Postęp technologiczny, wzrost liczby ludzi na świecie wymusiły wzrost zapotrzebowania na żywność. Zmiany te wymusiły znaczną intensyfikację rolnictwa i maksymalizację produkcji rolnej np. poprzez produkcję nowych syntetycznych pestycydów. Jednocześnie coraz częściej na własnej skórze przekonujemy się czym objawiają się zmiany klimatu. Nie pozostały one obojętne także na jakość roślin oraz na parametry gleby.

Rośliny nie są odporne na negatywne skutki zmian klimatu, wzrasta także zagrożenie szkodnikami i patogenami. Gleba i jej parametry mają ogromne znaczenie dla kondycji roślin.

Sposób uprawy łąk i pastwisk wpływa na jakość roślin na nich uprawianych

Okazuje się, że zmniejszenie zanieczyszczenia pestycydami i nawozami, a także intensywności zbiorów może zwiększyć plony i przyczynić się do łagodzenia zmiany klimatu. Kluczową rolę w tym odgrywa odpowiednie zarządzanie użytkami zielonymi. Działania mające na celu zmniejszenie udziału chemii rolniczej w uprawie roślin mogą zatrzymywać i gromadzić węgiel w glebie oraz przyczyniać się do łagodzenia zmiany klimatu. Jednocześnie plony z użytków zielonych są większe, a rośliny stają się bardziej odporne na negatywne zjawiska pogodowe i inne czynniki zewnętrzne.

 Użytki zielone, których powierzchnia jest niemała (około 40% ekosystemów lądowych Ziemi i 70% jej obszarów rolniczych), są one wykorzystywane są na całym świcie zarówno jako pastwiska, jak i do uprawy pasz, które są przetwarzane na siano i kiszonkę. Okazuje się, że mają ogromny potencjał w zakresie łagodzenia zmian klimatu poprzez składowanie dwutlenku węgla w glebie. W jaki sposób? Rośliny rosnące na użytkach zielonych zużywają dwutlenek węgla. Dodatkowo pewna część węgla atmosferycznego jest wiązana w  glebie.

Intensyfikacja rolnictwa wpływa na jałowienie gleby

Ostatnie dekady to znaczny spadek plonów, spadek odporności roślin na negatywne czynniki zewnętrzne, a także degradacja gleb. Aby temu zaradzić z roku na rok wzrastało zapotrzebowanie na nawozy i środki ochrony roślin. To sprawiło, że gleby są znacznie zanieczyszczone pozostałościami stosowanej chemii rolniczej. Towarzyszy temu zmniejszenie zawartości węgla organicznego w glebie. Ponadto na jałowienie gleby wpływa erozyjne działanie ekstremalnych zjawisk pogodowych, np. ulewne deszcze, silne wiatry, gradobicia.

– Dopiero niedawno zaczęliśmy zdawać sobie sprawę, że intensyfikacja rolnictwa i zanieczyszczenia agrochemiczne tak naprawdę przyczyniają się do odwrócenia zamierzonego celu. Gleby są zanieczyszczone pestycydami, a jednocześnie ekstremalne zjawiska pogodowe powodują erozję składników odżywczych w glebie –podkreśla dr Benjamin Fuchs z Uniwersytet w Turku (Finalndia).

Jak można poprawić kondycję roślin i gleby?

Naukowcy z Finlandii postanowili znaleźć praktyczne i zrównoważone sposoby poprawy odporności roślin, które wpłynęłyby także na zwiększenia plonów, przy jednoczesnym ograniczeniu emisji dwutlenku węgla (CO2). Pomocne w tym działaniu ma być zwiększenie sekwestracji węgla w glebie.

W tym celu fińscy badacze przeprowadzili dwa niezależne eksperymenty w warunkach szklarniowych.

Za roślinę modelową badań służyła kostrzewa łąkowa (Schedonorus pratensis [Huds.] P. Beauv syn. Festuca pratensis [Huds.] i Lolium pratense [Huds.]), która ma duże znacznie jako trawa pastewna w klimacie umiarkowanym i zimnym. Gatunek ten żyje w symbiozie z grzybem endofitowym Epichloë uncinata i w zależności od zasobności gleby w składniki odżywcze relacja ta może być korzystna dla tej trawy (przy ich dużym udziale) albo negatywna (przy małej ich zawartości). Z kolei najczęściej stosowanym na pastwiskach pestycydem jest glifosat.

Ośmioletnie eksperymenty wpływu glifosatu na kostrzewę łąkową wykazały, że intensywne koszenie i pozostałości pestycydów w glebie znacznie ograniczają wzrost korzeni roślin. Zatem zmniejszając intensywność koszenia pastwisk, zwiększono ich plon ogólny, a rośliny wykształciły większe korzenie. Tym samym nastąpiła lepsza sekwestracja węgla atmosferycznego w glebie (a więc jego magazynowanie, a nie uwalnianie do atmosfery).

Ponadto, co zaskakujące, pozostałości herbicydów w glebie negatywnie wpływają na wzrost korzeni niezależnie od intensywności zbioru plonów.

– Pokazuje to ogromne ograniczenie potencjalnego wiązania i magazynowania węgla pod ziemią, gdy gleby są zanieczyszczone pestycydami. Biorąc pod uwagę ogromną ilość pestycydów stosowanych co roku na polach uprawnych, możemy stwierdzić, że wpływ na jakość gleby jest głównym czynnikiem powodującym ograniczony wzrost korzeni, sekwestrację węgla, a w konsekwencji odporność i produktywność roślin – mówi dr Fuchs.

Potrzeba badań na większą skalę

Badacze z Uniwersytetu w Turku wskazują, że należałoby dodatkowo przeprowadzić takie badania na większą skalę w warunkach terenowych. Bedą one kluczem do optymalizacji intensywnego rolnictwa opartego na użytkach zielonych w sposób zrównoważony i przyjazny dla klimatu

Oprac. Natalia Marciniak-Musiał na podstawie: 
Sanna Keronen, Marjo Helander, Kari Saikkonen, Benjamin Fuchs. Management practice and soil properties affect plant productivity and root biomass in endophyte‐symbiotic and endophyte‐free meadow fescue grasses. Journal of Sustainable Agriculture and Environment, 2022; DOI: 10.1002/sae2.12035

fot. pixabay