Home » Vydání 21-2020 » Z firmy » Obnova pomocí změny (Joel Williams)

Obnova pomocí změny

Autor: Joel Williams

V této sérii článků jsme se už věnovali rámcovým podmínkám, tedy efektivnosti, náhradě a změně, které jsou pro přechod z intenzivního produkčního systému s vysokým využitím provozních prostředků na ekologicky orientované, integrované hospodaření nezbytné. V tomto posledním příspěvku se zaměříme na metody a strategie, které stojí na začátku změnového procesu, a na to, jak tyto metody mohou pomoci ke snížení závislosti na vnějších faktorech.

Základním bodem přitom je podívat se na hospodaření v ekologickém kontextu a sladit produkční odvětví s místními rámcovými podmínkami, např. okolní krajinou. Velmi důležité jsou zde takové pojmy jako agroekologie nebo ekologická intenzifikace. Když to zjednodušíme, dalo by se to definovat následovně: „Cílem je produkovat potraviny a současně podporovat ekologii prostředí“ nebo „Rozvoj hospodářství směrem k multifunkčnosti“ (obrázek 1). V praxi je to samozřejmě spojeno s mnoha jednotlivostmi a existuje zde různé odstupňování. Ale pokud není ve středu zájmu pouze maximalizace výnosu, ale optimalizace strategie hospodaření a ekologie, pak je to pro polní hospodářství a okolní ekosystémy, které pak zase pozitivně působí na produkci, jen výhodné. A ne nutně v neprospěch výnosu.1
Tento proces změny můžeme popsat i jinými slovy (převzato ze zdroje2): „Vybudování ekologické infrastruktury na úrovni pole a krajiny, která bude diverzifikaci a vzájemné biologické působení využívat k dosažení úrodnosti půdy, zlepšení oběhu živin, ukládání živin a vody, k regulaci škůdců/nemocí, opylení a dalším důležitým službám pro ekosystém.“ Existuje mnoho strategií, které je možné jako součást tohoto procesu realizovat. Mohou zahrnovat širší osevní postupy s novými tržními plodinami, využití půdokryvných plodin, meziplodiny, chov nových plemen, omezení obdělávání půdy, přímý výsev, rozdělené hnojení, integrování chovu užitkového dobytka, oddělovací pásy, chráněné oblasti, ústupové prostory pro divokou zvěř, agrolesnictví a lesní pastviny. V tomto článku se budeme věnovat čtyřem klíčovým tématům: rozmanitosti rostlin, směsným kulturám, smíšeným provozním systémům a ekologické integraci.

Rostlinná rozmanitost

Většina systémů hospodaření, které se v zemědělství dnes využívají, se točí kolem monokultur. Při této snaze o uniformnost nejenže pěstujeme stejné druhy, ale jdeme dokonce ještě o krok dál a navíc pěstujeme ještě stejnou odrůdu. Tento přístup má bez pochyby své výhody, ale také značné nevýhody. Zejména co se závislosti týče – na osivu, hnojivech, postřikových přípravcích. Stále stejné rostliny spíše urychlují rozvoj rezistencí a jsou proto náchylnější k problémům. Stejné kořenové struktury a hloubky vedou k velké konkurenci, co se vlhkosti a živin týče; na rozdíl od různých typů kořenů, které rostou v různých hloubkách. Obě tyto nevýhody vedou typicky k tomu, že jsme ještě více závislí na fytosanitárních přípravcích a hnojivech, abychom nevýhody související s monokulturou zvládli. Pokud chceme změnit produkční systém, první a nejdůležitější věcí je: pryč od monokultur, zpět k různorodým rostlinám. Podívejme se na několik příkladů změny a výhody, které z nich plynou, pokud se systém hospodaření změní z uniformnosti na rozmanitost.
Na rozdíl od monokultur zlepšují různé rostliny spoustu biologických vlastností půdy – mikrobiální biomasu a dýchání3,4, bakteriální a houbovou masu, poměr houby-bakterie5 a mykorhizní houby6,7. Větší rozmanitost u kořenových systémů má díky zlepšení agregace a stability půdních agregátů8,9 také pozitivní vliv na strukturu půdy. Lepší biologická a fyzikální funkce půdního prostředí má rovněž za následek lepší oběh živin a jejich lepší dostupnost pro rostliny.3,10–12 Snižuje tak závislost na hnojivu. Při změně způsobu hospodaření z monokultur na směsné kultury vede zavádění dalších druhů rostlin k tomu, že náchylné plodiny nejsou tak koncentrované a tím se sníží i ohrožení škůdci. Je doloženo, že rozmanitější produkční systémy jsou méně často napadány hmyzem, nemocemi a plevelem13–16. Navíc dokáží rozmanité rostliny prokazatelně zvýšit obsah uhlíku v půdě u těch přírodních prostor a hospodářských postupů, které zahrnují lesy, zelené plochy a ornou půdu12,17,18. Přechod k větší druhové rozmanitosti se dá u systémů zelených ploch realizovat poměrně bez problémů. U orné půdy je to už větší výzva. V posledních letech se rozšířilo pěstování doprovodných kultur a směsných kultur, protože přechod z jednoho druhu rostlin na dva se dá provést snadněji. Proto tuto metodu probereme podrobněji.

Doprovodné kultury a směsné kultury

V posledních letech se zájem o pěstování směsných plodin výrazně zvýšil. A já osobě věřím, že tento posun směrem k pěstování multikultur se v příštích dvou desetiletích bude prosazovat stále více. Tento trend se odráží i v oblasti výzkumu – a ve stále větším počtu studií, které byly na téma pěstování meziplodin uveřejněny14 (obrázek 2). Ačkoliv celosvětovému rozšíření směsných plodin stojí v cestě stále hodně překážek, je pořád snazší přejít od monokultur na systém dvou kultur než na komplexní systém polykultur. A tato malá změna, přechod z jednoho rostlinného druhu na dva, může skutečně vést k výše popsané, významné změně půdních vlastností a rezistenci vůči škůdcům a nemocem. Už jen pěstování doprovodných kultur, které podporují hlavní kulturu, ale nevedou až ke sklizni, je dobrým začátkem, jak s touto metodou experimentovat. A v suchém prostředí, kde není vůbec jisté, zda bude dostatek vlhkosti pro vypěstování obou kultur až do stádia zralosti, je to proveditelnější.

Nejběžnějším typem pěstování směsných plodin je kombinace obilí-bobovité. Obilí získává při kombinaci s bobovitými řadu výhod, neboť obilí dostává od bobovitých v reálném čase17,18 dusík a celkově se díky jejich kyselým kořenovým exsudátům zlepšuje zásobování11 živinami. Vzpřímené obilí může pak poskytnout oporu bobovitým a zabránit jejich lehání. Časté kombinace jsou pšenice/fazole, pšenice/hrách, ječmen/hrách, oves/hrách, kukuřice/fazole, kukuřice/vikev. Navíc se fantazii zemědělce nekladou žádné meze. Najdeme tak i méně obvyklé, avšak hojně rozšířené kombinace jako hrách/řepka, řepka/fazole, lněná semena/oves, cizrna/čočka. Samozřejmě všechny kombinace rostlin se k sobě nehodí. Některé si nemusí v konkurenčním prostředí vyhovovat. Proto je nutné při plánování pěstování meziplodin zvážit některé faktory. Kromě volby vhodné partnerské rostliny je nutné zohlednit i takové proměnné jako volbu odrůdy, osevní množství, rozteč řádků, uspořádání rostlin (střídavě nebo ve stejném řádku), úrodnost půdy a místní omezení životními podmínkami.
Větší podíl bobovitých ve směsné kultuře podporuje transfer dusíku k partnerské rostlině. Při setbě do střídavých řádků v poměru 1:1 se přenáší více dusíku než při osevním poměru 2:1 (obilí:bobovité). Výchozím bodem při kombinování dvou odrůd rostlin je vydělit hustotu výsevu u každé plodiny dvěma. Kvůli rozdílnému růstu však může jedna odrůda dominovat a utlačovat partnerskou rostlinu. Jedná se tedy o velmi choulostivou záležitost, která vyžaduje systematické zkoušení. Například oves může utlačovat hrách. Pro vykompenzování je možné zvýšit hustotu výsevu u hrachu z 50 % na 70 % plného podílu monokultury.

Systém smíšeného hospodaření

Před konvenčním zemědělstvím, které se soustředilo na oddělení a specializaci, se standardně používaly systémy smíšeného hospodaření. Cílem tohoto hospodaření je samozásobování dobytka krmivem a co nejlepší oběh živin mezi půdou, rostlinami a dobytkem v rámci hospodářství.19 Tak se živiny neztrácejí v půdě a dodávají se jen tehdy, když je jejich zásobování nedostatečné a jsou nutně zapotřebí. Kromě toho poskytují integrované pěstitelské a chovatelské systémy řadu služeb pro ekosystém a jsou výhodou pro rozmanitost druhů, přičemž současně mohou přispět ke snížení některých negativních efektů odděleného systému (například nadměrného množství živin v chovatelských provozech). Jedna metaanalýza ukázala, že organická hnojiva – v porovnání s čistě minerálním hnojením – zvýšila sklizňové výnosy průměrně o 27 %. Největší efekt přitom měl hnůj ze stáje, přičemž organické přísady oproti čistě minerálnímu hnojení20 zvýšily i organický uhlík v půdě, celkový obsah dusíku a mikrobiální biomasu.
K začlenění do systémů hospodaření se skvěle hodí také stromy – nejen kvůli estetickému dojmu nebo jako životní prostor pro divokou zvěř, ale také z hlediska silvo-orebné a silvo-pastorální produkce. Tradičně se stromy využívaly hlavně jako živé ploty, větrolamy, zdroj stínu, oddělovací pásmo, v blízkosti břehů nebo jako zdroj dřeva; je však možné je začlenit i do pěstitelských a chovatelských systémů a zlepšit tak produktivitu pastvin a zemědělských plodin, podpořit ochranu půdy, dodat bioenergii, zvýšit rozmanitost využití ploch a také možnosti příjmů (zejména při využití kvalitních ovocných nebo ořechových stromů, obrázek 3). Pěstování kvalitních plodících keřů na pastvinách jako zdroje potravy může zvýšit také celkový zisk podniku (protože není nutné tolik přikrmovat), stejně jako střídavé spásání na jednoročních pastvinách. K tomu se přidávají další výhody, např. zdraví zvířat, protože velké množství stromů a keřů dokáže omezit výskyt hlístů. V neposlední řadě může vysazování dřevin podél polních plodin zdvojnásobit počet hmyzích opylovačů a zlepšit bohatství druhů včel21.

Ekologická integrace

Termínem ekologická integrace označuji strategie, které v hospodářství vytváří takové prostředí, jež je blízké přírodě a přátelské k divoké zvěři – ať už na polních nebo neosázených provozních plochách. Jak už bylo řečeno, je to ta nejsnazší cesta, jak zlepšit ekologickou funkci na poli a zvýšit rozmanitost rostlin, stromů a zvěře. Vytváří se tak rovnováha mezi ekologickým přínosem a zaměřením na produkci. Dobrým příkladem snadné realizace na poli je také využívání meziplodin u hlavních kultur. Tři klíčové strategie ekologické integrace tak zní: chránit, zvětšovat a vytvářet.

  1. Přednostně chránit všechny přírodní a přírodě blízké oblasti
  2. Tyto oblasti zvětšovat a propojovat (kde je to možné)
  3. Vytvářet a integrovat nové ekologické prostory

Stejně jako u většiny přírodních rezervací znamená ochrana stávajícího životního prostoru toto: Ruce pryč a všechno nechat tak, jak je. To může znamenat, že nebudeme křoviny nebo okraje polí sekat každý rok, ale možná jen jednou za tři až pět let. A tehdy ani ne všechny najednou, ale postupně, aby v hospodářství zůstal vždy určitý podíl divoce rostoucích a bujných křovin. To samé platí pro využívání souvratí a příkopů – nechejme tam vyrůst vysokou trávu a nesekejme ji nakrátko. Obecně platí: čím vyšší, tím lépe pro životní prostor. Proto radím oset okraje polí vědomě směsí nízké a vysoké trávy a různými odrůdami bylin. Může to také znamenat, že připustíme určitý plevel. Plevel může být vhodným životním prostorem a zdrojem potravy pro opylovače – samozřejmě jen tehdy, dokud nepřekročí určitou hranici, kdy začne být škodlivý. Co se vytváření nových ekonomicky využívaných pozemků týče, je možné vysazovat podél vodních toků nebo polních cest a u vjezdů více živých plotů nebo zakládat květinové pásy osázené letničkami nebo trvalkami. Záleží samozřejmě na druhu hmyzu, ale většina prospěšných druhů má dolet od okraje pole na pěstovanou plodinu cca 50 m22. Důsledek: Rozdělíme-li větší pole po každých cca 100 metrech kvetoucím pásem, můžeme zajistit, že celá pěstební plocha bude profitovat z aktivity dravého hmyzu a biologické likvidace škůdců (obrázek 4). Podtrženo sečteno, bylo by promarněnou šancí, kdybychom nechali okraje polí porůst jen travou a sekali bychom ji nakrátko. Prvním, úplně jednoduchým krokem pro zemědělce, kteří chtějí na svém hospodářství zavést ekologické metody, je oset okraje polí rozmanitou směsí vysoké a nízké trávy, kvetoucími rostlinami a bylinami, jednoletými i trvalkami. Získá se tak ochrana, krmivo a životní prostor pro bezpočet malých tvorů, kteří tam mohou žít, nacházet potravu, rozmnožovat se a jako součást integrované likvidace škůdců odvádět skvělé služby pro polní hospodářství.

Souhrn

Koncept založený na efektivitě, náhradě a změně přináší prospěšné rámcové podmínky pro přeměnu systémů hospodaření směrem k lepšímu zdraví půdy a udržitelným agroekosystémům. Zvyšování efektivity při využívání provozních prostředků nebo dokonce hledání ekologičtějších řešení namísto jejich používání, to jsou důležité kroky, které mohou vést k celé řadě pozitivních ekonomických i ekologických výsledků. Pokud chceme dosáhnout udržitelné rovnováhy mezi produkcí potravin a životním prostředím, je změna způsobu hospodaření směrem k větší míře ekologické integrace nezbytná. Zavádění strategií založených na rozmanitosti druhů začíná na poli – takovými opatřeními jako je pěstování meziplodin a půdokryvných plodin, vícedruhové pastviny, agrolesnictví a začlenění chovu dobytka. Zapotřebí jsou rovněž opatření na ochranu, zvětšení a vytvoření pozemků blízkých přírodě se speciálně vysazenými křovinami, kvetoucími pásy a oblastmi s vysokou trávou. Na cestě od stejnorodosti k rozmanitosti a pro dosažení účinné ekologické integrace je změna způsobu hospodaření důležitým krokem, který v žádném případě nemůžeme vynechat. Protože jen tato změna povede k obnově.

Přečtěte si další příspěvek Joela Williamse na téma „Mikrobiální aktivita pro víceorganické hmoty v půdě“.

Odkazy na zdroje

  1. Agricultural diversification promotes biodiversity and multiple ecosystem services without compromising yield. (2019). doi: 10.1126/sciadv.aba1715.
  2. groecology: The science of natural resource management for poor farmers in marginal environments. (2002). doi: 10.1016/S0167-8809(02)00085-3.
  3. Plant Diversity, Soil Microbial Communities, and Ecosystem Function: Are There Any Links? (2003). doi: 10.1890/02-0433.
  4. Meta-analysis shows positive effects of plant diversity on microbial biomass and respiration.(2019). doi: 10.1038/s41467-019-09258-y.
  5. Root biomass and exudates link plant diversity with soil bacterial and fungal biomass. (2017). doi: 10.1038/srep44641.
  6. Glomalin Production and Infectivity of Arbuscular-Mycorrhizal Fungi in Response to Grassland Plant Diversity. (2014). doi: 10.4236/ajps.2014.51013.
  7. Arbuscular mycorrhizal fungi respond to increasing plant diversity. (2002). doi: 10.1139/b01-138.
  8. Plant diversity and root traits benefit physical properties key to soil function in grasslands. (2016). doi: 10.1111/ele.12652.
  9. Crop diversity facilitates soil aggregation in relation to soil microbial community composition driven by intercropping. doi:10.1007/s11104-018-03924-8.
  10. Yield of binary- and multi-species swards relative to single-species swards in intensive silage systems. (2020). doi: 10.2478/ijafr-2020-0002.
  11. Species interactions enhance root allocation, microbial diversity and P acquisition in intercropped wheat and soybean under P deficiency. (2017). doi: 10.1016/j.apsoil.2017.08.011.
  12. Intercropping enhances soil carbon and nitrogen. (2015). doi: 10.1111/gcb.12738
  13. Mixed Cropping and Suppression of Soilborne Diseases. (2010). doi:10.1007/978-90-481-8741-6_5.
  14. Designing intercrops for high yield, yield stability and efficient use of resources: Are there principles? (2020). doi: 10.1016/bs.agron.2019.10.002.
  15. Higher plant diversity promotes higher diversity of fungal pathogens, while it decreases pathogen infection per plant. (2014). doi: 10.1890/13-2317.1.
  16. Can legume companion plants control weeds without decreasing crop yield? A meta-analysis. (2017). doi: 10.1016/J.FCR.2017.01.010.
  17. Effects of plant diversity on soil carbon in diverse ecosystems: a global meta-analysis. (2020). doi: 10.1111/brv.12554.
  18. Soil carbon sequestration accelerated by restoration of grassland biodiversity. (2019). doi: 10.1038/s41467-019-08636-w.
  19. Integration of Crop and Livestock Production in Temperate Regions to Improve Agroecosystem Functioning, Ecosystem Services, and Human Nutrition and Health. (2019). doi:10.1016/b978-0-12-811050-8.00015-7.
  20. Organic amendments increase crop yields by improving microbe-mediated soil functioning of agroecosystems: A meta-analysis. (2018). doi: 10.1016/j.soilbio.2018.06.002.
  21. Temperate agroforestry systems provide greater pollination service than monoculture. (2020). doi: 10.1016/j.agee.2020.107031.
  22. Wildlife-friendly farming increases crop yield: Evidence for ecological intensification. (2015). doi: 10.1098/rspb.2015.1740.