Put do zdravog zemljišta
von Joel Williams
O zemljištu se u zadnje vrijeme jako puno razgovara. Toliko da izgleda kao da smo usred renesanse zdravlja zemljišta. Poljoprivrednici širom svijeta se ponovo bave važnošću i potencijalom njihovog najvrednijeg posjeda.
Koliko je zemljište vrijedno, toliko je i ranjivo. Neke statistike o globalnoj eroziji i degradaciji zemljišta su blaže rečeno alarmantne. Zdravlje tla se pojavljuje kao jedna mjera kontrateže. U pokušaju da razumijemo, definiramo i zaštitimo zemljište, postoje napori da unaprijedimo naše razumijevanje izuzetno kompleksnog svijeta pod našim nogama – bilo satelitskim slikama visoke rezolucije, bilo ispitivanjem zemljišta pomoću naših vlastitih čula.
Zdravlje zemljišta: sastanak u sredini
Na mojim putovanjima stalno primjećujem da zemljište i zdravlje zemljišta zbližavaju poljoprivrednike koji tako pronalaze zajednički jezik, možda više nego bilo što tijekom mnogih stoljeća. Izgleda da postoji sredina između „konvencionalnog“ i „organskog“. Ovi principi proizvodnje donekle se preklapaju i preklapaju jedan u drugi – ali se takođe kristaliziraju u raznolikost hibridnih poljoprivrednih sustava, bez obzira na naziv. Sustava koji su fleksibilni, prilagodljivi, dinamični, ali koji i dalje mogu da se primjene na čitav niz tipova zemljišta, klimatskih uvjeta ili parametara životne sredine. Principi su ti koji vode ove sustave, a ne pristup po kojem jedno rješenje odgovara svima ili “poljoprivreda po receptu”, gde je koncept upravljanja uvijek isti, bez obzira na lokalne ili pejzažne karakteristike. Sve su važniji koncepti poput agroekologije, holističkog upravljanja, organskog uzgoja ili regenerativne poljoprivrede – svaki od ovih koncepata ima na poseban način fokus na zemljište – i postaju talište ideja, inovacija i praktične primjene na terenu.
O autoru: Joel Williams
Drago mi je što imam priliku da napišem nekoliko članaka za terraHORSCH. Ja sam nezavisni savjetnik za zdravlje biljaka i zemljišta sa posebnim fokusom na biologiju zemljišta, ishranu biljaka i holističke pristupe proizvodnji hrane. Veći dio mog posla se sastoji od savjetovanja i u mnogim djelovima svijeta sam održao predavanja pred poljoprivrednim stručnjacima. Radim uglavnom u Europi, Australiji i Kanadi (gdje trenutno živim). Potičem iz Australije, gdje sam studirao poljoprivredne znanosti i zatim radio kao savjetnik u programima kemije zemljišta i ishrane biljaka kao i upotrebe organskog gnojiva. Nakon što sam se preselio u Veliku Britaniju i radio u Europi, počeo sam se više zanimati za biologiju zemljišta, kompostiranje i sustave obrade, kao što su konzervacijska poljoprivreda i agroekologija. Trenutno pokušavam da povežem sve ove koncepte u jedan pristup koji se fokusira na različite aspekte zdravlja zemljišta, zdravlja biljaka i ekološki integrirane proizvodnje.
Uključivanje diverziteta
Još jedna zajednička stvar ovih hibridnih sustava je redizajn, kako bi se postigao multifunkcionalni fokus koji preizlazi čistu proizvodnju hrane. Zaista, načini uzgoja mogu postići različite ishode. Proizvodnja hrane i zaštita ekosustava se ne moraju međusobno isključivati. Međutim, sustava moraju biti dizajnirani za takve ishode, a to obično znači uključivanje diverziteta. Debata ne mora stati na tome koji je sustav bolji ili lošiji, već jednostavno da prizna da se svi sustavi proizvodnje mogu poboljšati dizajniranjem većeg diverziteta. Ovaj koncept se lijepo vidi na sl. 1. – stvarno nije bitno gdje se nalazi sustav proizvodnje niti kako je definiran negdje duž tog kontinuuma na dnu trokuta (od konvencionalnog do organskog). Ključno je koliko dobro sustav proizvodnje integrira više diverziteta (vrh trokuta). To bi moglo obuhvatiti prakse poput uzgoja međuusjeva ili mejšovitih kultura ili pretvaranja oboda parcele odn. neproduktivnih područja u stanište za divlje životinje. Vratićemo se na ovu temu i proširiti neke od ovih koncepata u četvrtom i posljednjem dijelu ovog članka.
Optimizacija inputa
Gdje da počnemo? Kritični prvi korak ka zdravlju zemljišta uključuje poboljšanje efikasnosti inputa. Brojne su koristi od smanjenja učestalosti i/ili količine gnojenja i sredstava za zaštitu bilja. Poboljšanje efikasnosti inputa znači manje troškova – dobitak za profitabilnost gospodarstva i životnu sredinu2. Podaci iz preko 800 eksperimenata su pokazali da su žitarice usvojile u prosjeku samo 51% dušičnog gnojiva (N) kojim su prihranjene3. Iako fosfor (P) nije tako isparljiv kao N, jako je reaktivan – unijete količine se brzo usvajaju na površini zemljišta i vezuju u organsko-mineralne i katjon-anjonske veze. Više od 80% P gnojiva može postati nedostupno biljkama ubrzo nakon unošenja4, što znači da imaju zastrašujuće nisku efikasnost od 10 do 15%5.
Postoje bezbrojne strategije pomoću kojih poljoprivrednici mogu poboljšati efikasnost inputa. Ja ću se ovde fokusirati na četiri:
- integrirano upravljanje hranjivim tvarima,
- inputi zasnovani na ugljiku,
- tretiranje sjemena i
- folijarna aplikacija.
Naravno, svako gospodrastvo, bez obzira na to da li se fokusira na zdravlje zemljišta ili ne, treba da poboljšava iskoristivost hranjivih tvari, tako da se ove strategije mogu primjeniti u gotovo svim sustavima proizvodnje.
Prva strategija, integrirano upravljanje hranljivim tvarima (INM), se odnosi na kombiniranje mnogih strategija i svih mogućih izvora inputa radi upravljanja proizvodnjom. To može uključivati upotrebu neorganskih hranjivih tvari, organskih dodataka, organskog gnojiva, biostimulanata, otpadaka i nusproizvoda, zelenog gnojiva, međuusjeva i mješovitih kultura (posebno sa mahunarkama)6. Integrirano upravljanje hranjivim tvarima znači upotrebu različitih vrsta inputa kako bi se količina hranjivih tvari i vrijeme aplikacije uskladila prema potrebama usjeva – često se kontroliše i procjenjuje analizom zemljišta i lista – a sve sa ciljem da se usklade količina i vrijeme gnojenja, smanje gubici i povećaju efikasnost inputa i prinosi.
Druga strategija, upotreba inputa zasnovanih na ugljika, se odnosi na uključivanje izvora ugljika (C) sa svim inputima – obično gnojivom i pesticidima. Eminentni stručnjak za zemljište Rattan Lal iz Centra za upravljanje i sekvestraciju ugljika na Državnom sveučilištu u Ohaju (SAD) je često izjavljivao da je NPK revolucija trebalo biti CNPK revolucija koja bi uključivala uravnoteženiji fokus na ulogu C u plodnosti zemljišta. Klasičan primjer za to bila bi upotreba mineralnih gnojiva zajedno sa organskim gnojivom. Drugi izvori ugljika koji se često mješaju sa inputima uključuju melasu, huminsku i fulvinsku kiselinu, ekstrakte morskih algi, aminokiseline, hidrolizate ili druge biljne ekstrakte7. Ovi izvori C mogu se mješati sa tečnostima za injektiranje u sjetvenu brazdu ili za folijarnu primjenu ili se mogu koristiti za oblaganje granuliranih gnojivima8,9.
Treća strategija, tretiranje sjemena, nudi posebno efikasan način isporuke hranljivih tvari – oblaganje sjemena vrlo malom količinom inputa može enormno poboljšati efikasnost u usporedbi sa inputima koji se unose u zemljište. Postoje mnogi radovi na temu ovih tretmana mineralnim hranjivim sastojcima10,11. Mada primjećujem trend kod poljoprivrednika da koriste više organskog gnojiva i biostimulanata, jer ovi inputi izgleda efikasnije podržavaju mikrobiotu zemljišta – to dokazuju fantastični rizomi koje sam osobno vidio. Primjeri uključuju organska gnojiva poput ekstrakta komposta i glistenjaka, posebne mikrobne inokulante (recimo mikoriza ili bakterije koje vezuju dušik) ili mješavinu različitih poznatih mikrobnih vrsta. Biostimulanti često uključuju materijale poput melase, huminske kiseline i ekstrakte algi.
Četvrta strategija, folijarna aplikacija, generalno se smatra efikasnijom i ekonomičnijom od inputa koji se unosi u zemljište12. Ovi potonji su skloniji ispiranju, isparavanju ili vezivanju sa drugim kontraproduktivnim mineralima, pa folijarna aplikacija hranjivih sastojaka može zaobići ove interakcije i neravnotežu u zemljištu. Iako folijarni inputi mogu biti efikasniji, mogu biti prilično promjenljivi i postoji nekoliko važnih ograničenja i razmatranja kako bi se osiguralo adekvatno apsorbiranje i uspijeh – hajde da detaljnije istražimo neke od ovih faktora.
Ciljana efikasnost sa folijarnom aplikacijom
Ima puno varijabli koje utječu na uspjeh folijarne primjene i shodno tome puno faktora koje treba uzeti u obzir prilikom formuliranja i primjene folijarnih inputa. Ova tema bi lako mogla da bude samostalni članak, ali za sada ću da sumiram nekoliko ključnih razmatranja. Hranljive tvari se preko lista apsorbiraju na dva načina: preko stoma i mikropora u kutikuli. Razumjevanje detalja ovih načina apsorpcije pomaže u razvoju više ciljanih aplikacija. Pošto su stome na naličju lista, a mikropore i na licu i na naličju (a posebno u osnovi trihoma), važno je da se folijarna aplikacija obavi sa obje strane lista – to na kraju znači veću površinu za apsorpciju. Stome i mikropore su najviše otvorene kada je vlažnost veća, tako da bi bilo idealno da se folijarna aplikacija obavlja rano ujutro ili kasno uveče13 (vidi sliku 2). Treba izbjegavati prskanje na velikim temperaturama ili tijekom dana. Shvatam da je na velikim gospodarstvima to teško izvodljivo – zato bi kod jutarnjeg i večernjeg prskanja prioritet trebalo dati slabijim parcelama, kako bi im pružili najbolje moguće šanse da ojačaju. Što se tiče formulacije sredstva za prskanje, treba uzeti u obzir faktore kao što su topivost hranjiivih tvari, helacija, koncentracija hranljivih tvari, pH vrijednost sredstva i okvašivači:
- Topivost: za optimalni ulazak u list, inputi moraju biti topivi u vodi.
- Helacija: uvijek treba kombinirati izvor ugljika sa helatima ili kompleksnim hranjivim mineralnim materijama. Tako se poboljšava difuzija i sprečavaju kontraproduktivne reakcije između hranljivih materija – melasa, fulvinska kiselina, aminokiseline, alge su savršeno pogodne.
- Koncentracija hranljivih tvari: ako je koncentracija sredstva za prskanje previše razblažena, apsorpcija preko lista će biti spora. Električna provodljivost (EC) sredstva za prskanje od 1,5 do 3 mS/cm je korisna smjernica i lako se može izmeriti pomoću EC mjerača.
- pH vrijednost sredstva za prskanje: generalno je idealna vrijednost 6, bez obzira na minimalne ili maksimalne vrijednosti za određene inpute ili funkcije. Jako tvrdu vodu sa velikom pH vrijednošću prije mješanja treba tretirati prije dodavanja hranljivih tvari.
- Okvašivači: povećavaju vrijeme prianjanja i otpornost na kišu.
Pažljivi izbor mješavine za prskanje i vrijemena prskanja može značajno poboljšati reakciju biljke na folijarnu aplikaciju. Razumijevanje faktora koji utiču na apsorpciju i korištenje otopljenih tvari koje su nanjete na list može pomoći u premošćivanju pristupa „nade u najbolje“ ili „prskaj i moli se“.
Što dalje?
Poboljšanje efikasnosti inputa, a time i korištenja manje količine inputa u sustavu proizvodnje je savršena polazna točka za zdravlje zemljišta. Kod ovog procesa postoji i ekonomski i ekološki dobitak. Dok poljoprivrednici idu kroz ovu prvu tranziciju mogu integrirati proces zamjene inputa – zamjenom gnojiva i pesticida za više organske inpute. Na primjer, zamjena N gnojiva bakterijama koje vezuju N ili fungicida fungicidnim biljnim ekstraktima. Kod ovih bioloških alternativa postoji mnoštvo spojeva i supstanci i upotrebu ovih materijala ćemo istražiti u sljedećem članku (objavljen na internetu). Treći dio ove serije, takođe objavljen na internetu, pokrivaće organske tvari u zemljištu (SOM) sa posebnim fokusom na koncept formiranja organske tvari u zemlji. Posljednjih godina postoji veliko interesovanje za organske tvari u zemljištu i nastalo je mnoštvo novih studija i ideja na ovu temu, koje preispituju neka od naših uvreženih stavova. Prva tri članka će se baviti poboljšanjem zdravlja zemljišta na ovaj ili onaj način. Oni će postaviti temelje za četvrti i posljednji članak (koji će objaviti terraHORSCH), a koji će se fokusirati na redizajn sustava – redizajniranje sustava proizvodnje kroz integraciju više biodiverziteta i ekoloških ideja. Ovo će prvenstveno uključivati diskusije o povećanju raznolikosti biljnih vrsta u okviru proizvodnje, ali će se dotaći i uloge ispaše stoke, drveća i upravljanja neproduktivnim površinama kao što su obodi parcela.
Pronađite više informacija o analizi i aktivnosti zemljišta.
Izvori:
- Organic and Conventional Agriculture: A Useful Framing? (2017). doi: 10.1146/annurev-environ-110615-085750
- Reducing pesticide use while preserving crop productivity and profitability on arable farms. (2017). doi: 10.1038/nplants.2017.8
- Recent Developments of Fertilizer Production and Use to Improve Nutrient Efficiency and Minimize Environmental Impacts. (2009). doi: 10.1016/S0065-2113(09)01008-6
- Phosphorus activators contribute to legacy phosphorus availability in agricultural soils: A review. (2018). doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.08.095
- Phosphorus cycling in UK agriculture and implications for phosphorus loss from soil. (2006). doi: 10.1111/j.1475-2743.2001.tb00020.x
- Integrated nutrient management (INM) for sustaining crop productivity and reducing environmental impact: A review. (2015). doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.12.101
- The Use of Biostimulants for Enhancing Nutrient Uptake. (2015). doi: 10.1016/bs.agron.2014.10.001
- A slow release brown coal-urea fertiliser reduced gaseous N loss from soil and increased silver beet yield and N uptake. (2019). doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.145
- Nitrogen Dynamics in Soil Fertilized with Slow Release Brown Coal-Urea Fertilizers. (2018). doi: 10.1038/s41598-018-32787-3
- Micronutrient application through seed treatments - a review. (2012). doi: 10.4067/S0718-95162012000100011
- Seed treatments for sustainable agriculture-A review. (2015). doi: 10.31018/jans.v7i1.641
- Foliar fertilization of crop plants. (2009). doi: 10.1080/01904160902872826
- Uptake and Release of Elements by Leaves and Other Aerial Plant Parts. (2011). doi:10.1016/B978-0-12-384905-2.00004-2