Poprawa struktury gleby w gospodarstwie rolnym na roślinach uprawnych w powiecie Heilbronn (Niemcy)
W ramach projektu LIFE AgriAdapt ponad 120 gospodarstw pilotażowych testuje zrównoważone środki dostosowawcze w celu zwiększenia odporności gospodarstw na zmianę klimatu, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i poprawy konkurencyjności gospodarstw. Jedno z gospodarstw pilotażowych znajduje się w pagórkowatym regionie Kraichgau w powiecie Heilbronn w Niemczech (państwo Baden-Wirtembergia), na wysokości 120-250 m n.p.m. (inne studium przypadku z AgriAdapt jest dostępne dla Segovia, Hiszpania). 80 % gleb regionu to glina gliniasta o dużej pojemności magazynowania wody.
Średnia roczna temperatura w głównym zakładzie produkcyjnym wynosi około 10 °C, natomiast średnie roczne opady wynoszą 720 mm (oba obliczane dla okresu 1987-2016). Głównymi uprawami są nawadniane ziemniaki i buraki cukrowe. Jednak z 240 ha wykorzystywanego obszaru rolnego (UAA) gospodarstwa rolnego 90 ha uprawia się na równinie Renu, gdzie średnia temperatura jest wyższa o 1 °C. Warunek ten pozwala rolnikowi uprawiać wczesne ziemniaki i soję. Głównym płodozmianem jest „burak cukrowy – zimowa pszenica miękka – nasiona rzepaku ozimego – ziemniaki – ziemniaki – pszenica miękka” w głównym miejscu produkcji oraz „soja – zimowa pszenica miękka – nasiona rzepaku ozimego – zimowa pszenica miękka” w korynie Renu.
Rosnące ekstremalne warunki pogodowe, takie jak wiosenne i letnie susze oraz wiosenne intensywne opady, już teraz wpływają na sektor rolny w regionie, powodując wzrost zmienności plonów i ryzyko utraty wydajności upraw. Warunki te wymagają pilnego przyjęcia skutecznych wariantów przystosowania w celu ustabilizowania plonów i produkcji roślin wysokiej jakości. Aby poradzić sobie ze zmianą klimatu, gospodarstwo wdraża różne środki zarządzania uprawami, w szczególności w celu poprawy struktury gleby. Dobra struktura gleby jest bowiem niezbędna do zwiększenia zdolności magazynowania wody w glebie, zmniejszenia erozji, poprawy fauny i flory i fauny i flory oraz zwiększenia dostępności składników odżywczych dla upraw, co pomaga przezwyciężyć wyzwania związane ze zmianą klimatu, które dotykają gospodarstwo. Cztery różne i bardzo wszechstronne mieszanki międzyplonów są uprawiane przed uprawami jarymi i po wczesnych ziemniakach, aby poradzić sobie z poprawą gleby. Mieszanki te składają się głównie z gatunków takich jak rzodkiewka uprawna, koniczyna, facelia, groszek, Avena strigosa, wykas lub musztarda, między innymi.
Opis studium przypadku
Wyzwania
W ramach projektu AgriAdapt oceniono podatność gospodarstwa rolnego w pagórkowatym regionie Kraichgau na bieżący okres i na najbliższe 30 lat, biorąc pod uwagę prognozy klimatyczne opracowane przez ETH Zürich (Institute for Atmospheric and Climate Science) dla scenariusza SRES A1B, stosowanego w portalu Agri4Cast Komisji Europejskiej, który zawiera wskaźniki agroklimatyczne. Przewiduje się, że liczba dni o temperaturze powyżej 25 °C wzrośnie z 25 do 38 dni w roku w okresie maj-sierpień w ciągu najbliższych 30 lat. Przewiduje się również spadek bilansu wodnego (różnica między opadami atmosferycznymi a ewapotranspiracją) w miesiącach letnich, zwłaszcza w lipcu i sierpniu. Oznacza to, że oczekuje się, że mniej wody dostanie się do systemu poprzez wytrącanie się z systemu i oczekuje się, że więcej wody opuści system poprzez odparowanie i transpirację. Warunki te będą miały bezpośredni wpływ na fazę napełniania i dojrzewania zbóż, prowadząc do wcześniejszego dojrzewania, co oznacza mniejsze nasiona i niższe plony. Te dwa czynniki negatywnie wpłyną również na plon buraków cukrowych, ponieważ doprowadzą one do niższego tempa wzrostu, a co za tym idzie do niższych plonów.
Zgodnie z powyższymi prognozami liczba dni tropikalnych (dni o szczytach maksymalnych temperatur powyżej 30 °C) od maja do sierpnia ma wzrosnąć o około 27 % w najbliższej przyszłości (następnie 30 lat). To, oprócz spodziewanych warunków suszenia w lipcu i sierpniu, może przerwać wzrost bulw w ziemniakach, prowadzić do większej zależności od nawadniania wody, a także do niższej jakości produkcji roślinnej, jak odnotowano w gorącym i suchym lecie 2018 r. Ponadto występowanie okresów suszy podczas zbiorów może powodować powstawanie twardych klastrów glebowych w suchej glebie, które mogą uszkodzić skórkę ziemniaczaną. Spodziewany wzrost obfitych 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 podatności AgriAdapt istnieje nieco większe ryzyko późnego mrozu w kwietniu, kiedy rośliny ziemniaczane znajdują się w fazie młodzieńczej. Dwa lub więcej dni z temperaturami poniżej -4 °C może prowadzić do wymierania liści ziemniaka, a tym samym do opóźnienia rozwojowego.
Nasion rzepaku ozimego wpływ będzie również przewidywany wzrost liczby dni tropikalnych i suszenie, zwłaszcza jeśli wystąpią ekstremalne zdarzenia podczas najbardziej wrażliwych faz kwitnienia i dojrzewania, powodując zmniejszenie zawartości oleju z nasion i wcześniejsze dojrzewanie z wynikającymi z tego niższymi plonami. Wreszcie spodziewane cieplejsze warunki jesienią i zimą mogą prowadzić do zwiększonego ryzyka inwazji chwastów, owadów i patogenów.
Cele
Na podstawie wyników oceny gospodarstwo rolne w regionie Kraichgau wdrożyło w najbliższej przyszłości środki i praktyki mające na celu zmniejszenie podatności na zmiany klimatu, w szczególności poprawę warunków glebowych, zwiększenie ilości materii organicznej gleby oraz uświadomienie rolnikom spodziewanego ryzyka i możliwych rozwiązań.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Na podstawie oceny narażenia wybrano zestaw środków przystosowawczych do wdrożenia w gospodarstwie rolnym, koncentrując się na poprawie struktury gleby jako sposobu na sprostanie wyzwaniom związanym ze zmianą klimatu. Dobra struktura gleby, z aktywną i zróżnicowaną fauną i florą glebową, pozwala między innymi na: (i) zwiększyć szybkość infiltracji, zdolność do wchłaniania (ciężkich) deszczu i przechowywania go przez dłuższy czas, (ii) unikać utraty składników odżywczych oraz (iii) zmniejszyć erozję wiatru lub wody.
Aby osiągnąć ten cel, gospodarstwo wykorzystuje cztery różne i bardzo wszechstronne mieszanki międzyplonów z 15 różnymi gatunkami (np. rzodkiew, koniczyna, facelia, groszek, Avena strigosa, weterynarz, musztarda). Gatunki te mają różne cechy pod względem rozwoju korzeni, wysięku korzeni, 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, gdy plony są plonowane. Gatunki roślin strączkowych (groszek, koniczyna lub wetch) w mieszance międzyplonowej mogą utrwalać azot atmosferyczny w glebie dzięki symbiozie z bakteriami, podczas gdy gatunki kapustne (takie jak rzodkiewka lub musztarda) mogą zmniejszyć ryzyko chorób grzybiczych i ataków nicieni ze względu na uwalniane przez nie glukozinolaty podczas koszenia. Ponadto duża różnorodność gatunków w mieszaninie pozwala rolnikowi na złamanie cykli agrofagów i pokrycie gleby w jak największym stopniu, aby zminimalizować erozję.
Inne środki mające na celu ograniczenie erozji gleby nie obejmują uprawy na pagórkowatych terenach w kierunku zbocza i zmniejszonej uprawy w pozostałej części gospodarstwa (z wyjątkiem obszarów uprawianych ziemniakami). Ponadto ciśnienie w oponach ciągników i innych maszyn rolniczych jest kontrolowane i dostosowane do zachowania dobrej struktury gleby podczas prac polowych. Pszenica jest również wysiewana między rzędami po sadzeniu ziemniaków, aby uniknąć zmycia gleby podczas (ciężkich) opadów.
Oprócz poprawy struktury gleby wdrażane są również inne środki, takie jak włączenie nowych odmian lepiej dostosowanych do zmiany klimatu. Na przykład trawa koniczyna Renu została zastąpiona trawą lucerną, ponieważ ma ona zdolność do bardzo głębokiego zakorzenienia i dlatego jest bardziej tolerancyjna na suszę niż koniczyna. Wcześniej dojrzewająca zimowa odmiana pszenicy miękkiej „Rubisco”jest uprawiana, aby uniknąć ciepła w połowie lata w sierpniu. Co więcej, ta odmiana ma wysoki potencjał wydajności nawet w suchych warunkach, a jej długie markiny chronią roślinę przed stresem cieplnym. Sześć innych zimowych odmian pszenicy miękkiej jest uprawianych na mniejszej działce w gospodarstwie, aby dowiedzieć się, jaka odmiana jest najbardziej odpowiednia dla tego miejsca. W samolocie Renu uprawiane są również ziarna soi, które prosperują w cieplejszych warunkach.
Terminy siewu są również dostosowane do wzrostu temperatury: (i) późniejsza siew jesienią ma na celu zmniejszenie wrażliwości roślin na szkodniki, takie jak mszyce i cykady, które mogą być wektorami patogenów, podczas gdy (ii) wcześniejsze siew na wiosnę pozwala uniknąć letnich upałów i suszy. W szczególnie upalne dni rolnicy stosują dodatkowe nawadnianie, aby ochłodzić grzbiety ziemniaków i uniknąć przegrzania bulw. Ponadto produkty z alg są stosowane w celu poprawy ukorzenienia głównych upraw uprawianych w gospodarstwie.
W ramach projektu przeprowadzona zostanie nowa ocena ryzyka klimatycznego w celu monitorowania skuteczności i skuteczności wdrożonych środków dostosowawczych. Ponadto plony i informacje zwrotne od rolników są regularnie sprawdzane w celu weryfikacji oczekiwanych korzyści wynikających z tych środków.
Przydatność
Sprawa opracowana i wdrożona jako środek przystosowania się do zmiany klimatu.
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Kluczowymi podmiotami zaangażowanymi w realizację projektu LIFE AgriAdapt w ocenie narażenia i wdrażaniu proponowanych środków adaptacyjnych są właściciele gospodarstwa i Fundacji Jeziora Bodeńskiego (lider projektu LIFE AgriAdapt).
Ponadto cele i wyniki projektu są przekazywane innym rolnikom, spółdzielniom, technikom i agronomom (zarówno na szczeblu lokalnym, jak i krajowym) poprzez warsztaty, konferencje i seminaria.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Rolnicy uczestniczący w projekcie są świadomi zagrożeń związanych ze zmianą klimatu i w związku z tym są gotowi przyjąć środki dotyczące oczekiwanych skutków, aby zapewnić stabilne plony i wysoką jakość produktów. Powodzenie środków dostosowawczych zależy w dużym stopniu od lokalnej wiedzy rolników na temat konkretnych aspektów wdrażania i oczekiwanych korzyści płynących ze środków. Pozytywne doświadczenia z nowymi wdrożonymi rozwiązaniami (np. uprawą nowych odmian i upraw lub uniwersalną mieszanką międzyplonów) mogą również przekonać sąsiednie gospodarstwa do wdrożenia podobnych strategii adaptacyjnych.
W przypadku wprowadzania upraw informacyjnych jedno z głównych ograniczeń, które mogą mieć wpływ na wdrożenie środków dostosowawczych, jest związane z popytem rynkowym lub możliwymi alternatywnymi zastosowaniami tych nowych produktów (np. soja produkowana w gospodarstwie może być sprzedawana spółdzielni na paszę dla koni). Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest to, że w chwili obecnej nie ma odmian tolerujących suszę i ciepło dla każdej uprawy, a hodowla roślin trwa około 10 lat na opracowanie nowych odmian. Wdrożenie różnych technik uprawy gleby może być ograniczone wysokimi kosztami (na przykład zintegrowany system automatycznej kontroli ciśnienia w oponach może kosztować około 3500-8 000 EUR), a także dlatego, że wykonawcy rolni nie uwzględnili tej techniki wśród usług świadczonych rolnikom.
Koszty i korzyści
Ocena narażenia i opracowanie planu działania na rzecz wdrożenia zrównoważonych działań adaptacyjnych zostało sfinansowane z projektu AgriAdapt, finansowanego przez Komisję Europejską w ramach programu LIFE i współfinansowanego przez Ministerstwo Spraw Wsi i Ochrony Konsumentów Badenii-Wirtembergii, Landwirtschaftliche Rentenbank, OMIRA i Landkreis Bodenseekreis. Koszt sporządzenia oceny i planu działania tego gospodarstwa wyniósł 5 000 EUR. Środki dostosowawcze są wdrażane w latach 2017–2019, więc nadal nie ma odpowiedniego oszacowania kosztów. Jednak większość z nich nie powinna ponosić dodatkowych kosztów dla rolnika, a w niektórych przypadkach oczekuje się oszczędności.
Oczekuje się, że wdrożone środki dostosowawcze: zwiększenie wydajności produkcji w gospodarstwie, zmniejszenie kosztów rolnictwa, poprawa ochrony gleby, zmniejszenie erozji, zapobieganie szkodnikom i chorobom, zwiększenie sekwestracji dwutlenku węgla w glebie, zwiększenie zawartości azotu i unikanie utraty składników odżywczych. Proces monitorowania oczekiwanych korzyści z wdrożonych środków wiąże się ze stałymi kontaktami z rolnikami, umożliwiającymi sprawdzenie informacji zwrotnych i ocenę plonów w trakcie trwania projektu.
Aspekty Prawne
Unijna dyrektywa powodziowa jest wdrażana przez niemieckie państwa federalne poprzez strategie przeciwpowodziowe, tak 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 rolniczych, koncentrują się na poprawie struktury gleby, w tym: wszechstronna uprawa międzyplonów, zróżnicowany płodozmian, roślinność na polach (najlepiej przez cały rok) oraz ograniczone gospodarowanie glebą.
Europejska dyrektywa azotanowa została wdrożona do prawa niemieckiego za pomocą rozporządzenia Düngeverordnung (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 unikają jego utraty przez wymywanie lub spływ wody, zapobiegając zanieczyszczeniu pobliskich części wód. Obecnie jest to nadal uważane za środek fakultatywny, ale rolnicy otrzymują wynagrodzenie, jeśli zobowiążą się do jego wdrożenia, tak jak w przypadku gospodarstwa rolnego zaangażowanego w AgriAdapt.
Czas wdrożenia
Projekt AgriAdapt rozpoczął się w 2016 roku. W 2017 r. oceniono podatność gospodarstwa pilotażowego w pagórkowatym regionie Kraichgau, a w 2018 r. zaproponowano środki przystosowawcze. W chwili obecnej faza wdrażania jest w toku.
Okres użytkowania
Jeżeli zostaną one stale wdrożone i utrzymane, opracowane środki dostosowawcze mogą trwać wiecznie.
Źródło informacji
Kontakt
Sabine Sommer
Fritz-Reichle-Ring 4
78315 Radolfzell
Tel: +49 07732 9995 42
E-mail: sabine.sommer@bodensee-stiftung.org
Strony internetowe
Źródło
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
Słowa kluczowe:
Elementy adaptacyjne:
Sektory:
Wpływ klimatu:
Poziom zarządzania:
Charakterystyka geograficzna:
Europe