Zmieniający się klimat i rolnictwo
Jeremy B Hughes, HORSCH LLC
Od momentu powstania Ziemi klimat nieustannie się zmieniał i ewoluował, zanim jeszcze zaczęli na niej żyć ludzie. Jest to fakt potwierdzony naukowo. To, w jakim stopniu my, ludzie, mamy wpływ na klimat, pozostanie nadal ciągłym obiektem badań.
Zmiany klimatyczne. Jeśli to sformułowanie padnie podczas dyskusji prowadzonej w jakiejś grupie, natychmiast pojawia się wiele różnych opinii i odczuć związanych z tą kwestią wśród jej uczestników. Sporo informacji, które otrzymujemy dzisiaj na temat zmian klimatycznych, pochodzi głównie z mediów, w tym od różnych gwiazd filmowych, a także od aktywistów ekologicznych i tych, którzy wykorzystują lęk innych do zarabiania na nim dużych pieniędzy. To, co słyszymy, zwłaszcza w mediach, każdego dnia, jest w większości przypadków całkowicie negatywne: klęski żywiołowe, głód, rozpad społeczeństwa. Prawie wcale nie prowadzi się tam jakiejkolwiek sensownej, obiektywnej dyskusji na temat zmian klimatycznych.
Podczas tych rozmów na ogół całkowicie ignoruje się jedną kwestię: czy i w jaki sposób zmiany klimatyczne mogą również wywrzeć pozytywne skutki na przyrodę? Czy istnieją przykłady, które potwierdziłyby ich pozytywny wpływ na płodozmian, a tym samym na plony? W poniższym artykule zajmę się szerzej rozwojem klimatu w regionie Północnej Dakoty, gdzie mieszkam i gdzie w Mapleton znajduje się główna siedziba firmy HORSCH w USA. Celowo używam tutaj określenia „rozwój klimatu” zamiast „zmiana klimatu”, ponieważ ten ostatni jest bardzo nadużywany i nacechowany ujemnie, przez co wywołuje zbyt wiele negatywnych emocji.
Północna część regionu Great Plains (Wielkich Równin) zawsze była znana jako duży obszar uprawy pszenicy. Przez lata płodozmian w Północnej Dakocie obejmował pszenicę, rośliny strączkowe, nasiona oleiste, rośliny okopowe oraz uprawy rzędowe. Obecnie Północna Dakota jest jednym z największych amerykańskich producentów słonecznika i fasoli przeznaczonych do spożycia przez ludzi, a także lnu, owsa, buraków cukrowych, rzepaku, pszenicy jarej i pszenicy durum. Uprawia się tam również słoneczniki oleiste, ziemniaki, soczewicę, soję i groch. Rolnictwo w USA jest bardzo zróżnicowane. Tę różnorodność wspiera produkcja etanolu, ziemniaków, buraków cukrowych, przetwórstwo słonecznika i przemiał zbóż wraz z rozbudowaną infrastrukturą logistyczną.
Z południa na północ
Po raz pierwszy przyjechałem do Północnej Dakoty jeszcze jako nastolatek w 1998 roku wraz z przedsiębiorstwem usługowym – zespołem żniwiarzy. W Stanach Zjednoczonych każdego sezonu setki pomocników rozpoczynają żniwa pszenicy w maju w Teksasie, które kończą potem późnym latem w zachodniej Kanadzie. W przypadku zbiorów jesiennych ten sam schemat postępowania jest stosowany także w innych regionach USA. Ta migracja w trakcie „Wielkich Amerykańskich Zbiorów Pszenicy” (Great American Wheat Harvest) rozpoczęła się podczas II wojny światowej w latach 1939-1945 i od tego czasu stała się już tradycją.
Kiedy wracam pamięcią do 1998 roku i moich początków w Północnej Dakocie, to dochodzę do wniosku, że metody uprawy były wtedy zupełnie inne niż dzisiaj. Jak widać na poniższym wykresie, w 1998 roku główną uprawą w Północnej Dakocie była pszenica, którą zwyczajowo wysiewano głównie wiosną razem z pszenicą durum i jęczmieniem. Północna Dakota miała drugi co do wielkości areał pszenicy. Jedynie Kanada posiadała o około 200 000 akrów (81 000 ha) więcej.
Aż do połowy lat 80. XX wieku klimat Północnej Dakoty był przeważnie aridowy (suchy): niezmiennie gorące lata, niewielkie opady deszczu, chłodne noce i często mroźne zimy. Klimat ten był optymalny głównie dla płodozmianu zbóż oraz niektórych nasion oleistych i słonecznika. Od końca lat 80. do początku lat 90. XX w. klimat zaczął się zmieniać.
Zmiany od początku lat 90. do chwili obecnej w porównaniu do 100 lat wcześniej, to:
- Zmniejszenie liczby wyjątkowo upalnych dni (rys. 1).
- Utrzymujące się przez cały ten czas ciepłe noce.
- Bardzo zimne dni poniżej średniej (ryc. 2).
- Jednolite, ponadprzeciętne opady (rys. 3).
- Wzrost ekstremalnych opadów (rys. 4).
(Źródło: https://statesummaries.ncics.org/chapter/nd/ )
Rys. 1 
Rys. 2 
Rys. 3 
Rys. 4
Patrząc na dynamikę ostatnich 30-40 lat, widać wyraźnie, że z perspektywy ostatnich 100 lat rozwój klimatu w Północnej Dakocie „podarował” jej dodatkowe 30 dni wegetacji. Według prognoz długoterminowych średnie opady śniegu i deszczu w Północnej Dakocie będą nadal rosły wraz z dodatkowymi dniami wegetacji.
Zmiana płodozmianu
W jaki sposób zmieniło to produkcję rolną w Północnej Dakocie? Na przełomie tysiącleci zmiana płodozmianu była już w pełnym toku. Na początku XXI wieku na północy Wielkich Równin zaczęła rozwijać się uprawa soi. Na obszarach wysuniętych daleko na północ, tj. aż do 49 równoleżnika, rolnicy zaczęli eksperymentować z soją. Udoskonalono wówczas genetykę, wytwarzając odmiany przeznaczone na krótsze okresy wegetacyjne.
Sam klimat był dobrze dostosowany do tego dzięki wyższej wilgotności i dłuższym dniom wegetacyjnym. W połączeniu z długimi godzinami światła dziennego w okresie letnim na tym obszarze rolnym stworzyło warunki do wprowadzenia poważnych zmian w płodozmianie. Na terenach, na których zaczęto uprawiać soję, wkrótce pojawiła się kukurydza.
Na początku nowego tysiąclecia uprawa soi stale rosła. Soja i kukurydza okazały się uprawami przynoszącymi doskonały plon. W 2010 roku i w późniejszych latach osiągnięto najwyższe ceny zbóż w porównaniu z okresem całego poprzedniego pokolenia. Północna Dakota to region wysokich cen surowców, dlatego kukurydza i soja okazały się ogromnym sukcesem, co w konsekwencji spowodowało, że całkowita powierzchnia uprawowa dla obu kultur gwałtownie wzrosła.
Kiedy patrzę wstecz na moje początki w Północnej Dakocie w 1998 roku, jestem zdumiony zmianami, które zaszły tam w ciągu niecałego pokolenia. Od 1998 r. areał upraw soi wzrósł prawie pięciokrotnie: z 1,5 miliona akrów (607 000 hektarów) do nieco ponad 7 milionów akrów (2,8 miliona hektarów). W tym samym okresie powierzchnia upraw kukurydzy wzrosła czterokrotnie: z miliona akrów (404 686 hektarów) do 4 milionów akrów (1,6 miliona hektarów). W 2021 roku Północna Dakota zajęła 4. miejsce pod względem całkowitej powierzchni upraw soi w USA. Jedynie stany: Iowa, Minnesota i Illinois miały większe powierzchnie uprawowe od niej.
Jednak zmiany klimatyczne, które przyczyniły się do zwiększenia areału upraw rzędowych na północny Wielkich Równinach, zmieniły nie tylko płodozmian, ale także inne obszary rolnictwa. W 1998 r. większość działań logistycznych dotyczących zbóż była ukierunkowana na uprawę pszenicy nienawadnianej. System logistyczny opierał się na średnich plonach wynoszących od 30 do 60 buszli z hektara (2-4 t/ha) oraz na tym, że zbiory pszenicy odbywały się późnym latem. W dużej mierze na tym systemie oparto wykorzystanie nawozów, przechowywanie ziarna w silosach zbożowych, jego suszenie, transport samochodowy, sprzęt do zbiorów, kolej i lokalne przetwórstwo zboża.
Ty Brown, rolnik z Indiany
Bez wątpienia my, rolnicy mieszkający w Indianie, bezpośrednio doświadczamy zmian związanych z rozwojem klimatu. Dopiero późną wiosną robi się tu cieplej. Ponadto na wiosnę występuje tu więcej opadów, które niekiedy przechodzą w bardzo gwałtowne ulewy. Pozytywną stroną tych zmian jest jednak to, że pierwsze przymrozki przychodzą zazwyczaj później w sezonie. Naszym największym wyzwaniem są nasilające się intensywne ulewy. Na przykład w ciągu dwóch dni potrafi napadać tyle samo, co zwykle w ciągu miesiąca. W zamian za to w kolejnym miesiącu w ogóle nie ma deszczu. Aby dostosować się do tych zmieniających się warunków pogodowych, instaluje się rozległe systemy odwadniające, które kontrolują odpływ wody.
Ponadto nasze metody uprawy zbóż muszą stać się bardziej odporne na okresy ekstremalnie wilgotnych gleb. Całkowita suma opadów jest większa niż kiedykolwiek wcześniej, ale w okresie wegetacji wydłuża się czas między opadami. Oznacza to, że musimy wykorzystać każdą kroplę wody, jaką uda nam się zdobyć. Chcemy, aby nasze gleby były jak wielka gąbka. Rośliny okrywowe, metody uprawy chroniące glebę, rolnictwo ekologiczne i systemy odwadniające stanowią część naszego przystosowania się do rozwoju klimatu.
Inna infrastruktura
Zmieńmy płodozmian tak, aby obejmował soję i kukurydzę. System logistyczny, który wcześniej był projektowany na 30 do 60 buszli z akra pszenicy (2-4 t/ha), nagle musiał uwzględnić uprawy zbierane również jesienią o wyższej wydajności z akra. Obecnie plony kukurydzy wynoszące od 150 do 200 buszli z akra (9,4-12,5 t/ha) nie są rzadkością. Ponadto trzy najpopularniejsze kultury są obecnie zbierane jesienią. Zmieniło to również cały znany dotychczas system logistyczny.
W ciągu dekady (od końca 2000 do 2010 roku) nastąpił ogromny rozwój wydajności infrastruktury, który trwa do dziś, a którego celem jest uwzględnienie zmian w płodozmianie. Zdolności magazynowania ziarna w gospodarstwach rolnych i u odbiorców wciąż rosną, podobnie jak zdolność suszenia ziarna po obu tych stronach. Rozbudowane zostały także stacje kolejowe, aby zwiększyć zarówno zdolność przewozu zbiorów, jak i środków produkcyjnych.
Ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na NPK (azot, fosfor, potas), zwłaszcza w przypadku kukurydzy, konieczne było dostosowanie logistyki nawozowej. Jeśli chodzi o maszyny, zmieniła się technologia zbioru zbóż. Także samochody ciężarowe zyskały większą pojemność, aby obsłużyć większą ilość zbiorów.
Wyższe plony – nie tylko pod względem wielkości, ale także przychodów – przyczyniają się do szybkich zmian. Wzrosła wartość gruntów i ceny dzierżawy. Wzrosły także dochody gospodarstw rolnych, podobnie jak i całego agrobiznesu. Rozwój dużych gospodarstw rolnych i agrobiznesu zwiększył także możliwości zatrudnienia i przyczynił się do ogólnego wzrostu gospodarczego całego stanu Północnej Dakoty.
Ze względu na zmiany płodozmianu zmieniła się również działalność biznesowa HORSCHA w Ameryce Północnej. Kiedy rozpoczynałem pracę w HORSCHU w 2006 roku, naszym głównym produktem był system siewu Panther (system siewu pneumatycznego), który był idealny do uprawy bezorkowej w Północnej i Południowej Dakocie. Na przełomie lat 2000-2010 rynek w regionach północnych szybko się zmieniał. Rolnicy odeszli od pszenicy/jęczmienia/owsa/żyta na rzecz upraw rzędowych, poszerzając w ten sposób swój park maszynowy. Zmieniło to również nasz rynek.
W 2008 roku wprowadziliśmy na rynek północnoamerykański Jokera. Zaczęliśmy od demonstracji i walidacji tej koncepcji, ponieważ w USA nigdy jeszcze nie było takiej brony talerzowej. Jako pierwsze rynki zbytu wybraliśmy Pas Kukurydzy i środkową część Wielkich Równin. Jednak w 2010 roku nasze doświadczenia były już zupełnie odmienne. Jak już wspomniałem, w tych latach wzrosły opady, co z kolei sprawiło, że wiosną w czasie siewu było bardzo mokro. Tutaj, w Północnej Dakocie, dwie trzecie zachodniej części stanu były prowadzone w siewie bezpośrednim. I nagle na polu pojawiły się pozostałości. Wiosna była bardziej wilgotna, poza tym zaczęliśmy uprawiać inne kultury, takie jak kukurydza, która pozostawiała jeszcze więcej pozostałości.
Ta sytuacja była idealna do tego, by wprowadzić na rynek Ameryki Północnej Jokera. Po Jokerze szybko pojawiło się Maestro. Pierwszymi rynkami siewu soi i kukurydzy były północne regiony Wielkich Równin. W ciągu kilku pierwszych lat zajmowaliśmy się głównie siewem oraz uprawą, co oczywiście przyczyniło się do rozwoju firmy HORSCH w Ameryce Północnej.
Ten ogromny wpływ zmian klimatycznych na rolnictwo jest również zauważalny w innych regionach Ameryki Północnej. W tym samym czasie, kiedy przechodziliśmy przez ten proces w Północnej Dakocie, inne regiony również się zmieniały i rozwijały. Bezpośrednio na północ od nas, w Kanadzie, zaobserwowano te same zmiany klimatyczne:
- Manitoba – w 2009 r. areał upraw soi wynosił mniej niż 500 000 akrów (202 342 ha). W 2019 roku było to już 3 000 000 akrów (1 214 056 ha),
- Zachodnia Kanada – w 2017 roku po raz pierwszy w historii uprawa rzepaku była większa od uprawy pszenicy. Na tym obszarze średni plon rzepaku wzrósł ponad dwukrotnie w ciągu ostatnich 20 lat,
- Saskatchewan – pod koniec 2010 roku znacznie wzrosła powierzchnia upraw soi i kukurydzy.
Zmiany klimatyczne wpływają również na rolnictwo w USA:
- Kalifornia – wiele osób opuszcza dziś Kalifornię, w tym rolnicy, którzy przenoszą swoje gospodarstwa. Z powodu suszy i coraz ostrzejszych przepisów rządowych wiele gospodarstw mlecznych przeniosło się do Idaho w Teksasie i innych regionów położonych w środkowej części Stanów Zjednoczonych. Tę samą dynamikę można również obecnie zaobserwować wśród rolników uprawiających warzywa. W tym sektorze Kalifornia jest rzeczywiście wiodącym producentem w całych Stanach Zjednoczonych.
- Idaho – 2021: więcej powierzchni uprawnych kukurydzy niż ziemniaków. Wpływ na to ma wzrost stad krów mlecznych w wyniku migracji rolników z Kalifornii.
- Pas Kukurydzy – rośliny okrywowe: według badań naukowych CO2 przyczynia się do zmiany klimatu. Obecnie dostępne są programy premium (płatności) dla rolników, którzy uprawiają rośliny okrywowe. Uprawy okrywowe coraz częściej stają się częścią płodozmianu w wielu regionach, w tym również w Pasie Kukurydzy.
- Wysokie Równiny (High Plains) – region ten przez wiele lat znany był jako tzw. Pas Pszenicy. Jednak czasy świetności „Wielkich Amerykańskich Żniw Pszenicznych” diametralnie się zmieniły. Na polach w Kansas, w Teksasie, Nebrasce, Kolorado i okolicznych stanach federalnych, na których kiedyś można było zobaczyć tylko pszenicę, obecnie uprawia się nawadnianą kukurydzę, paszę i sorgo. Zmiana ta była możliwa dzięki wykorzystaniu wód gruntowych warstwy wodonośnej Ogallala (największej warstwy wodonośnej w Ameryce Północnej), która rozciąga się przez osiem stanów USA i dostarcza 27% wody do wszystkich nawadnianych gruntów uprawnych w kraju. Obecnie toczy się poważna debata na temat eksploatacji tych zasobów wodnych, ponieważ dostępność wody zmniejsza się z każdym rokiem.
Pozostać przedsiębiorczym i elastycznym
Zmiana klimatu wpływa na całe światowe rolnictwo – na nasze wczoraj, dziś i jutro. Rozwój przyniósł ze sobą pozytywne aspekty, które zostały omówione w niniejszym artykule, aczkolwiek są też obszary, na które zmiany te wpłynęły w negatywny sposób. Tutaj, w Północnej Dakocie my, rolnicy, czerpiemy korzyści ze zmiany klimatu. Aby tak się stało, musieliśmy zmienić myślenie i sposób prowadzenia działalności rolniczej, w tym płodozmian oraz cały nasz system produkcji, logistyki i przetwarzania. Dopóki jednak świat się kręci, zawsze będziemy doświadczać zmian we wszystkich regionach, które będą wynikać z rozwoju klimatu.
W czasie mojej pracy w firmie HORSCH podróżowałem po całej Ameryce Północnej, odwiedzając gospodarstwa i obserwując na żywo wszystkie te zmiany. Rozmawiałem też z wieloma rolnikami o obecnym i przyszłym stanie rolnictwa w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie. Jedną z charakterystycznych cech, którą dostrzegam dziś w wielu dobrze prosperujących gospodarstwach, odnoszących znaczne sukcesy, jest podejście do wyzwań, tj. przedsiębiorczość i szybkość działania.
Tak jak klimat podlega ciągłym zmianom, tak samo i my musimy pozostać przedsiębiorczy i elastyczni oraz być gotowymi na zmiany, aby również w przyszłość z powodzeniem prowadzić gospodarstwa rolne.