Put do zdravog zemljišta
napisao Joel Williams
O zemljištu se u zadnje vreme jako puno diskutuje. Toliko da izgleda kao da smo usred renesanse zdravlja zemljišta. Poljoprivrednici širom sveta se ponovo bave važnošću i potencijalom njihovog najvrednijeg poseda.
Koliko je zemljište vredno, toliko je i ranjivo. Neke statistike o globalnoj eroziji i degradaciji zemljišta su blaže rečeno alarmantne. Zdravlje tla se pojavljuje kao jedna mera kontrateže. U pokušaju da razumemo, definišemo i zaštitimo zemljište, postoje napori da unapredimo naše shvatanje izuzetno kompleksnog sveta pod našim nogama – bilo satelitskim slikama visoke rezolucije, bilo ispitivanjem zemljišta pomoću naših sopstvenih čula.
Zdravlje zemljišta: sastanak u sredini
Na mojim putovanjima stalno primećujem da zemljište i zdravlje zemljišta zbližavaju poljoprivrednike koji tako pronalaze zajednički jezik, možda više nego bilo šta tokom mnogih decenija. Izgleda da postoji sredina između „konvencionalnog“ i „organskog“. Ovi principi proizvodnje donekle se preklapaju i preklapaju jedan u drugi – ali se takođe kristališu u raznolikost hibridnih poljoprivrednih sistema, bez obzira na naziv. Sistema koji su fleksibilni, prilagodljivi, dinamični, ali koji i dalje mogu da se primene na čitav niz tipova zemljišta, klimatskih uslova ili parametara životne sredine. Principi su ti koji vode ove sisteme, a ne pristup po kojem jedno rešenje odgovara svima ili “poljoprivreda po receptu”, gde je koncept upravljanja uvek 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 primene na terenu.
O autoru: Joel Williams
Drago mi je što imam priliku da napišem nekoliko članaka za terraHORSCH. Ja sam nezavisni savetnik za zdravlje biljaka i zemljišta sa posebnim fokusom na biologiju zemljišta, ishranu biljaka i holističke pristupe proizvodnji hrane. Veći deo mog posla se sastoji od savetovanja i u mnogim delovima sveta sam održao predavanja pred poljoprivrednim stručnjacima. Radim uglavnom u Evropi, Australiji i Kanadi (gde trenutno živim). Potičem iz Australije, gde sam studirao poljoprivredne nauke i zatim radio kao savetnik u programima hemije zemljišta i ishrane biljaka kao i upotrebe organskog đubriva. Nakon što sam se preselio u Veliku Britaniju i radio u Evropi, počeo sam da se više zanimam za biologiju zemljišta, kompostiranje i sisteme 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 integrisane proizvodnje.
Uključivanje diverziteta
Još jedna zajednička stvar ovih hibridnih sistema je redizajn, kako bi se postigao multifunkcionalni fokus koji prevazilazi čistu proizvodnju hrane. Zaista, načini gajenja mogu postići različite ishode.
Proizvodnja hrane i zaštita ekosistema se ne moraju međusobno isključivati. Međutim, sistemi moraju biti dizajnirani za takve ishode, a to obično znači uključivanje diverziteta. Debata ne mora stati na tome koji je sistem bolji ili lošiji, već jednostavno da prizna da se svi sistemi proizvodnje mogu poboljšati dizajniranjem većeg diverziteta. Ovaj koncept se lepo vidi na sl. 1. – stvarno nije bitno gde se nalazi sistem proizvodnje niti kako je definisan negde duž tog kontinuuma na dnu trougla (od konvencionalnog do organskog). Ključno je koliko dobro sistem proizvodnje integriše više diverziteta (vrh trougla). To bi moglo obuhvatiti prakse poput gajenja međuuseva ili mešovitih 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 poslednjem delu ovog članka.
Optimizacija inputa
Gde da počnemo? Kritični prvi korak ka zdravlju zemljišta uključuje poboljšanje efikasnosti inputa. Brojne su koristi od smanjenja učestalosti i/ili količine đubrenja i sredstava za zaštitu bilja. Poboljšanje efikasnosti inputa znači manje troškova – dobitak za profitabilnost gazdinstva i životnu sredinu. Podaci iz preko 800 eksperimenata su pokazali da su žitarice apsorbovale u proseku samo 51% azotnog đubriva (N) kojim su đubrene. Iako fosfor (P) nije tako isparljiv kao N, veoma je reaktivan – unete količine se brzo adsorbuju na površini zemljišta i vezuju u organsko-mineralne i katjon-anjonske veze. Više od 80% P đubriva može postati nedostupno biljkama ubrzo nakon unošenja, što znači da imaju zastrašujuće nisku efikasnost od 10 do 15%.
Postoje bezbrojne strategije pomoću kojih poljoprivrednici mogu poboljšati efikasnost inputa. Ja ću se ovde fokusirati na četiri:
- integrisano upravljanje hranljivim materijama,
- inputi zasnovani na ugljeniku,
- tretiranje semena i
- folijarna aplikacija.
Naravno, svako gazdinstvo, bez obzira na to da li se fokusira na zdravlje zemljišta ili ne, treba da poboljšava iskoristivost hranljivih materija, tako da se ove strategije mogu primeniti u gotovo svim sistemima proizvodnje.
Prva strategija, integrisano upravljanje hranljivim materijama (INM), se odnosi na kombinovanje mnogih strategija i svih mogućih izvora inputa radi upravljanja proizvodnjom. To može uključivati upotrebu neorganskih hranljivih materija, organskih dodataka, organskog đubriva, biostimulanata, otpadaka i nusproizvoda, zelenog đubriva, međuuseva i mešovitih kultura (posebno sa mahunarkama)6. Integrisano upravljanje hranljivim materijama znači upotrebu različitih vrsta inputa kako bi se količina hranljivih materija i vreme aplikacije uskladila prema potrebama useva – često se kontroliše i procenjuje analizom zemljišta i lista – a sve sa ciljem da se usklade količina i vreme đubrenja, smanje gubici i povećaju efikasnost inputa i prinosi.
Druga strategija, upotreba inputa zasnovanih na ugljeniku, se odnosi na uključivanje izvora ugljenika (C) sa svim inputima – obično đubrivom i pesticidima. Eminentni stručnjak za zemljište Rattan Lal iz Centra za upravljanje i sekvestraciju ugljenika na Državnom univerzitetu u Ohaju (SAD) je često izjavljivao da je NPK revolucija trebalo da bude CNPK revolucija koja bi uključivala uravnoteženiji fokus na ulogu C u plodnosti zemljišta. Klasičan primer za to bila bi upotreba mineralnih đubriva zajedno sa organskim đubrivom. Drugi izvori ugljenika koji se često mešaju sa inputima uključuju melasu, huminsku i fulvinsku kiselinu, ekstrakte morskih algi, aminokiseline, hidrolizate ili druge biljne ekstrakte7. Ovi izvori C mogu se mešati sa tečnostima za injektiranje u setvenu brazdu ili za folijarnu primenu ili se mogu koristiti za oblaganje granuliranih đubriva8,9.
Treća strategija, tretiranje semena, nudi posebno efikasan način isporuke hranljivih materija – oblaganje semena vrlo malom količinom inputa može enormno poboljšati efikasnost u poređenju sa inputima koji se unose u zemljište. Postoje mnogi radovi na temu ovih tretmana mineralnim hranljivim sastojcima10,11. Mada primećujem trend kod poljoprivrednika da koriste više organskog đubriva i biostimulanata, jer ovi inputi izgleda efikasnije podržavaju mikrobiotu zemljišta – to dokazuju fantastični rizomi koje sam lično video. Primeri uključuju organska đubriva poput ekstrakta komposta i glistenjaka, posebne mikrobne inokulante (recimo mikoriza ili bakterije koje vezuju azot) ili mešavinu 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 hranljivih sastojaka može zaobići ove interakcije i neravnotežu u zemljištu. Iako folijarni inputi mogu biti efikasniji, mogu biti prilično promenljivi i postoji nekoliko važnih ograničenja i razmatranja kako bi se osiguralo adekvatno apsorbovanje i uspeh – hajde da detaljnije istražimo neke od ovih faktora.
Ciljana efikasnost sa folijarnom aplikacijom
Ima mnogo varijabli koje utiču na uspeh folijarne primene i shodno tome mnogo faktora koje treba uzeti u obzir prilikom formulisanja i primene folijarnih inputa. Ova tema bi lako mogla da bude samostalni članak, ali za sada ću da sumiram nekoliko ključnih razmatranja. Hranljive materije se preko lista apsorbuju na dva načina: preko stoma i mikropora u kutikuli. Razumevanje 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 obe 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 izbegavati prskanje na velikim temperaturama ili tokom dana. Shvatam da je na velikim gazdinstvima 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 rastvorljivost hranljivih materija, helacija, koncentracija hranljivih materija, pH vrednost sredstva i okvašivači:
- Rastvorljivost: za optimalni ulazak u list, inputi moraju biti rastvorljivi u vodi.
- Helacija: uvek treba kombinovati izvor ugljenika sa helatima ili kompleksnim hranljivim mineralnim materijama. Tako se poboljšava difuzija i sprečavaju kontraproduktivne reakcije između hranljivih materija – melasa, fulvinska kiselina, aminokiseline, alge su savršeno pogodne.
- Koncentracija hranljivih materija: 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 smernica i lako se može izmeriti pomoću EC merača.
- pH vrednost sredstva za prskanje: generalno je idealna vrednost 6, bez obzira na minimalne ili maksimalne vrednosti za određene inpute ili funkcije. Veoma tvrdu vodu sa velikom pH vrednošću pre mešanja treba tretirati pre dodavanja hranljivih materija.
- Okvašivači: povećavaju vreme prianjanja i otpornost na kišu.
Pažljivi izbor mešavine za prskanje i vremena prskanja može značajno poboljšati reakciju biljke na folijarnu aplikaciju. Razumevanje faktora koji utiču na apsorpciju i korišćenje rastvorenih materija koje su nanete na list može pomoći u prevazilaženju pristupa „nade u najbolje“ ili „prskaj i moli se“.
Šta dalje?
Poboljšanje efikasnosti inputa, a time i korišćenja manje količine inputa u sistemu proizvodnje je savršena polazna tačka za zdravlje zemljišta. Kod ovog procesa postoji i ekonomski i ekološki dobitak.
Dok poljoprivrednici idu kroz ovu prvu tranziciju mogu integrisati proces zamene inputa – zamenom đubriva i pesticida za više organske inpute. Na primer, zamena N đubriva bakterijama koje vezuju N ili fungicida fungicidnim biljnim ekstraktima. Kod ovih bioloških alternativa postoji mnoštvo jedinjenja i supstanci i upotrebu ovih materijala ćemo istražiti u sledećem članku (objavljen na internetu). Treći deo ove serije, takođe objavljen na internetu, pokrivaće organske materije u zemljištu (SOM) sa posebnim fokusom na koncept formiranja organske materije u zemlji. Poslednjih godina postoji veliko interesovanje za organske materije 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 poslednji članak (koji će objaviti terraHORSCH), a koji će se fokusirati na redizajn sistema – redizajniranje sistema 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