Účinky zmeny podnebia na rastlinnú výrobu
Účinky zmeny podnebia na rastlinnú výrobu
Zmeny podnebia majú ďalekosiahle následky na pestovanie poľnohospodárskych plodín.
1. Vplyv teploty
Vyššia priemerná ročná teplota posúva spektrum ovocných druhov na sever alebo do vyšších nadmorských výšok (UBA, 2005; PIK, 2009; DBV, 2007). V Nemecku pravdepodobne dôjde iba k nepodstatným zmenám. Predpokladá sa, že kultivácia sóje v juhozápadnom Nemecku bude možná do roku 2080 (UBA, 2005). Pestovanie kukurice na zrno bude navyše schopné expandovať ďalej do severného Nemecka (PIK, 2009). Zároveň sa zhorší vhodnosť na pestovanie raže, ovsa a zemiakov (UBA, 2005).
Na zvlášť suchých miestach v Brandenbursku možno očakávať, že budúce zvýšenie teploty bude mať za následok nedostatočnú dostupnosť vody, ktorá zníži výnosy. U obilia sa predpokladá priemerný pokles o 14 percent (PIK, 2009). Bez ohľadu na tento pokles výnosu je účinok hnojenia CO2. O tom bude reč v nasledujúcom.
Zvýšenie teploty vedie na jednej strane k skorej a zrýchlenej fenologickej fáze a na druhej strane k predĺženiu vegetačného obdobia. Profitujú z toho rastliny s dlhým obdobím dozrievania, napríklad proso a určité druhy kukurice. Existujú však aj plodiny, ktoré reagujú so znížením výnosu v dôsledku stúpajúcich teplôt (UBA, 2005). Zrýchlenie rastových fáz skráti fázu plnenia zrna so zodpovedajúcimi negatívnymi účinkami na kvalitu a množstvo výnosu. Ozimné obilniny potrebujú pre dobrý vývoj chladný stimul (vernalizáciu), ktorý už nebude možné v budúcnosti adekvátne zaručiť kvôli zvýšeniu teploty (PIK, 2009).
Kvôli menším rozdielom medzi dennými a nočnými teplotami sa kvalita zberaných produktov zhoršuje (tab. 1).
| pšenica | Zvýšenie obsahu dusíka v zrne |
| cukrová trstina | Zvyšovanie obsahu dusíka bráni kryštalizácii |
| Repka | Zber produktov |
| cukrová trstina | Zvyšovanie obsahu dusíka bráni kryštalizácii |
| Odrody kapusty | Repka |
Tabuľka 1: Zmeny kvality zberaných produktov (podľa PIK, 2009)
Uvidí sa, ako sa budú podrobne vyvíjať vlastnosti rôznych zozbieraných produktov, pretože zvyšujúci sa obsah CO2 vo vzduchu spôsobí aj zmeny v zložkách rastlín (PIK, 2009).
Vyššie teploty vedú k zvýšenému rozkladu a mineralizácii organických látok v pôde, a tým k zníženiu zásob uhlíka v pôde a strate úrodnosti pôdy (UBA, 2005). Ďalej, keď teplota stúpa a je nedostatok vody, existuje riziko, že pôda vyschne a bude náchylná na veternú eróziu (UBA, 2005). Eroziou sa odstráni úrodná pôda, ktorá sa stratí pri kultivácii rastlín na postihnutom mieste.
2. Vplyv prívodu vody
Klimatické prognózy do budúcnosti ukazujú, že ročný úhrn zrážok v Nemecku sa pravdepodobne zníži a bude v priebehu roka rozdelený inak. Zrážky budú klesať hlavne v zime a menej v lete. Pretože poľnohospodárska výroba je v jarných a letných mesiacoch výrazne obmedzená vodou, predpokladá sa, že sa nedostatok vody v budúcnosti zhorší, čo bude mať príslušné negatívne dôsledky pre rast rastlín. Dlhé sucho spôsobuje nezvratné poškodenie koreňov rastlín (UBA, 2005).
3. Vplyv klimatických výkyvov
Ďalšou výzvou sú klimatické výkyvy z roka na rok a zvýšený výskyt poveternostných extrémov.Škodám spôsobeným silnými zrážkami a krupobitím, ako aj extrémnym horúčavám a obdobiam sucha je možné zabrániť len veľmi ťažko. V minulosti opakovane viedli k stratám plodín. Je možné, že klimatické výkyvy medzi jednotlivými rokmi predstavujú najväčšie nebezpečenstvo pre poľnohospodársku výrobu. Pestovanie rastlín je obzvlášť ťažko zasiahnuté, keď sa v citlivých fázach rastu vyskytujú extrémne poveternostné podmienky (UBA, 2005).
4. Vplyv zvýšenia CO2
Zvyšujúca sa koncentrácia CO2 vo vzduchu má pozitívny vplyv na rast rastlín. CO2 je potrebný pre štruktúru látok v rastline (fotosyntéza). Väčšina našich kultivovaných rastlín v Nemecku patrí k rastlinám fotosyntézy typu C3. Súčasná koncentrácia CO2 pre ne ešte nie je optimálna. Zvýšenie koncentrácie CO2 v rastlinách C3 by viedlo k zvýšeniu fotosyntézy a nakoniec k výťažku („efekt hnojenia CO2“). Zatiaľ však nie je možné predvídať, či to tak bude aj z dlhodobého hľadiska, alebo či dôjde k určitému „návykovému efektu“.
V prípade rastlín, ako je kukurica a proso (typ fotosyntézy: rastliny C4), nedôjde k žiadnemu zvýšeniu výnosu, pretože tieto rastliny efektívne využívajú CO2 a v dnešných podmienkach sú už CO2 optimálne zásobované (UBA, 2005).
5. Účinky zmeny podnebia na tlak chorôb a škodcov/imigráciu nových druhov škodcov a dynamiku burín
Z dôvodu zvýšenia teploty sa môže určitý hmyz vyvinúť niekoľko generácií ročne. Miernejšie zimy tiež podporujú prežitie koreňových parazitov a mrazu citlivého hmyzu (PIK, 2009).
Uvedené klimatické zmeny majú podobný vplyv na burinu ako plodiny. Tiež sa navrhuje, aby účinnosť a absorpciu herbicídov mohla ovplyvniť zmena podnebia (PIK, 2009).
Kultivácia pôdy šetriaca vodu a pôdu ako adaptácia na zmenu podnebia
Pomocou miestne prispôsobeného obrábania pôdy je možné sa prispôsobiť meniacim sa klimatickým podmienkam. Pri tom by sa mali brať do úvahy niektoré vzťahy.
Poľnohospodári môžu ovplyvňovať rôzne vlastnosti pôdy rôznymi opatreniami na pestovanie rastlín. Napríklad pôdu chudobnú na živiny možno hnojiť, aby sa dosiahli dostatočne vysoké výnosy. Na druhej strane existujú aj pôdne parametre, ktoré je možné ovplyvniť len málo. Skladovanie pôdy pre vodu dostupnú pre rastliny je taká malá premenná a je určené predovšetkým zložením zrna a organickou pôdnou látkou. Je preto dôležité na jednej strane zabezpečiť udržanie obsahu humusu v pôde. Na druhej strane môže byť nahradenie použitej pôdnej vody ovplyvnené opatreniami na kultiváciu pôdy (Bischoff, Rücknagel a Hofmann, 2010).
Metódy konzervácie pôdy a tiež priamy výsev sa vyznačujú tvorbou vrstvy mulča v najvyššom pôdnom horizonte. To môže znížiť neproduktívne odparovanie a súčasne znížiť povrchový odtok zvýšenou infiltráciou (Bischoff, Rücknagel a Hofmann, 2010). Čím hlbšie je pôda obrábaná, tým viac vody sa stráca. Z tohto dôvodu sa na suchých stanovištiach osvedčili minimálne spôsoby obrábania pôdy (konzervatívne obrábanie pôdy, pásové obrábanie pôdy a priamy výsev (sejba bez obrábania pôdy)). Týmto spôsobom sa dá zvýšiť dostupnosť vody pre kultúrne rastliny (SMUL, 2009).
Počas zimy množstvo zrážok (ktoré sa v budúcnosti pravdepodobne zvýši) napĺňa pôdu dostatkom vody až do hlbších vrstiev. Týmto spôsobom je možné krátkodobo prekonať dažďový deficit na jar až do začiatku leta. Čím dlhšie slamený kryt chráni pôdu pred neproduktívnym odparovaním, tým vyššie sú zásoby vody (Bischoff, Rücknagel a Hofmann, 2010).
Problémy však môžu vzniknúť na lokalitách citlivých na zhutnenie, ak sa na pôde, na ktorej sa roky pracuje, pravidelne pracuje len na rovine. Štruktúra predtým spracovanej drviny má silnú tendenciu stláčať. Na získanie prehľadu o umiestnení kompresných zón je vhodná diagnostika rýľov. To umožňuje určiť štrukturálny stav pôdy (Bischoff, 2009). Plytké spracovanie pôdy alebo priamy výsev je možné aj na stránkach citlivých na zhutnenie. Je však potrebné vziať do úvahy niekoľko základných vecí. Podľa Kahntovej sa pôda uvoľňuje cez korene rastlín: „Minimálne technické obrábanie pôdy si vyžaduje intenzívnejšie biologické pestovanie prostredníctvom vlákien a koreňových koreňov“ (Kahnt, 2008).
Úspešná realizácia priameho výsevu závisí zásadne od koncepcie striedania plodín: zmena medzi zimnými a letnými plodinami, uvoľnenie pôdnej štruktúry zeleným hnojom, pestovanie rezistentných odrôd a integrovaná ochrana proti škodcom (Anonymous, 2009; Bischoff, 2009). Použitie úplného herbicídu často nemá vhodnú alternatívu pre úspešný priamy výsev. Použitie úplného herbicídu spôsobuje úplné zabitie celého vegetačného rastu. Toto tiež pripraví slimáky a myši o jedlo, ktoré potrebujú. To uľahčuje kontrolu slimákov a poľných myší, ktoré sú v tomto kultivačnom systéme často problémom (Bischoff, 2009).
Pretože je v praxi často náročné navrhnúť agronomicky vhodné striedanie plodín, mali by ste dodržiavať tento princíp: slama a strnisko predchádzajúcej plodiny sa musia do pôdy zapracovať o to dôkladnejšie, čím bližšie je striedanie plodín a tým menej času medzi zberom a novým výsevom. je k dispozícii (Bischoff, 2009).
Poľnohospodársku pôdu je možné chrániť pred veternou a vodnou eróziou vďaka zvyškom plodín, ktoré sa počas konzervácie pôdy len povrchovo primiešajú do pôdy (SMUL, 2009; Reckleben, 2010). Bez obrábania možno erózii zabrániť takmer úplne (SMUL, 2009). Povrchové zvyšky rastlín zmäkčujú nárazovú energiu dažďových kvapiek a zároveň bránia prúdeniu vody z povrchu a pôsobeniu vetra (Reckleben, 2010). Týmto spôsobom je možné čeliť degradácii pôdy.
Záver a náš prístup v Brandenbursku
Pluh je obzvlášť bežný v regiónoch s vysokými ročnými zrážkami. Pri obrábaní pôdy sa primárne vytvárajú vzduchové hrubé póry, pretože limitujúcim faktorom sa stáva najmä kyslík. Zodpovedajúcim spôsobom je pravdepodobnejšie, že sa na suchých stanovištiach nenájde kultivácia. Konzervatívne obrábanie pôdy možno zaradiť medzi dva základné kamene orby a priameho výsevu. Kultivácia pôdy, ktorá šetrí ornicu (do hĺbky asi 30 cm), hraničí s účinnosťou pluhu a konzervatívne kultivácie bez kyprenia sú najbližšie k priamemu výsevu (Voßhenrich a Brunotte, 2008).