Zlepšení struktury půdy zemědělského podniku pěstujícího plodiny na orné půdě v okrese Heilbronn (Německo)

Projekt AgriAdapt posuzoval zranitelnost zemědělského podniku v kopcovitém regionu Kraichgau pro současné období a pro nadcházejících 30 let s ohledem na klimatické projekce vypracované ETH Zürich (Institutem pro vědu o atmosféře a klimatu) pro scénář SRES A1B, který se používá na portálu Evropské komise Agri4Cast, jenž poskytuje agroklimatické ukazatele. Podle těchto projekcí se očekává, že počet dní s teplotami nad 25 °C se v období od května do srpna v příštích 30 letech zvýší z 25 na 38 dní ročně. Předpokládá se také pokles vodní bilance (rozdíl mezi srážkami a evapotranspiracemi) v letních měsících, zejména v červenci a srpnu. To znamená, že se očekává, že méně vody vstoupí do systému prostřednictvím srážek a očekává se, že více vody opustí systém odpařováním a transpirací. Tyto podmínky budou mít přímý vliv na fáze plnění a zrání obilovin, což povede k dřívějšímu zrání, což znamená menší semena a nižší výnosy. Výnosy cukrové řepy budou negativně ovlivněny i těmito dvěma faktory, protože povedou k nižší míře růstu a následně k nižším výnosům.

Podle výše uvedených projekcí se očekává, že počet tropických dnů (dny s vrcholy maximálních teplot nad 30 °C) od května do srpna se v blízké budoucnosti (příštích 30 let) zvýší také o přibližně 27 %. To může kromě očekávaných sušších podmínek v červenci a srpnu přerušit růst hlíz brambor, vést k větší závislosti na zavlažování vodou a také k nižší kvalitě rostlinné produkce, jak bylo zaznamenáno v horkém a suchém létě roku 2018. Kromě toho může výskyt období sucha během sklizně způsobit tvorbu tvrdých půdních shluků v sušší půdě, které mohou poškodit bramborovou kůru. Očekávaný nárůst silných srážek během vegetačního období (pozdní jaro) může také poškodit brambory tím, že odplaví hřebeny a vystaví hlízy slunečnímu záření.

Ačkoli se průměrná roční teplota zvyšuje, podle hodnocení zranitelnosti AgriAdapt existuje mírně vyšší riziko pozdních mrazů v dubnu, kdy jsou rostliny bramboru v juvenilní fázi. Dva nebo více dní s teplotami nižšími než -4 °C může vést k odumírání listů brambor, a tedy ke zpoždění vývoje.

Zimní semena řepky budou rovněž ovlivněna předpokládaným nárůstem tropických dnů a sušších podmínek, zejména pokud dojde k extrémním událostem během nejcitlivější fáze kvetení a zrání, což způsobí snížení obsahu semenného oleje a dřívější zrání s následnými nižšími výnosy. A konečně, očekávané teplejší podmínky na podzim a v zimě by mohly vést k vyššímu riziku napadení plevelem, hmyzem a patogeny.

Na základě výsledků posouzení provedl zemědělský podnik v regionu Kraichgau opatření a postupy ke snížení své zranitelnosti vůči změně klimatu v blízké budoucnosti, zejména zlepšení půdních podmínek, zvýšení organické hmoty v půdě a zvýšení povědomí zemědělců o očekávaných rizicích a možných řešeních.

Na základě posouzení zranitelnosti byl vybrán soubor adaptačních opatření, která mají být v zemědělském podniku provedena a která se zaměřují na zlepšení struktury půdy jako způsob řešení problémů spojených se změnou klimatu. Dobrá struktura půdy s aktivní a rozmanitou půdní biotou umožňuje mimo jiné: i) zvýšit rychlost infiltrace, schopnost absorbovat (těžký) déšť a skladovat jej po delší dobu, ii) zabránit ztrátě živin a iii) snížit větrnou nebo vodní erozi.

K dosažení tohoto cíle využívá farma čtyři různé a velmi všestranné směsi meziplodin s 15 různými druhy (např. ředkvička, jetel, phacelia, hrášek, Avena strigosa, vikev, hořčice). Tyto druhy mají odlišné vlastnosti, pokud jde o vývoj kořenů, produkci kořenových exsudátů, odolnost vůči škůdcům a chorobám a požadavky na živiny. Různé kořenové systémy jsou schopny dosáhnout živin v různých hloubkách a zabránit jejich ztrátě vyplavováním nebo odtokem vody a uvolňovat je v horních vrstvách při sečení meziplodiny. Druhy luštěnin (hrášek, jetel nebo vikev) ve směsi meziplodin mohou díky své symbióze s bakteriemi fixovat atmosférický dusík v půdě, zatímco druhy košťálů (jako je ředkvička nebo hořčice) mohou snížit riziko napadení houbovými chorobami a háďátky v důsledku glukosinolátů, které uvolňují při sečení. Vysoká rozmanitost druhů ve směsi navíc umožňuje zemědělci přerušit cykly škůdců a co nejvíce pokrýt půdu, aby se minimalizovala eroze.

Dalšími opatřeními, která se provádějí ke snížení eroze půdy, jsou žádná orba v kopcovitých oblastech ve směru svahu a omezená orba ve zbytku zemědělského podniku (s výjimkou ploch osetých bramborami). Kromě toho je tlak v pneumatikách traktorů a jiných zemědělských strojů řízen a přizpůsoben tak, aby byla zachována dobrá struktura půdy během terénních prací. Pšenice se také vysévá mezi řadami po výsadbě brambor, aby se zabránilo odplavení půdy během (těžkých) srážek.

Kromě zlepšení struktury půdy se provádějí i další opatření, jako je zahrnutí nových odrůd lépe přizpůsobených změně klimatu. Například v rýnské rovině byla jetelová tráva nahrazena trávou vojtěšky, protože má schopnost velmi hlubokého zakořenění, a proto je tolerantnější vůči suchu než jetel. Dříve zrající zimní odrůda měkké pšenice „Rubrico“se pěstuje, aby se zabránilo letnímu teplu v srpnu. Kromě toho má tato odrůda vysoký výnosový potenciál i v suchých podmínkách a její dlouhé markýzy chrání rostlinu před tepelným stresem. Šest dalších zimních odrůd měkké pšenice se pěstuje na menším pozemku na farmě, aby se zjistila nejvhodnější odrůda pro tuto lokalitu. V rovině Rýna se pěstují také sójové boby, které prosperují v teplejších podmínkách.

Data výsevu se rovněž přizpůsobují zvýšení teploty: i) pozdější výsev na podzim má za cíl snížit citlivost rostlin na škodlivé organismy, jako jsou mšice a cikády, které by mohly být přenašeči patogenů, zatímco ii) dřívější výsev na jaře umožňuje vyhnout se letnímu horku a suchu. Ve zvláště horkých dnech zemědělci používají doplňkové zavlažování, aby ochladili hřebeny brambor a zabránili přehřátí hlíz. Kromě toho se produkty z řas používají ke zlepšení zakořenění hlavních plodin pěstovaných v zemědělském podniku.

V rámci projektu bude provedeno nové posouzení klimatických rizik s cílem sledovat výkonnost a účinnost prováděných adaptačních opatření. Kromě toho se pravidelně kontrolují výnosy a zpětná vazba od zemědělců, aby se ověřil očekávaný přínos těchto opatření.

Klíčovými aktéry zapojenými v rámci projektu LIFE AgriAdapt do hodnocení zranitelnosti a provádění navrhovaných adaptačních opatření jsou vlastníci zemědělského podniku a Nadace Bodamského jezera (vedoucí projektu LIFE AgriAdapt).

Kromě toho jsou cíle a výsledky projektu sdělovány ostatním zemědělcům, družstvům, technikům a agronomům (na místní i celostátní úrovni) prostřednictvím workshopů, konferencí a seminářů.

Zemědělci zapojení do projektu si jsou vědomi rizik spojených se změnou klimatu, a jsou proto ochotni přijmout opatření zabývající se očekávanými dopady, aby zajistili stabilní výnosy a vysokou kvalitu produktů. Úspěch adaptačních opatření do značné míry závisí na místních znalostech zemědělců o konkrétních aspektech provádění a očekávaných přínosech opatření. Pozitivní zkušenosti s novými realizovanými řešeními (např. pěstování nových odrůd a plodin nebo všestranná směs meziplodin) mohou také přesvědčit sousední zemědělské podniky, aby prováděly podobné adaptační strategie.

V případě zavádění zpravodajských plodin souvisí jedno z hlavních omezení, které může ovlivnit provádění adaptačních opatření, s tržní poptávkou nebo možným alternativním využitím těchto nových produktů (např. sójové boby vyprodukované v zemědělském podniku mohou být prodány družstvu na krmení koní). Dalším omezujícím faktorem je, že v současné době neexistují odrůdy tolerantní k suchu a teplu pro každou plodinu a šlechtění rostlin trvá asi 10 let, než se vyvinou nové odrůdy. Provádění různých technik obdělávání půdy může být omezeno vysokými náklady (například integrovaný systém automatické regulace tlaku v pneumatikách může stát přibližně 3500–8000 EUR) a také proto, že zemědělští dodavatelé tuto techniku nezahrnuli mezi služby, které zemědělcům poskytují.

Posouzení zranitelnosti a vypracování akčního plánu pro provádění udržitelných adaptačních opatření bylo financováno z projektu AgriAdapt, financovaného Evropskou komisí prostřednictvím programu LIFE a spolufinancovaného ministerstvem pro záležitosti venkova a ochranu spotřebitele Bádenska-Württemberska, Landwirtschaftliche Rentenbank, OMIRA a Landkreis Bodenseekreis. Náklady na vypracování posouzení a akčního plánu tohoto zemědělského podniku činily 5 000 EUR. Adaptační opatření se provádějí v letech 2017 až 2019, takže dosud neexistuje řádný odhad nákladů. Většina z nich však nemá mít pro zemědělce dodatečné náklady a v některých případech se očekávají úspory.

Očekává se, že provedená adaptační opatření: zvýšit účinnost produkce zemědělského podniku, snížit náklady na zemědělství, zlepšit ochranu půdy, snížit erozi, předcházet škůdcům a chorobám, zvýšit ukládání uhlíku v půdě, zvýšit obsah dusíku a zabránit ztrátě živin. Proces monitorování očekávaných přínosů prováděných opatření zahrnuje trvalé kontakty se zemědělci, což umožňuje kontrolovat zpětnou vazbu a posuzovat výnosy během doby trvání projektu.

Směrnici EU o povodních provádějí německé spolkové země prostřednictvím povodňových strategií, jako je tomu v případě „Strategie na snížení povodňového rizika v Bádensku-Württembersku“. Podle této strategie se opatření, která mohou snížit riziko povodní a eroze půdy na zemědělských polích, zaměřují na zlepšení struktury půdy, včetně: všestranné pěstování meziplodin, diverzifikované střídání plodin, vegetace na polích (nejlépe po celý rok) a snížené hospodaření s půdou.

Evropská směrnice o dusičnanech byla do německého práva provedena nařízením o hnojivech (Düngeverordnung), jehož cílem je snížit množství dusičnanů v podzemních vodách. Používání meziplodin před letními plodinami je jedním z opatření, o nichž se diskutuje s cílem přispět k provádění vyhlášky o hnojivech. Meziplodiny ve skutečnosti udržují dusík na svém místě a zabraňují jeho ztrátě vyplavováním nebo odtokem vody, čímž zabraňují znečištění okolních vodních útvarů. V současné době je to stále považováno za volitelné opatření, ale zemědělci dostávají odměnu, pokud se zaváží k jeho provádění, jako je tomu v případě zemědělského podniku zapojeného do AgriAdapt.

Projekt AgriAdapt byl zahájen v roce 2016. Zranitelnost pilotního zemědělského podniku v kopcovitém regionu Kraichgau byla posouzena v roce 2017 a v roce 2018 byla navržena adaptační opatření. V současné době probíhá prováděcí fáze.

Budou-li vyvíjená adaptační opatření průběžně prováděna a udržována, mohou trvat věčně.

Sabine Sommer
Fritz-Reichle-Ring 4
78315 Radolfzell
Tel: +49 07732 9995 42
E-mail: sabine.sommer@bodensee-stiftung.org