Cesta k zdravej pôde
Autor: Joel Williams
Téma pôdy je v poslednej dobe častým námetom diskusií. Tak častým, že skoro ako by sa opäť viedlo hnutie za návrat k zdravej pôde. Poľnohospodári na celom svete sa znovu zamýšľajú nad významom a potenciálom ich najcennejšieho majetku.
Avšak ako je pôda cenná, tak je tiež zraniteľná. A niektoré štatistiky o celosvetovej erózii a degradácii pôdy sú mierne povedané alarmujúce. Zdravie pôdy sa stalo súčasťou kompenzačných opatrení. Snažíme sa pôde rozumieť, definovať ju a tým ju chrániť a máme k dispozícii rad metód, ako nášmu porozumeniu tomuto vysoko komplexnému svetu pod našimi nohami pomôcť - od meracej techniky s veľmi vysokým rozlíšením, ktorá sleduje pôdu z vesmíru, až po skúmanie pôdy pomocou jednoduchej špachtli a ľudských zmyslov.
Zdravá pôda: stretnutie na polceste
Na svojich cestách stále znova zisťujem, že téma pôdy a jej zdravia poľnohospodárov zjednocuje a že nachádza spoločnú reč - možno viac ako kedykoľvek u iných tém v posledných desaťročiach. Zdá sa, že sa vykryštalizovala stredná cesta medzi „konvenčným" a „bio" modelom. Tieto systémy hospodárenia sa prekrývajú a navzájom splývajú - ale tiež sa vyvíja do celého radu hybridných systémov, alebo ako sa len nazývajú. Systémov, ktoré sú flexibilné, prispôsobiteľné a dynamické, ale ktoré sa napriek tomu hodia pre široký rozsah typov pôd, klimatických podmienok alebo okolitých vplyvov. Riadia sa prirodzenými princípmi a nepracujú s jednotným riešením ani „poľnohospodárstvom podľa receptu", kedy koncept hospodárenia zostáva stále rovnaký bez toho, aby bral ohľad na miestne alebo krajinné zvláštnosti. Agroekológia, komplexné riadenie, ekologická rastlinná výroba alebo regeneračné poľnohospodárstvo - všetky tieto koncepty svojím spôsobom predstavujú značné zameranie na pôdu a sú stále viac všeobecným trendom a priesečníkom rôznych ideí, inovácií a praktického využitia na poli.
O autorovi: Joel Williams
Som rád, že môžem písať príspevky do terraHORSCH. Som nezávislý poradca pre zdravie rastlín a pôdy so špeciálnym zameraním na pôdnu biológiu, výživu rastlín a ich komplexné využitie pri produkcii potravín. Najväčšiu časť mojej činnosti tvorí poradenstvo a prednášal som pre odborné poľnohospodárske publikum v mnohých častiach sveta. Pracujem predovšetkým v Európe, Austrálii a Kanade (kde v súčasnosti žijem). Pochádzam ale z Austrálie. Tam som vyštudoval poľnohospodárstvo a pracoval ako poradca pre programy pôdnej chémie a výživy rastlín a tiež pre používanie bio hnojív. Po presídlení do Veľkej Británie a práci po celej Európe som sa začal intenzívnejšie zaoberať pôdnou biológiou, princípmi kompostovania a pestovaniu rastlín, napr. poľnohospodárstvom šetrným k pôde a agroekológii. Dnes sa snažím všetky tieto koncepty spojiť do spoločného rámca, ktorý sa sústreďuje na rôzne aspekty zdravia pôdy, zdravia rastlín a ekologicky komplexnej produkcie.
Mnohotvárne plánovanie
Ďalším spoločným rysom týchto hybridných systémov je ich nové nastavenie tak, aby sa okrem produkcie potravín dosiahlo aj multifunkčného zamerania. Pestovateľské postupy totiž môžu v skutočnosti viesť k rôznym výsledkom. Produkcia potravín a podpora ekologického systému sa pritom nemusí navzájom vylučovať. Oba varianty musia byť nastavené na tieto výsledky, čo znamená, že plánovanie musí byť mnohotvárne. Diskusia sa nesmie zaseknúť na tom, ktorý výrobný smer je lepší alebo horší, ale je potrebné úplne jednoducho uznať, že všetko sa dá zlepšovať tým, že plánovanie bude rozmanité. Na obr. 1 je tento koncept znázornený - naozaj nie je dôležité, kam je daná produkčná metóda zaradená alebo ako je niekde pri základoch trojuholníka (od konvenčného poľnohospodárstva po biologické) definovaná; kľúčom je, ako dobre sa dá pestovateľský postup rozmanito integrovať (vrchol trojuholníka). To by mohlo zahŕňať pestovanie medziplodín a zmiešaných kultúr alebo premenu okrajov polí, popr. neproduktívnych oblastí na životný priestor pre voľne žijúcu zver. V poslednej časti tohto príspevku sa budem niektorým týmto konceptom venovať podrobnejšie.
Optimalizácia vstupných látok
Kde začať? Prvým rozhodujúcim krokom pri prechode smerom k zdravej pôde je zlepšenie účinnosti vstupných látok. Veľmi prospešné je znížiť množstvo aplikovaných hnojív a ochranných prípravkov a frekvenciu aplikácie. Zlepšenie účinnosti vstupných látok súčasne znamená menšie náklady na jednotlivé faktory - tzn. dodatočný prínos pre rentabilitu firmy; menšie využívanie prevádzkových prostriedkov môže mať tiež pozitívny vplyv na životné prostredie2. Dáta z viac ako 800 pokusov ukázali, že rastliny využili v priemere len 51 % dusíkatých hnojív (N) aplikovaných na obilí3. Fosfor (P) sa síce neodparuje zďaleka tak rýchlo ako N, napriek tomu je veľmi náchylný k reakciám - aplikované dávky sa rýchlo vstrebávajú do pôdneho povrchu a spájajú sa v organicko-minerálne a katiónové/aniónové zlúčeniny. Môže sa stať, že viac ako 80 % fosforu aplikovaného ako hnojivo nie je už krátko po aplikacii4 rastlinám k dispozícii, čo je dôvodom hrozivo nízkej účinnosti využitia fosforečných hnojív 10 až 15 % 5.
Existuje nespočetné množstvo stratégií, s ktorými môžu poľnohospodári účinnosť vstupných látok vylepšiť. Rád by som podrobne opísal štyri z nich:
- komplexné riadenie živín,
- vstupné látky na báze uhlíka,
- ošetrenie osiva a
- rozpustené látky, ktoré sa aplikujú na listy.
Každý poľnohospodársky podnik - či už sa zameriava na zdravú pôdu alebo nie - by mal samozrejme pracovať na zlepšovaní využitia živín. Tieto stratégie sú tak univerzálne použiteľné pre takmer všetky pestovateľské systémy.
Prvá stratégia, komplexné riadenie živín, cieli na kombinovanie mnohých metód a všetkých možných vstupných zdrojov tak, aby sa produkcia zvýšila. To môže zahŕňať kombinované využívanie anorganických živín, organických prísad, biologických hnojív, biologických stimulátorov, odpadových a vedľajších produktov, zelených hnojív, medziplodín a zmesových plodín (najmä so zeleninou)6. Komplexné riadenie živín znamená využívanie rôznych druhov vstupných látok a prispôsobovanie množstva živín a doby aplikácie požiadavkám rastliny (čo sa často monitoruje a hodnotí pomocou pôdnych analýz a analýz listov), s cieľom dosiahnuť presné nastavenie množstva hnojiva a časov a súčasne znížiť straty a zvýšiť účinnosť vstupných látok a výnos.
Používanie vstupných látok na báze uhlíka znamená, že spolu so všetkými vstupnými látkami, všeobecne hnojivami a pesticídmi, budú rastliny prijímať aj zdroj uhlíka (C). Známy pedológ Rattan Lal z Carbon Management and Sequestration Center na Univerzite Ohio State často vysvetľoval, že revolúcia NPK vlastne musí byť revolúciou CNPK, ktorá bude zahŕňať aj vyváženejší uhol pohľadu na úlohu uhlíka pri riadení úrodnosti pôdy. Klasickým príkladom je využívanie minerálnych hnojív spolu s hnojivami organickými. Ďalšími zdrojmi uhlíka, ktoré sa často miešajú so vstupnými látkami, sú melasa, kyselina humínová, kyselina fulvinová, extrakty z rias, amínové kyseliny, rybie hydrolyzáty alebo iné rastlinné extrakty7. Tieto zdroje uhlíka sa môžu v rámci aplikácie granulovaných hnojív zmiešať s tekutinami a použiť pre postrek do riadku alebo na listy. Zdroje uhlíka sa môžu miešať aj s bežnými syntetickými živinami a aplikovať ako granulované plnohodnotné hnojivá na báze uhlíka pripravené k priamemu8,9 použitiu.
Tretia možnosť, ošetrenie osiva, predstavuje obzvlášť účinnú metódu, ako rastlinám živiny poskytnúť - aplikáciou veľmi malých vstupných množstiev priamo na osivo sa dá enormne zvýšiť účinnosť vstrebávania oproti vstupným látkam, ktoré sa aplikujú len do pôdy. Existuje mnoho prác, ktoré sa ošetrením minerálnymi živinami10,11 zaoberajú. Naviac je u poľnohospodárov zrejmý trend používať viac bio hnojív a bio stimulátorov, pretože tieto vstupné látky na biologickej báze efektívnejšie podporujú pôdnu mikroflóru, čo dokazujú napr. úžasné odnože, ktoré som ja sám mohol po aplikácii takýchto bio vstupných látok pozorovať. Ako príklad môžu slúžiť bio hnojivá, napr. extrakty kompostu a kompost, špeciálne mikrobiálne očkovacie látky (napr. mikorhizia, alebo baktérie viažuce dusík) alebo zmes rôznych známych mikrobiálnych druhov. Bio stimulátory často obsahujú také látky ako melasa, kyseliny humínové a extrakty z rias.
Aplikácia na listy, štvrtá stratégia, je všeobecne považovaná za efektívnejšiu a hospodárnejšiu ako vstupné látky, ktoré sa aplikujú do pôdy12. Tie majú skôr sklon k vylúhovaniu, vypareniu alebo zlúčeniu sa s inými kontraproduktívnymi minerálmi. Pri aplikácii živín priamo na listy rastliny sa tieto vzájomné vzťahy a nerovnováhy v pôde dajú obísť. Aj keď látky aplikované cez listy môžu byť efektívnejšie, môžu tiež pomerne výrazne kolísať. Existujú určité obmedzenia a odporúčania, ako zabezpečiť primerané a úspešné vstrebávanie. Pozrime sa na niektoré z týchto faktorov ešte raz pozornejšie.
Cielená účinnosť pri aplikácii na listy
Existuje rad premenných, ktoré úspech aplikácie na listy ovplyvňujú. Preto je pri rozhodovaní nutné zohľadniť celý rad faktorov. Táto téma by vystačila na celú prednášku, ale pre úvod do problematiky by som rád uviedol aspoň niektoré kľúčové informácie: Listy prijímajú živiny hlavne dvoma spôsobmi: cez prieduchy a cez mikropóry v kutikule. Ak pochopíme tieto dva spôsoby, môžeme aplikáciu plánovať cielenejšie. Pretože prieduchy sa nachádzajú na spodnej strane listov a mikropóry na oboch stranách (a najmä pri koreni trichómov), je dôležité zabezpečiť, aby bol postrek nanesený na obe strany listu - pri oboch spôsoboch to predstavuje väčší povrch pre vstrebávanie. Prieduchy a mikropóry sa otvárajú tým viac, čím väčšie je vlhko, preto by aplikácia na listy mala prebiehať ideálne skoro ráno alebo neskoro večer13 viď obr. 2). Postrek by sa nemal aplikovať pri vysokých teplotách alebo počas dňa. To samozrejme môže byť pre veľké podniky ťažké - preto by sa mali ranné a večerné aplikácie uprednostniť na zraniteľnejších plochách, aby mali šancu sa správne vyvíjať. Čo sa postrekovej kvapaliny týka, je nutné vziať do úvahy aj také faktory ako rozpustnosť živín, cheláty, koncentráciu živín, hodnotu pH kvapaliny a prostriedok pre priľnavosť za mokra.
- Rozpustnosť: Pre optimálne preniknutie listom musia byť vstupné živiny rozpustné vo vode.
- Chelatácia: Zdroj uhlíkov je nutné vždy kombinovať tak, aby boli minerálne živiny komplexné. Zlepší sa tak prenikanie a zabráni sa kontraproduktívnym vzájomným vzťahom medzi živinami - veľmi vhodné sú melasa, kyseliny fulvinové, aminokyseliny a riasy.
- Koncentrácia živín: Ak je koncentrácia postrekovej kvapaliny príliš riedka, bude príjem cez povrch listov pomalý. Dobrým ukazovateľom je elektrická vodivosť (EC) postrekovej kvapaliny 1,5 až 3 mS/cm; tá sa dá ľahko zmerať EC meracím prístrojom.
- Hodnota pH kvapaliny: Všeobecne je ideálna hodnota okolo 6, nezávisle na tom, aké maximálne alebo minimálne hodnoty sú pre špeciálne vstupné látky alebo funkcie dané. Veľmi tvrdá voda s vysokou hodnotou pH by sa mala pred zmiešaním s živinami upraviť.
- Prostriedok pre priľnavosť za mokra: zvyšuje dobu priľnutia a odolnosť proti dažďu.
Starostlivý výber postrekovej zmesi a doby aplikácie môže významne prispieť k lepšej reakcii rastliny na aplikáciu na listy. Ak rozumieme faktorom, ktoré ovplyvňujú príjem a využitie rozpustených látok aplikovaných na listy, nemusíme už len „dúfať v najlepšie" alebo „naniesť postrek a modliť sa".
Ako ďalej?
Zlepšiť účinnosť vstupných látok a používať ich tak pri pestovaní menej - to je perfektný východiskový bod pre prechod na poľnohospodárstvo orientované na zdravú pôdu. Tento proces má tak ekonomické ako aj ekologické výhody. Ak sa rozhodnú poľnohospodári pre tento prvý krok, môžu doň začleniť aj proces náhrady vstupných látok - hnojivá a pesticídy sa pritom nahrádzajú vstupnými látkami na biologickej báze. Napríklad dusíkaté hnojivá je možné nahradiť baktériami viažúcimi dusík alebo fungicídy rastlinnými extraktmi hubiacimi plesne. Pri týchto biologických alternatívach je k dispozícii celý rad zmesí a látok a my sa v budúcom príspevku (bude zverejnený online) budeme venovať využitiu týchto materiálov. V tretej časti série, ktorá bude tiež uverejnená online, pôjde o organickú pôdnu hmotu, zvlášť sa zameriame na koncept tvorby organickej pôdnej hmoty, ktorý je momentálne aktuálny. V posledných rokoch rástol záujem o túto oblasť a vzniklo mnoho nových štúdií a nových nápadov ohľadne kvality organickej pôdnej hmoty; sú tak výzvou pre prehodnotenie nášho skoršieho uvažovania. Tieto prvé tri články sa zaoberajú zlepšením zdravia pôdy. Ich cieľom je vytvoriť základ pre štvrtý a posledný príspevok (bude uverejnený v terraHORSCH), ktorý sa bude zaoberať zmenou systému - zmenou pestovateľského systému integrovaním väčšej biodiverzity a ekologického myslenia. K tomu patrí najmä diskusia o zvýšení rozmanitosti rastlinných druhov v rámci pestovateľských oblastí, bude sa však zaoberať aj rolou chovu dobytka na pastvinách, stromami a riadením nevýrobných oblastí, napr. okrajov polí.
Tu nájdete podrobnejšie informácie o skúmaní pôdy a pôdnej aktivite.
Odkazy na zdroje
- 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