Úvod do poľnohospodárskych systémov a ich vplyvu na biodiverzitu a úrodnosť pôdy na Slovensku
Poľnohospodárstvo je odvetvie hospodárstva pozostávajúce z rastlinnej výroby, živočíšnej výroby a služieb pre tieto sektory. V minulosti sa poľnohospodárstvo občas zahŕňalo aj lesníctvo, pričom pojem poľnohospodárstvo bol identický s pojmom pôdohospodárstvo. Hlavnou úlohou poľnohospodárstva je zabezpečenie výživy obyvateľstva. Hlavným výrobným prostriedkom je pôda. Charakteristickou činnosťou v poľnohospodárstve je obrábanie pôdy, pestovanie kultúrnych plodín a chov hospodárskych zvierat. Hlavnými produktami poľnohospodárskej výroby sú potraviny pre obyvateľstvo a krmoviny pre hospodárske zvieratá, pričom vedľajšími sú suroviny pre potravinársky a ľahký priemysel. Široké spektrum činností v poľnohospodárstve podrobne skúmajú a vyvíjajú poľnohospodárske vedy.
Charakteristickou črtou poľnohospodárskej výroby je viazanosť na pôdu. Pôda je zdrojom pre potraviny a suroviny, bez ktorých by rozvoj ľudskej civilizácie nebol možný. Priemerná rozloha poľnohospodárskej pôdy na Slovensku v roku 2001 bola 2450 tisíc hektárov. Na jedného obyvateľa pripadalo 0,45 ha poľnohospodárskej pôdy. Poľnohospodárstvo má dôležitú funkciu v starostlivosti o krajinu a je priestorovo najrozsiahlejšou činnosťou človeka na Zemi. Aj napriek takejto rozhodujúcej funkcii sa k pôde správame „macošsky“.
Typy poľnohospodárskych systémov
Existujú rôzne prístupy k poľnohospodárstvu, ktoré majú svoje silné a slabé stránky. Cieľom trhovo orientovaných systémov, ako je konvenčné intenzívne poľnohospodárstvo (KIP), je dosiahnutie maximálneho zisku z produkcie. Usilujú sa o čo najväčšie rozdiely medzi nákladmi a príjmami, čo prináša so sebou základný rozpor medzi ziskom a prírodným prostredím.
Smer orientovaný na rozvoj ekosystémov, kam spadá prevažná väčšina alternatívnych systémov, chápe poľnohospodárstvo ako činnosť zameranú na tvorbu fungujúcich agroekosystémov, zabezpečujúcich dostatočnú a trvalú produkciu kvalitnejších potravín. Preto bol logicky vytvorený aj stredný smer integrujúci prednosti oboch vyššie uvedených systémov. Tento smer sa nazýva integrovaná produkcia (IP) a vznikol ako tzv. V relatívne krátkej budúcnosti by sme mohli očakávať, že v podmienkach Slovenska budeme na 30 % poľnohospodárskej pôdy využívať integrovanú produkciu.
Konvenčné intenzívne poľnohospodárstvo (KIP)
Konvenčné intenzívne poľnohospodárstvo, aj napriek tomu, že je náročné na vysoké vklady (tak energetické, ako aj finančné), stále je v našich agroklimatických podmienkach (predovšetkým v tých najprodukčnejších) najvýkonnejším a hlavne najspoľahlivejším systémom hospodárenia na pôde v trhovom systéme hospodárstva. Pokiaľ však ide o jeho negatívne vplyvy na základné zložky a systémy krajinného priestoru vrátane človeka a ľudskej spoločnosti ako takej, respektíve ohrozenosti života na Zemi, je jedným z významných zdrojov. Preto v niekoľkých ostatných desiatkach rokov sa snažíme hľadať také systémy hospodárenia na poľnohospodárskej pôde, ktoré by tieto jeho negatíva významne obmedzili, prípadne až úplne eliminovali.
Ekologické poľnohospodárstvo a integrovaná produkcia
Ekologické poľnohospodárstvo má na Slovensku pozitívny trend vývoja. Postupne sa plocha poľnohospodárskej pôdy obhospodarovaná týmto systémom zväčšuje a v súčasnosti prekročila 10 % z plochy poľnohospodárskej pôdy. Zámer do roku 2030 obhospodarovať ekologickým poľnohospodárstvom 13,5 % poľnohospodárskej pôdy je reálny a je možnosť aj naplniť cieľ EÚ, ktorý predstavuje 15 %.
Na Slovensku máme okolo 40 % poľnohospodárskej pôdy v oblastiach (s veľmi rozptýleným osídlením, lúčno-pasienkové), v ktorých by bolo najvhodnejším systémom hospodárenia práve ekologické poľnohospodárstvo a integrovaná produkcia, v rámci ktorých by sa vhodne mohli uplatňovať pôdoochranné systémy. Náš spôsob hospodárenia nie je príliš vzdialený od integrovanej produkcie a tiež od ekologického poľnohospodárstva. V súvislosti so súčasným trendom pre poľnohospodárstvo v EÚ by bolo vhodné túto skutočnosť využiť, implementovať značnú časť poľnohospodárskych plôch do integrovanej produkcie a do ekologického poľnohospodárstva.
V horizonte asi tak jednej generácie by na Slovensku, ako už bolo spomínané, pomer medzi konvenčnou - intenzívnou produkciou, integrovanou a ekologickou mohol byť 30 % - 40 % - 30 %. Pri veľmi rozumnom vyjednávaní na pôde EÚ by pri takejto stratégii mohlo do slovenského poľnohospodárstva plynúť podstatne viac finančných zdrojov, než aké dostávame dnes. Paradoxom by mohlo byť to, že aj napriek prevažujúcim proekologickým systémom hospodárenia na poľnohospodárskej pôde Slovenska by sa týmto poľnohospodárstvo u nás mohlo „zintenzívniť“, respektíve mohli by sme takýmto spôsobom výrazne zvýšiť poľnohospodársku produkciu. Čo by viedlo k primeranejšej sebestačnosti, vyššej zamestnanosti, lepšej prosperite poľnohospodárov, ku kvalitnejším potravinám a súčasne s tým by sme napĺňali aj požiadavky na ochranu zložiek a systémov životného prostredia.
Degradácia a ochrana poľnohospodárskej pôdy na Slovensku
Pôda je základným výrobným prostriedkom poľnohospodárstva. Aj napriek takejto jej rozhodujúcej funkcii, správame sa k našej pôde „macošsky“. Pokiaľ podiel evidovanej ornej pôdy z evidovanej poľnohospodárskej v roku 2001 bol okolo 62 %, podiel využívanej ornej pôdy z využívanej poľnohospodárskej pôdy v roku 2020 bol o 10 % vyšší a predstavoval takmer 72 %. Niektoré zdroje uvádzajú, že za ostatných 15 rokov sme na Slovensku prišli o 70 000 ha poľnohospodárskej pôdy a od vzniku samostatnej Slovenskej republiky (1993), do roku 2020 to je 110 000 ha. Matematicky sú tu veľké rozdiely v neprospech využívanej pôdy tak poľnohospodárskej, ako aj ornej. Poľnohospodárska pôda zaniká aj výstavbou ciest, priemyselných, obchodných a obytných objektov, ale aj neobrábaním (nevyužívaním) a zarastaním plôch. Od vzniku samostatnej Slovenskej republiky do roku 2020 podiel zastavaných plôch vzrástol o 110 257 ha. Rozloha záhrad oproti roku 1998 klesla o vyše 66 %, plocha sadov a viníc spolu takmer o 19 %.
Zmeny v štruktúre pestovaných plodín
Trhový mechanizmus sa prejavil aj v zmene štruktúry pestovaných plodín. Plocha energetických plodín (kukurica, repka, slnečnica a pod.) sa zvýšila takmer o 200 %. Najväčší pokles zaznamenalo pestovanie krmovín, repy cukrovej, zemiakov, chmeľu, viniča hroznorodého, ovocia a zeleniny. Plochy zeleniny v období rokov 1998 až 2006 poklesli až o 82 % a plochy obilnín o 12 %. Veľký pokles zaznamenalo používanie priemyselných hnojív - z 268 kg č. ž. NPK na ha poľnohospodárskej pôdy v roku 1988, na 84 kg č. ž. NPK na ha využívanej pôdy v roku 2020.
Predchádzajúce údaje v podstate svedčia o tom, že vo všeobecnosti dnes o poľnohospodárstve na Slovensku sa nedá hovoriť ako o intenzívnom, ale skôr o proekologickom ako je Low-input spôsob hospodárenia - LIS. Tento spôsob hospodárenia nie je príliš vzdialený od integrovanej produkcie a tiež od ekologického poľnohospodárstva.
Pôdoochranné systémy obrábania pôdy
Pre pôdoochranný (konzervačný) systém obrábania pôdy je dôležitou podmienkou to, aby minimálne 30 % pozberových zvyškov po predplodine zostalo na povrchu pôdy. Z toho nepriamo vyplýva, že by malo ísť o bezorbovú technológiu s rozličným množstvom nastielanej hmoty a s rozličným spôsobom kyprenia pôdy, až po priamu sejbu do neobrábanej pôdy. Takéto pôdoochranné obrábanie pôdy je porovnateľne využiteľné nielen v ekologickom poľnohospodárstve (EP), ale aj v integrovanej produkcii (IP) a aj v konvenčnom intenzívnom poľnohospodárstve (KIP).
Význam pôdoochranného obrábania pôdy sa zvyšuje s rizikom ohrozenia pôdy predovšetkým eróziou, nedostatočnou návratnosťou organickej hmoty do nej a pod. V rámci EP a pôdoochrannej technológie (ale aj v IP a aj v KIP) by bolo vhodné používať aj ďalšie prvky proekologického hospodárenia, ako napríklad nastielanie pôdy (väčším množstvom nastielanej hmoty, než to vyžaduje vlastné pôdoochranné obrábanie) a podobne. Tu je najdôležitejšie dlhodobo zabezpečiť neustály dostatok rastlinných zvyškov na povrchu pôdy a tento vytvorený systém nenarušiť orbou. Primárne by sme takto znížili rozklad (mineralizáciu) organickej hmoty v pôde a lepšie zachovávali jej prirodzenú úrodnosť.
Po niekoľkých rokoch sa významne zvyšuje retenčná (akumulačná - infiltračná) schopnosť pôdy pre vodu z dôvodu zlepšenia objemovej hmotnosti, pórovitosti, štruktúrnosti, spojitosti pórov a pod. Toto všetko sa zlepšuje v spojitosti so zlepšovaním biologických vlastností pôdy, ktoré primárne závisia od dostatku organickej hmoty rozličného pôvodu (pozberové zvyšky, zelené hnojenie) a od spôsobu hospodárenia s nimi (predovšetkým nastielanie). Narúšanie pôdy mechanickým spôsobom je potrebné minimalizovať až odstrániť (s výnimkou sejby).
Základom je, aby sme všetky organické látky, ktoré v procese poľnohospodárskych činností vyprodukujeme a nevieme ich finančne efektívne zhodnotiť, poskytli pôde, a to takým spôsobom, aby pôda opäť významne ožila (rozšírením a zvýšením biodiverzity tak makro-, ako aj mikroorganizmov a výrazným zvýšením ich aktivity). Vlastné pozberové zvyšky spravidla pri bilancovaní organickej hmoty v produkčnom procese tvoria zhruba iba polovicu množstva, ktoré potrebujeme na to, aby jej bilancia bola vyvážená.
Krycie plodiny a ich vplyv na zdravie pôdy
Krycie plodiny dobre zapadajú do všetkých zásad zdravia pôdy, pretože sa môžu používať na budovanie štruktúry pôdy bez mechanického narušenia, pokrývajú pôdu a poskytujú živý koreňový systém mimo vegetačného obdobia. Môžu byť účinným nástrojom na zvýšenie biodiverzity, najmä pomocou zmesí. Ak chceme zlepšiť poľnohospodársku pôdu, je nevyhnutné, aby sme sa na ňu pozerali ako na živý systém.
Koreňové systémy krycích plodín zlepšujú pórovitosť a drobivú štruktúru pôdy, čo pomáha rýchlejšej a hlbšej infiltrácii vody. Ak sa krycie plodiny používajú výlučne ako zelené hnojivo, sú vlastne len odčerpávačom vody, pretože rastliny v počiatočných fázach svojho vývoja odoberajú z pôdy značné množstvo vody. Problém sa ďalej zhoršuje aplikáciou zeleného hnojenia.
Kombinácia rôznych druhov plodín svojím individuálnym koreňovým systémom a dĺžkou koreňov podporuje výskyt rôznych mikroorganizmov v rôznych vrstvách pôdy. V tomto prípade sú medziplodiny užitočným doplnkom v osevnom postupe. Kultúry s rôzne hlbokými koreňmi dokážu rozbiť pevné štruktúry, aby sa v medzipriestore mohol zhromažďovať vzduch, voda, živiny a pôdne organizmy. Medzi vrstvami pôdy sa môžu vytvoriť nové spojenia. Okrem toho pôdne organizmy, ako napríklad dážďovky, konsolidujú štruktúru pôdy. Vrchná vrstva pôdy by mala podľa možnosti pozostávať z jemnej drviny a mala by byť premiešaná zvyškami úrody a jemnými koreňmi. V podorničnej vrstve by sa mala dosiahnuť jednozrnná alebo agregátna štruktúra s makropórmi bez škodlivého zhutnenia. Ak takéto štruktúry existujú, je dôležité ju udržiavať, okrem iného aj pestovaním zmesí krycích plodín.
Agro-silvo-pastorálne systémy
Je najvyšší čas začať nielen teoreticky, ale aj prakticky uplatňovať prvky, respektíve systémy agro-silvo-pastorálne (orná pôda - les, respektíve stromy pre poľnohospodárske využitie - trávne porasty), ktoré by tiež boli v spomínaných oblastiach (a nielen v nich) efektívne využiteľné. Aj význam agro-silvo-pastorálnych systémov sa spravidla zvyšuje s mierou ohrozenia pôdy podobnými faktormi, ako boli uvedené pri pôdoochrannom obrábaní. Ďalším veľmi dôležitým dôvodom pre využívanie týchto systémov v najprodukčnejších oblastiach - čiže v oblastiach, kde prevažuje konvenčné - intenzívne poľnohospodárstvo, je veľký nedostatok „zelenej infraštruktúry“, respektíve chýbajúci ÚZES - Územný systém ekologickej stability.
Genetika a jej význam v poľnohospodárstve
Genetika má rozhodujúci význam pre poľnohospodárstvo, keďže umožňuje zlepšiť kvalitu a výnos plodín. Pochopením genetickej podstaty dedičnosti a variability znakov a vlastností rastlín je možné identifikovať požadované vlastnosti a produkovať plodiny, ktoré sú vhodnejšie pre ich prostredie a odolnejšie voči škodcom a chorobám.
Genetické technológie možno použiť na vytvorenie nových odrôd plodín so zlepšenými vlastnosťami, ako je odolnosť voči herbicídom alebo zvýšená nutričná hodnota. Súčasné nástroje výskumu štruktúry a funkčnosti rastlinného genómu umožňujú pochopiť vývin rastlín v komplexných interakciách s vnútornými a vonkajšími faktormi organizmu a prostredia, ďaleko za hranicou vedomostí, ktorými doteraz disponujeme. Kombinácia tradičných postupov šľachtenia a nástrojov genomiky vedie k inovatívnym postupom šľachtenia založených na princípoch genomiky.
Jedným z hlavných cieľov je aj pochopiť hodnotu genetických zdrojov rastlín pre výživu a poľnohospodárstvo a dôvody ich uchovávania a ochrany. Pokiaľ ide o súčasný stav využívania genetických zdrojov rastlín na zabezpečenie potravinovej dostatočnosti sveta, viac ako 60 percent celkovej rastlinnej produkcie tvorí iba šesť hlavných plodín - trstina cukrová, kukurica, pšenica, ryža, palma olejová a zemiaky. Štatistiky poukazujú aj na obrovský potenciál nových, menej využívaných alebo zanedbaných a zabudnutých rastlinných domestikovaných rastlín, ktoré môžu významnou mierou prispieť k zlepšeniu výživy, potravinovej bezpečnosti a genetickej odolnosti. Zároveň je obrovský priestor v počte rastlinných druhov, ktorých potenciál ešte nebol objavený, alebo dostatočne ocenený. V súčasnosti je na svete opísaných vyše 350 000 druhov rastlín, pričom tisíce nových identifikovaných druhov sa každoročne pridáva na globálny zoznam. Z týchto známych rastlín je možno viac ako 7 000 podrobnejšie zadokumentovaných druhov. Predpokladá sa však, že možno až 30 000 druhov rastlín je jedlých, z nich aspoň 7 000 už bolo do istej miery upravených na potravinárske a poľnohospodárske účely. Avšak len zlomok z nich sa využíva na ľudskú výživu. Podľa štatistík FAO približne 255 druhov rastlín zabezpečuje podstatnú časť potravy pre ľudí na celom svete.
Geneticky upravená pšenica
Čínski vedci geneticky upravili pšenicu tak, aby bola odolná voči hubám. Zároveň dosahovala rovnaký rast ako jej neupravené kmene. Takto upravená obilnina by umožnila používať menej pesticídov. Upravené kmene pšenice boli odolné voči múčnatke, ktorá pri rozšírení dokáže zničiť až 40 percent úrody na poliach.
Výskumníci z Čínskej akadémie vied (ČAV) nadviazali na predošlé výsledky svojich kolegov. Tým sa koncom minulého storočia podarilo vyšľachtiť druh jačmeňa, ktorý bol odolný voči hubám a dokázal zároveň vyprodukovať dostatočné výnosy. Rezistenciu voči múčnatke mal vďaka zmutovanému génu s názvom MLO. Ten spôsobuje zhrubnutie bunkových stien vo chvíli, keď sa patogén snaží preniknúť do bunky.
Odborníci z ČAV začali pred niekoľkými rokmi skúmať, ktoré gény nesú požadované funkcie v pšenici. Pomocou genetických úprav vrátane metódy CRISPR vytvorili šesť kópií génov MLO v pšenici. Vďaka takýmto úpravám môžu robiť výskumníci konkrétne zmeny v genóme v priebehu niekoľkých mesiacov. K podobným výsledkom by sa dostali aj šľachtením, to by však trvalo niekoľko rokov.
Testy podľa očakávaní ukázali, že geneticky upravená pšenica je odolná voči múčnatke. Vedcov však prekvapilo, že rástla rovnako dobre ako kontrolná vzorka neupravenej pšenice. Pri podrobnejšom skúmaní odborníci zistili, že pri úprave náhodou odstránili aj veľký úsek DNA na jednom chromozóme. Výsledkom toho začal byť aktívnejší iný gén - TMT3. Tento gén kóduje bielkovinu podieľajúcu sa na prenose molekúl cukru. Podľa vedcov táto zmena zapríčinila to, že rastlina rastie aj naďalej normálne. Gén TMT3 sa nachádza aj v ďalších plodinách, akými sú napríklad jahody, paprika či uhorky. Vedci by sa preto chceli ďalej zamerať na možnosti genetickej úpravy týchto plodín, ktoré sú na múčnatku taktiež náchylné.
tags: #kytica #polnohospodarskych #plodin