (2017). Forages Volume 1: An Introduction to Crass/and Agriculture. John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, USA, 432.

  4. Hopkins, A., & Prado, A. D. (2007). Implications of climate change for grassland in Europe: Impacts, adaptations and mitigation options: A review. Grass Forage Sci. 62, 118-126.

  5. Lee, M. A., Davis, A. P., Chagunda, M. G. G., & Manning, P. (2017). Forage quality declines with rising temperatures, with implications for livestock production and methane emissions. Biogeosciences 14, 1403-1417.

  6. Picon-Cochard, C., Teyssonneyre, F., Besle J. M., & Soussana J. F. (2004). Effects of elevated CO2 and cutting frequency on the productivity and herbage quality of a semi-natural grassland. European Journal of Agronomy 20, 363–377.

  7. Dumont, B., Andueza, D., Niderkorn, V., Luscher, A., Porqueddu, C., & Picon-Cochard, C. (2015). A meta-analysis of climate change effects on forage quality in grasslands: Specificities of mountain and Mediterranean areas. Grass Forage Sci. 70, 239-254.

  8. Allen, V. G., Batello, C., Berretta, E. J., Hodgson, J., Kothmann, M., Li, X., Mclvor, J., Milne, J., Morris, C., Peeters, A., & Sanderson, M. (2011). An international terminology for grazing lands and grazing animals. Grass Forage Sci. 66, 2-28.

  9. Pearcy, R. W., & Ehleringer, J. (1984). Comparative ecophysiology of C3 and C4 plants. Plant Cell Environ. 7, 1-13.

  10. Cho, S. J., & McCarl, B. A. (2017). Climate change influences on crop mix shifts in the United States. Sci. Rep. 7, 40845.

  11. Kukal, M. S., & Irmak, S. (2018). Climate-Driven Crop Yield and Yield Variability and Climate Change Impacts on the U.S. Great Plains Agricultural Production. Sci. Rep. 8, 3450.

  12. Thornton, P. K., Van de Steeg, J., Notenbaert, A., & Herrero, M. (2009). The impacts of climate change on livestock and livestock systems in developing countries: A review of what we know and what we need to know. Agric. Syst. 101, 113-127.

  13. Webber, H., Ewert, F., Olesen, J. E., Muller, C., Fronzek, S., Ruane, A. C., Bourgault, M., Martre, P., Ababaei, B., Bindi, M., Ferrise, R., Finger, R., Fodor, N., Gabaldón-Leal, C., Gaiser, T., Jabloun, M., Kersebaum, K. C., Lizaso, J. I., Lorite, I.J., . . . Wallach, D. (2018). Diverging importance of drought stress for maize and winter wheat in Europe. Nat. Commun. 9, 4249.

  14. Godde, C. M., Mason-D’Croz, D., Mayberry, D., Thornton, P. K., & Herrero, M. (2021). Impacts of climate change on the livestock food supply chain; a review of the evidence. Global Food Security 28, 100488. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2020.100488.

  15. Hopkins, A., & Prado, A. D. (2007). Implications of climate change for grassland in Europe: Impacts, adaptations and mitigation options: A review. Grass Forage Sci. 62, 118-126.

  16. Hoffman, M., & Vogel, C. (2008). Climate change impacts on African rangelands. Rangelands 30, 12-17.

  17. Jack, A. A., Adegbeye, M. J., Reddy, P. R. K., Elghandour, M. M. M. Y., Salem, A. Z. M., & Adewumi, M. K. (2022). Ruminant Productivity Among Smallholders in a Changing Climate: Adaptation Strategies. In: M. Lackner, B. Sajjadi, W.Y. Chen (Eds.) Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation (pp. 1-41). Springer. Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-72579-2_148

  18. Heinke, J., Lannerstad, M., Gerten, D., Havlik, P., Herrero, M., Notenbaertn, A. M. O., Hoff, H., & Muller, C. (2020). Water Use in Global Livestock Production-Opportunities and Constraints for Increasing Water Productivity. Water Resour. Res. 56, e2019WR026995.

  19. Cheng, M., McCarl, B., & Fei, C. (2022). Climate Change and Livestock Production: A Literature Review. Atmosphere 13, 140. https://doi.org/10.3390/atmos13010140

  20. Fader, M., Shi, S., von Bloh, W., Bondeau, A., & Cramer, W. (2016). Mediterranean irrigation under climate change: More efficient irrigation needed to compensate for increases in irrigation water requirements. Hydro. Earth Syst. Sci. 20, 953-973.

  21. Tully, K., Gedan, K., Epanchin-Niell, R., Strong, A., Bernhardt, E. S., BenDor, T., Mitchell, M., Kominoski, J., Jordan, T. E., Neubauer, S. C., & Weston, N. E. (2019). The invisible flood: The chemistry, ecology, and social implications of coastal saltwater intrusion. BioScience 69, 368-378.

  22. Knee, B. W., Cummins, L. J., Walker, P., & Warner, R. (2004). Seasonal variation in muscle glycogen in beef steers. Aust. J. Exp. Agric. 44, 729-734.

  23. Hajek, L. L., & Knapp, A. K. (2021). Shifting seasonal patterns of water availability: Ecosystem responses to an unappreciated dimension of climate change. N. Phytol. 233, 119-125.

  24. Stričević, R., Simić, A., Vujadinović-Mandić, M., & Sokolović, D. R. (2021). Uticaj klimatskih promena na potrebe prirodnih travnjaka za vodom u Srbiji. Journal of Agricultural Sciences 66, 3, 291-307.

  25. Pinto, J., Bonacic, C., Hamilton-West, C., Romero, J., & Lubroth, J. (2008). Climate change and animal diseases in South America. Revue Scientifique Et Technique 27, 2, 599-613.

  26. Lubroth, J. (2012). Climate change and animal health. In A. Meybeck, J. Lankoski, S. Redfern, N. Azzu& V. Gitz, (Eds.) Building resilience for adaptation to climate change in the agriculture sector in Proceedings of a Joint FAO/OECD Workshop (pp. 63-70), Rome, Italy.