Poprawa struktury gleby w gospodarstwie uprawnym w powiecie Heilbronn (Niemcy)

W ramach projektu AgriAdapt oceniono podatność gospodarstwa na zagrożenia w pagórkowatym regionie Kraichgau w bieżącym okresie i w nadchodzących 30 latach, biorąc pod uwagę prognozy klimatyczne opracowane przez ETH Zürich (Instytut Nauk o Atmosferze i Klimatyce) dla scenariusza SRES A1B, który jest wykorzystywany w portalu Agri4Cast Komisji Europejskiej zawierającym wskaźniki agroklimatyczne. Zgodnie z takimi prognozami liczba dni o temperaturze powyżej 25°C ma wzrosnąć z 25 do 38 dni w roku w okresie od maja do sierpnia w ciągu najbliższych 30 lat. Przewiduje się również zmniejszenie bilansu wodnego (różnica między opadami a ewapotranspiracją) w miesiącach letnich, zwłaszcza w lipcu i sierpniu. Oznacza to, że oczekuje się, że mniej wody dostanie się do systemu przez opady, a więcej wody wydostanie się z systemu przez parowanie i transpirację. Warunki te będą miały bezpośredni wpływ na fazy napełniania i dojrzewania zbóż, co doprowadzi do wcześniejszego dojrzewania, co oznacza mniejsze nasiona i niższe plony. Te dwa czynniki będą miały również negatywny wpływ na plony buraków cukrowych, ponieważ doprowadzą one do niższego tempa wzrostu, a w konsekwencji do niższych plonów.

Zgodnie z powyższymi prognozami oczekuje się, że liczba dni tropikalnych (dni ze szczytami maksymalnych temperatur powyżej 30oC) od maja do sierpnia wzrośnie również o około 27% w najbliższej przyszłości (następnie 30 lat). To, oprócz spodziewanych bardziej suchych warunków w lipcu i sierpniu, może przerwać wzrost bulw ziemniaków, prowadzić do większej zależności od nawadniania wody, a także do niższej jakości produkcji roślinnej, co odnotowano w gorącym i suchym lecie 2018 r. Ponadto występowanie okresów suszy podczas zbiorów może powodować tworzenie się twardych skupisk gleby w suchej glebie, które mogą uszkodzić skórkę ziemniaka. Oczekiwany wzrost intensywnych opadów w okresie wegetacji (późna wiosna) może również uszkodzić ziemniaki poprzez zmycie grzbietów i narażenie bulw na promieniowanie słoneczne.

Chociaż średnia roczna temperatura rośnie, zgodnie z oceną narażenia AgriAdapt istnieje nieco wyższe ryzyko późnych przymrozków w kwietniu, gdy rośliny ziemniaka znajdują się w fazie młodocianej. Dwa lub więcej dni z temperaturą poniżej -4 ° C może prowadzić do śmierci liści ziemniaka, a tym samym do opóźnienia rozwojowego.

Na rzepak ozimy będzie miał również wpływ przewidywany wzrost liczby dni tropikalnych i bardziej suchych warunków, zwłaszcza jeśli ekstremalne zdarzenia wystąpią w najbardziej wrażliwych fazach kwitnienia i dojrzewania, powodując zmniejszenie zawartości oleju z nasion i wcześniejsze dojrzewanie, a co za tym idzie niższe plony. Ponadto spodziewane cieplejsze warunki jesienią i zimą mogą prowadzić do większego ryzyka zarażenia chwastami, owadami i patogenami.

Na podstawie wyników oceny gospodarstwo w regionie Kraichgau wdrożyło środki i praktyki mające na celu zmniejszenie jego podatności na zmianę klimatu w najbliższej przyszłości, w szczególności poprawę warunków glebowych, zwiększenie zawartości materii organicznej w glebie oraz zwiększenie świadomości rolników na temat oczekiwanych zagrożeń i możliwych rozwiązań.

Na podstawie oceny narażenia wybrano zestaw środków dostosowawczych, które mają zostać wdrożone w gospodarstwie, koncentrując się na poprawie struktury gleby jako sposobie radzenia sobie z wyzwaniami związanymi ze zmianą klimatu. Dobra struktura gleby, z aktywną i zróżnicowaną fauną i florą glebową, pozwala m.in. na: (i) zwiększenie wskaźnika infiltracji, zdolności do pochłaniania (ciężkiego) deszczu i przechowywania go przez dłuższy okres, (ii) uniknięcie utraty składników odżywczych oraz (iii) ograniczenie erozji wiatru lub wody.

Aby osiągnąć ten cel, w gospodarstwie stosuje się cztery różne i bardzo wszechstronne mieszanki międzyplonów z 15 różnymi gatunkami (np. rzodkiewka, koniczyna, facelia, groch, Avena strigosa, wyka, musztarda). Gatunki te mają różne cechy pod względem rozwoju korzeni, produkcji wysięków korzeniowych, odporności na szkodniki i choroby oraz zapotrzebowania na składniki odżywcze. Różne systemy korzeniowe są w stanie dotrzeć do składników odżywczych na różnych głębokościach i uniknąć ich utraty poprzez wymywanie lub spływ wody, uwalniając je w górnych warstwach po skoszeniu międzyplonu. Gatunki roślin strączkowych (groch, koniczyna lub wyka) w mieszance międzyplonowej mogą utrwalać azot atmosferyczny w glebie dzięki ich symbiozie z bakteriami, podczas gdy gatunki kapustnych (takie jak rzodkiewka lub musztarda) mogą zmniejszyć ryzyko chorób grzybiczych i ataków nicieni ze względu na glukozynolany, które uwalniają po skoszeniu. Ponadto duża różnorodność gatunków w mieszance pozwala rolnikowi przerwać cykle szkodników i w jak największym stopniu pokryć glebę, aby zminimalizować erozję.

Brak orki na pagórkowatych terenach w kierunku zbocza i ograniczona orka w pozostałej części gospodarstwa (z wyjątkiem obszarów uprawianych z ziemniakami) to inne środki wdrażane w celu ograniczenia erozji gleby. Ponadto ciśnienie w oponach ciągników i innych maszyn rolniczych jest kontrolowane i dostosowywane w celu zachowania dobrej struktury gleby podczas prac w terenie. Pszenica jest również wysiewana między rzędami po posadzeniu ziemniaka, aby uniknąć zmywania gleby podczas (ciężkich) opadów deszczu.

Oprócz poprawy struktury gleby wdrażane są również inne środki, takie jak włączenie nowych odmian lepiej dostosowanych do zmiany klimatu. Na przykład trawa z koniczyny w płaszczyźnie Renu została zastąpiona trawą lucerny, ponieważ ma ona zdolność bardzo głębokiego ukorzenienia, a zatem jest bardziej odporna na suszę niż koniczyna. Uprawia się wcześniej dojrzewającą odmianę pszenicy miękkiej ozimej „Rubisco”, aby uniknąć upałów w połowie lata w sierpniu. Ponadto odmiana ta ma wysoki potencjał plonowania nawet w suchych warunkach, a jej długie kosy chronią roślinę przed stresem cieplnym. Sześć innych odmian pszenicy miękkiej ozimej jest uprawianych na mniejszej działce w gospodarstwie, aby znaleźć najbardziej odpowiednią odmianę dla tej lokalizacji. W płaszczyźnie Renu uprawia się również soję, która prosperuje w cieplejszych warunkach.

Daty siewu są również dostosowywane do wzrostu temperatury: (i) późniejszy siew jesienią ma na celu zmniejszenie wrażliwości roślin na agrofagi takie jak mszyce i cykady, które mogą być wektorami patogenów, natomiast (ii) wcześniejszy siew wiosną umożliwia uniknięcie letnich upałów i susz. W szczególnie upalne dni rolnicy stosują dodatkowe nawadnianie, aby schłodzić grzbiety ziemniaków i uniknąć przegrzania bulw. Ponadto produkty z alg stosuje się w celu poprawy ukorzenienia głównych upraw uprawianych w gospodarstwie.

W ramach projektu przeprowadzona zostanie nowa ocena ryzyka związanego z klimatem w celu monitorowania skuteczności i efektywności wdrożonych środków przystosowawczych. Ponadto plony i informacje zwrotne od rolników są regularnie sprawdzane w celu zweryfikowania oczekiwanych korzyści płynących z tych środków.

Kluczowymi podmiotami zaangażowanymi w ramach projektu LIFE AgriAdapt w ocenę narażenia i wdrażanie proponowanych środków dostosowawczych są właściciele gospodarstwa i Fundacja Jezioro Bodeńskie (lider projektu LIFE AgriAdapt).

Ponadto cele i wyniki projektu są przekazywane innym rolnikom, spółdzielniom, technikom i agronomom (zarówno na szczeblu lokalnym, jak i krajowym) za pośrednictwem warsztatów, konferencji i seminariów.

Rolnicy zaangażowani w projekt są świadomi zagrożeń związanych ze zmianą klimatu i w związku z tym są gotowi przyjąć środki dotyczące spodziewanych skutków, aby zapewnić stabilne plony i wysoką jakość produktów. Powodzenie działań dostosowawczych zależy w dużej mierze od lokalnej wiedzy rolników na temat konkretnych aspektów wdrażania i oczekiwanych korzyści płynących z tych działań. Pozytywne doświadczenia z nowymi wdrożonymi rozwiązaniami (np. uprawa nowych odmian i upraw lub wszechstronna mieszanka międzyplonów) mogą również przekonać sąsiednie gospodarstwa do wdrożenia podobnych strategii dostosowawczych.

W przypadku wprowadzenia upraw nowości jednym z głównych ograniczeń, które mogą mieć wpływ na wdrażanie środków dostosowawczych, jest popyt rynkowy lub możliwe alternatywne zastosowania tych nowych produktów (np. soja produkowana w gospodarstwie może być sprzedawana spółdzielni na paszę dla koni). Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest to, że w tej chwili nie ma odmian tolerujących suszę i ciepło dla każdej uprawy, a hodowla roślin zajmuje około 10 lat na opracowanie nowych odmian. Wdrożenie różnych technik uprawy gleby może być ograniczone wysokimi kosztami (na przykład zintegrowany automatyczny system kontroli ciśnienia w oponach może kosztować około 3500–8000 EUR), a także dlatego, że przedsiębiorcy rolni nie uwzględnili tej techniki wśród usług świadczonych rolnikom.

Ocena narażenia i opracowanie planu działania na rzecz wdrożenia zrównoważonych środków dostosowawczych zostały sfinansowane w ramach projektu AgriAdapt, finansowanego przez Komisję Europejską w ramach programu LIFE i współfinansowanego przez Ministerstwo Spraw Wiejskich i Ochrony Konsumentów Badenii-Wirtembergii, Landwirtschaftliche Rentenbank, OMIRA i Landkreis Bodenseekreis. Koszt sporządzenia oceny i planu działania tego gospodarstwa wyniósł 5 000 EUR. Działania dostosowawcze są wdrażane w latach 2017–2019, w związku z czym nadal nie dokonano odpowiedniego oszacowania kosztów. Większość z nich nie powinna jednak wiązać się z dodatkowymi kosztami dla rolnika, a w niektórych przypadkach oczekuje się oszczędności.

Oczekuje się, że wdrożone środki dostosowawcze: zwiększą wydajność produkcji w gospodarstwie, zmniejszą koszty rolnictwa, poprawią ochronę gleby, ograniczą erozję, zapobiegną szkodnikom i chorobom, zwiększą sekwestrację dwutlenku węgla w glebie, zwiększą zawartość azotu i zapobiegną utracie składników odżywczych. Proces monitorowania oczekiwanych korzyści z wdrożonych środków wiąże się ze stałymi kontaktami z rolnikami, umożliwiającymi sprawdzenie informacji zwrotnych i ocenę plonów w okresie realizacji projektu.

Niemieckie państwa federalne wdrażają unijną dyrektywę powodziową za pomocą strategii przeciwpowodziowych, jak w przypadku strategii na rzecz zmniejszenia ryzyka powodziowego w Badenii-Wirtembergii. Zgodnie z taką strategią środki, które mogą zmniejszyć ryzyko powodzi i erozji gleby na polach uprawnych, koncentrują się na poprawie struktury gleby, w tym na: wszechstronnej uprawie międzyplonów, zróżnicowanym płodozmianie, roślinności na polach (najlepiej przez cały rok) i ograniczonym gospodarowaniu glebą.

Europejska dyrektywa azotanowa została wdrożona do prawa niemieckiego rozporządzeniem w sprawie nawozów (Düngeverordnung), którego celem jest zmniejszenie ilości azotanów w wodach podziemnych. Stosowanie międzyplonów przed uprawami letnimi jest jednym ze środków omawianych w celu przyczynienia się do wdrożenia rozporządzenia w sprawie nawozów. W rzeczywistości międzyplony utrzymują azot na miejscu i zapobiegają jego utracie poprzez wymywanie lub spływ wody, zapobiegając zanieczyszczeniu pobliskich jednolitych części wód. Obecnie nadal uznaje się to za środek fakultatywny, ale rolnicy otrzymują wynagrodzenie, jeśli zobowiążą się do jego wdrożenia, jak w przypadku gospodarstwa zaangażowanego w AgriAdapt.

Projekt AgriAdapt rozpoczął się w 2016 roku. W 2017 r. oceniono podatność pilotażowego gospodarstwa rolnego w pagórkowatym regionie Kraichgau, a w 2018 r. zaproponowano środki dostosowawcze. Obecnie trwa faza wdrażania.

Opracowane środki dostosowawcze mogą trwać wiecznie, jeżeli będą stale wdrażane i utrzymywane.

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