Systemy upraw są coraz bardziej uproszczone, z coraz mniejszą liczbą roślin uprawianych w płodozmianie. Jednak zróżnicowany płodozmian zapewnia wyższe plony w porównaniu z ciągłą monokulturą. Znajdujemy wiele zalet zróżnicowanych rotacji, są one bardziej widoczne, w latach o niewielkich opadach i wysokich temperaturach. Zespół naukowców ze Szwecji, Polski i Włoch odkrył to, analizując dane dotyczące plonów gromadzone przez dziesięciolecia w ramach wieloletnich doświadczeń polowych zlokalizowanych na południu i północy Europy. Dywersyfikacja omawianych w publikacji płodozmianów pojawia się jako adaptacja do nadchodzącego cieplejszego i suchszego klimatu.
Przewiduje się, że w nadchodzących czterdziestu latach globalne zapotrzebowanie na żywność wzrośnie o 50–70%. Chociaż plony nadal rosną, w wielu regionach, plony nigdy nie uległy poprawie, były w stagnacji lub nawet załamały się na około jednej trzeciej powierzchni głównych upraw. Jednostronne wyczerpanie gleby ze składników pokarmowych, nagromadzenie się chorób i szkodników oraz zmiana klimatu odgrywają kluczową rolę w tym niepokojącym trendzie. W latach 1980-2008 straciliśmy 5,5% światowej produkcji pszenicy tylko z powodu zmian klimatycznych. Musimy dostosować nasze systemy produkcji roślinnej, tak aby rośliny lepiej radziły sobie zwłaszcza z rosnącymi temperaturami oraz częstszymi i przedłużającymi się suszami, takimi jak np. ta w 2018 r. która wystąpiła w Europie Północnej i Środkowej.
We wnioskach naszej publikacji dywersyfikacja upraw została zaproponowana jako ogólna strategia utrzymania plonów i zmniejszenia ryzyka ich utraty w wyniku niekorzystnych warunków klimatycznych m.in. poprzez poprawę żyzności gleby, ulepszenie korzystnej fauny i flory glebowej oraz zahamowanie gromadzenia się nasion chwastów, szkodników i chorób. Zespół badaczy z Polski, Włoch i Szwecji przetestował to, łącząc unikalne informacje o plonach w swoich krajach z siedmiu długoterminowych eksperymentów rolniczych, obejmujących w ten sposób Europę północną i południową. Doświadczenia rozpoczęto w 1958 r. W każdym doświadczeniu corocznie porównywano zboża uprawiane w monokulturze z plonami tych zbóż z różnych płodozmianów. Zestawiając te serie czasowe plonów z informacjami meteorologicznymi z każdego miejsca, zespół mógł zbadać wyniki plonów w latach suchych i gorących lub mokrych i zimnych.
Niestety obecny trend uprawy na całym świecie polega na tym, że uprawiamy zboża w coraz krótszych rotacjach, a w niektórych miejscach nawet w ciągłej monokulturze. Musielibyśmy to zmienić. - Nasze wyniki jasno pokazują, że zróżnicowany płodozmian jest obiecującym sposobem na utrzymanie produkcji roślinnej i bezpieczeństwa żywnościowego w zmieniającym się klimacie - mówi profesor Lorenzo Marini z Uniwersytetu w Padwie we Włoszech, jeden z autorów publikacji.
Uprawa wielu gatunków roślin w płodozmianie zawsze dawała wyższe plony w porównaniu z ciągłą monokulturą. Tak było zarówno w przypadku zbóż ozimych jak i jarych. W przypadku zbóż jarych korzyść ze zróżnicowanego płodozmianu wzrastała wraz z upływem czasu, dochodząc do przyrostu 500 kg/ha. Średni przyrost plonu porównując monokulturę z płodozmianem wynosił 860 i 390 kg/ha odpowiednio dla zbóż ozimych i jarych. Korzyści płynące ze zróżnicowanej rotacji były silniejsze w latach gorących i suchych - przewiduje się, że stan ten będzie się nasilał wraz ze zmianą klimatu. W okresach skrajnie suchych (suma opadów poniżej 143 mm) i ciepłych (powyżej 17oC w średniej temperaturze dobowej) średni przyrost plonów wyniósł 800 kg/ha dla zbóż jarych na polach z płodozmianem. W przypadku zbóż ozimych średni przyrost polu wyniósł 1100 kg/ha w latach suchych, podczas gdy upał obniżał zbiory w takim samym stopniu zarówno w przypadku monokultury jak i zmianowania. Uprawa roślin w zróżnicowanym płodozmianie jawi się zatem jako obiecujący sposób na poprawę bezpieczeństwa żywnościowego w zmieniającym się klimacie.
- Wieloletnie doświadczenia polowe wskazują na nieskuteczność czynników rekompensujących brak prawidłowego zmianowania - mówi Profesor Zuzanna Sawinska z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, jedna ze współautorek publikacji. W warunkach ciągłych monokultur efekty stosowania intensywnej agrotechniki (środki ochrony roślin, łączne nawożenie mineralno-organiczne) są w dużym stopniu zależne od zmieniających się warunków meteorologicznych.
- Potrzebna jest nowa polityka i rynkowe zachęty, które umożliwią rolnikom uprawianie zróżnicowanych płodozmianów - mówi profesor Riccardo Bommarco ze Szwedzkiego Uniwersytetu Nauk Rolniczych, współautor publikacji. Potrzebujemy tego, aby zabezpieczyć dostawy żywności w zmieniającym się klimacie.
Fakty o długoterminowych eksperymentach rolniczych
- Nasze badania pokazują również, jak ważne jest prowadzenie długoterminowych eksperymentów, w których plony są zbierane przez dziesięciolecia w takim samym układzie doświadczenia - mówi Prof. Giulia Vico ze Szwedzkiego Uniwersytetu Nauk Rolniczych, współautorka publikacji. Bogactwo danych pozwala nam ocenić skutki zmienności warunków klimatycznych, co jest praktycznie niemożliwe w eksperymentach krótkoterminowych.
Plony roślin i stan gleby zależą od tego, jaką praktykę uprawy zastosuje rolnik. Może to być uprawa tych samych lub różnych gatunków roślin, uprawa orkowa lub bezorkowa, rożne technologie nawożenia i ochrony roślin. Jednak wpływ tych wszystkich praktyk na plony często uwidacznia się dopiero po wielu latach ich użytkowania. Dlatego długoterminowe eksperymenty trwające przez dziesięciolecia, są wyjątkowym źródłem do badania takich długoterminowych skutków i identyfikacji najlepszych praktyk, które utrzymają produktywność pola uprawnego przez pokolenia. Plony w dużym stopniu zależą od pogody w danym sezonie wegetacyjnym. Wieloletnie zbiory i dane klimatyczne pozwalają na spójne zarządzanie polami, pozwalają na analizę tego, jak zmienność warunków klimatycznych wpływa na plony i jak to zależy od przyjętej technologii uprawy.
Link do artykułu
Lorenzo Marini et al. 2020. Crop rotations sustain cereal yields under a changing climate. Environ. Res. Lett. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abc651
Kontakt do autorów
Prof. UPP dr hab. Zuzanna Sawinska, Poznan University of Life Sciences, Department of Agronomy, Faculty of Agronomy, Horticulture and Bioengineering, Dojazd 11, 60-632, Poznan, Poland. telephone: +48 061 8487406, e-. mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Prof. dr hab. Andrzej Blecharczyk, Poznan University of Life Sciences, Department of Agronomy, Faculty of Agronomy, Horticulture and Bioengineering, Dojazd 11, 60-632, Poznan, Poland. telephone: +48 061 8487418, e-. mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
