Zemědělství, chápané z pohledu bilance živin, je otevřeným systémem. Zatímco v přírodě probíhá téměř uzavřený koloběh živin, zemědělství jej významně narušuje.
Ať již v ekologickém (EZ) či konvenčním zemědělství (KZ) je prodávána značná část produkce, a s ní i živin, které se do zemědělství zpět nevracejí. Většinou končí na skládkách či v čističkách odpadních vod, kde jsou již ve směsi s těžkými kovy a jinými škodlivými látkami a tudíž dále nepoužitelné. A to ještě v tom lepším případě. Často také putují přímo do vodních toků, kde způsobují jejich eutrofizaci, se všemi nepříznivými dopady na životní prostředí. Díky tomu je třeba živiny odčerpávané sklizněmi, nebo prodejem živočišných produktů, nějak nahradit.
V konvenčním zemědělství se tak děje s využitím živin obsažených v minerálních hnojivech. V zemědělství ekologickém jsou možnosti používání minerálních hnojiv omezené, je proto třeba hledat jiná řešení.
Tato řešení spočívají v komplexu opatření, především preventivního charakteru, mezi něž patří:
Jde o plodiny zlepšující půdní úrodnost, s dobrou osvojovací schopností pro příjem fosforu a především poutající vzdušný dusík. Při bilancování N se často kalkuluje s různými víceméně nepřesnými položkami jeho fixace prostřednictvím těchto plodin. Tato čísla na jedné straně tvoří základní položku bilance N ale na druhé straně jsou velice nepřesná. Jen obtížně lze totiž zjistit jaké množství dusíku obsaženého ve sklizené jetelovině, bylo napoutáno ze vzduchu a jaká část pochází z půdy. Navázání dostatečného množství dusíku však není problém. Problémem se jeví jeho následné využití.
Čtěte také: České supermarkety a bio
Klasický osevní sled jetelovina - ozimá pšenice, může být v tomto kontextu velmi zrádný. Je sice pravdou, že ozimá pšenice velmi dobře reaguje na jetelovinu jako předplodinu, na druhé straně je ale schopna do zimy odebrat z půdy jen asi 20 kg N/ha. V této době se však mineralizací uvolňuje 200 i více kg N/ha (především při dlouhém odstupu rozorání jeteloviny - setí). Výsledkem mohou být nejen ztráty dusíku, ale i případné ohrožení spodní vody nitráty. Ekologické zemědělství pak může působit zcela opačnými - neekologickými účinky.
Popisovaný problém lze řešit několika způsoby. Pokud po jetelovině následuje ozimá pšenice, je výhodné zkrátit podzimní předseťovou přípravu půdy na nezbytné minimum a provádět ji v co nejkratším předstihu před setím. Současné technologie zpracování půdy toto umožňují. Samotný výsev pšenice je pak vhodné posunout co nejvíce do podzimu (na hranici agrotechnické lhůty), anebo vysévat pšenici špaldu, která snáší pozdní setí (i v prosinci). Posunutím setí a zpracování půdy do podzimu se dostaneme do období nižších teplot, tedy do období snížené intenzity mineralizace.
Dalším řešením je nahradit ozimou pšenici pšenicí jarní, nebo jinou jařinou. Na jaře je sice mineralizace intenzivní, zároveň je však intenzivní i růst rostlin, které mohou uvolňovaný dusík odebírat. Třetí možností je podzimní zpracování půdy a výsev rychle rostoucí meziplodiny. V našich podmínkách se jedná většinou o řepku, nebo hořčici, které dokáží do zimy odebrat značné množství N a přes zimu jej ve svém těle “konzervovat”.
Při pěstování jetelovin je třeba mít na paměti, že výhodnější je pěstování jetelotravních směsí, které mají příznivější poměr C: N a jejich rozklad tedy není tak intenzivní a také to, že nadzemní hmotu je vždy lépe sklízet a odvážet. Při mulčování totiž jen zvyšujeme koncentraci, v této fázi “problematického“ dusíku. V osevním postupu je třeba maximálně využívat funkce meziplodin a důležité je rovněž pěstování plodin s mohutným kořenovým systémem a dobrou osvojovací schopností pro příjem živin, viz graf 1.
Ekologická farma s chovem dobytka je z pohledu bilance živin jednoznačně výhodnější než stockless systémy (farmy bez chovu hospodářských zvířat). Díky živočišné produkci je umožněna větší cirkulaci živin v rámci farmy a menší množství živin opouští farmu ve formě produkce určené k prodeji. Na polích také nezůstává sláma, která se díky širokému poměru C: N špatně rozkládá a ve větším množství může působit inhibičně na výnosy následné plodiny. Navíc při chovu skotu odvážíme nadzemní část jetelovin (asi 55 % z celkového objemu organické hmoty), což pomáhá řešit problematiku využití N.
Čtěte také: Jak podporovat projekty
Statková hnojiva je možné aplikovat v optimálních dávkách a termínu, to snižuje ztráty živin. V konvenčním zemědělství jsou minerální a především dusíkatá hnojiva významným a regulovatelným zdrojem živin. Při dobré diagnostice výživného stavu se pak mohou aplikovat ve správných dávkách a termínech.
V ekologickém zemědělství jsou průmyslově vyrobená N hnojiva zakázána, okamžité využití veškerého N z jeteloviny není možné, a tak musí funkci minerálních N hnojiv převzít hnojiva statková, která lze v malých dávkách aplikovat prakticky ke všem plodinám.
Do výmětů hospodářských zvířat přechází značné množství živin. Například u dojnic je to asi 81 % N, 72 % P a 97 % K (ČVANČARA, 1962) . Při dobrém uložení a vhodné manipulaci se statkovými hnojivy se pak ztráty P, K, Ca a Mg mohou blížit k nule. U dusíku se nevyhneme asi dvacetiprocentním ztrátám. Splnění těchto podmínek si však vyžaduje zpevněné a proti dešťům chráněné hnojiště. Na polním hnojišti tento požadavek splnit nelze. Pozornost je třeba také věnovat aplikaci hnoje. Zejména pokud byl vyráběn metodou za studena, je třeba jej okamžitě zapravit do půdy a snížit tak ztráty čpavkového N, který se z něj uvolňuje.
I když se to s ekologickým zemědělstvím příliš neslučuje, i zde se jako statkové hnojivo může vyskytovat kejda. Také tu je třeba při hnojení ihned zapravovat do půdy (výhodná je kombinace kejdy se slámou). Kejda je vhodná i pro přihnojování (nejlépe zapravováním do půdy), což moderní aplikační technika umožňuje.
Obecně můžeme říci, že zpracování půdy působí příznivě na mobilitu živin (zejména fosforu). Rozrušení podorničí může zlepšit pronikání kořenů do spodních vrstev půdního profilu, odkud mohou rostliny získávat živiny a zároveň napomáhat zvětrávacímu procesu mateční horniny. V našich podmínkách lze takto zpřístupňovat draslík, který je častou součástí půdotvorných substrátů na území ČR.
Čtěte také: Dávkování lignohumátu v ekologickém zemědělství
Půdní mikroorganismy mohou významně působit na uvolňování živin. Je například znám vliv mykorhyzy na zpřístupňování fosforu a mykorhyza se (vlivem absence pesticidů) intenzivněji rozvíjí právě v ekologických pěstebních systémech. Půdní mikroorganismy jsou také základní “zásobárnou” N v půdě a účastní se na jeho mineralizačních, nebo imobilizačních procesech.
Erozí je ohrožena svrchní a nejúrodnější vrstva půdy, v EZ je snazší problémy eroze zvládnout díky obhospodařování menších celků a větší možnosti pěstovat plodiny, které erozi omezují (preferují se ekologická hlediska).
Vápnění jako takové, zvyšuje přijatelnost živin. Dodávka Ca se díky značné potřebě tohoto prvku, který se z půdy jednak snadno vyplavuje a jednak je nutný pro eliminaci negativního vlivu kyselých spadů, děje v EZ stejně jako v KZ prostřednictvím vápenatých hnojiv. Je sice pravdou, že vápněním spotřebováváme také neobnovitelné zdroje Ca, ty jsou však neporovnatelně větší než ložiska v koncentrované formě obsahující fosfor a draslík.
V současnosti neexistují pro ekologické zemědělství poznatky o optimální a již vůbec ne o minimální zásobě přístupných živin v půdě, která by zabezpečovala určitou výnosovou úroveň pěstovaných plodin a byla také ukazatelem, kdy je nutné tuto úrodnostní charakteristiku aktivně ovlivnit hnojením. Je jisté, že jelikož je EZ extenzivnější než klasické zemědělství, musí se to odrazit i na zásobě přístupných živin v půdě.
Aby nebylo ekologické zemědělství kořistnickým systémem, jak jej jeho odpůrci rádi nazývají, je třeba aby bilance živin v něm byla vyrovnaná. Bilancování živin přitom není třeba provádět nějak detailně, pro detailní položky jako jsou například spady živin, intenzita denitrifikace N apod. stejně nejsou reprezentativní údaje. Je však třeba vědět jaké množství živin opouští farmu prodejem, kolik živin bylo získáno v nakoupených hnojivech a jaká je úroveň hospodaření s organickými hnojivy. Z těchto položek pak můžeme bilanci snadno vypočítat.
V případě dusíku by měla být kladná neboť jen těžko odhadujeme jaké množství N pochází skutečně ze vzduchu. Orientačně je to (dle MAREČKOVÉ, 1983 in VOSTAL a MATOUSCH 1988) 60 až 75 % ze vzduchu a zbylá část z půdy. Bilance P a K však zcela kladná být nemusí, dá se počítat s tím, že asi 2 - 4 kg P. ha. rok-1 a 4 - 8 kg K. ha. rok-1 se může uvolnit z vazeb pro rostliny nepřístupných. U draslíku přitom velice záleží na jeho obsahu v mateční hornině. Pokud je však rozdíl mezi exportem a importem živin výrazně vyšší než uvedené hodnoty, je nutné bilanci aktivně ovlivnit přívodem živin z nakoupených hnojiv ať již statkových (mohou tvořit maximálně 30 % z celkového objemu těchto hnojiv) , nebo minerálních - povolených směrnicemi EZ. Druhou možností je snížení zastoupení plodin, které jsou určeny k prodeji, čímž se logicky sníží odvod živin ve sklizňové produkci.
V současnosti je ovzduší ve významném množství kontaminováno oxidy dusíku (NOx). Zdrojem těchto látek jsou spalovací procesy v průmyslu a dopravě. Důvodem je znečišťování ovzduší odpady průmyslu a dopravy.
V souvislosti s výživou rostlin jste asi narazili na mnoho různých přívlastků - organické, minerální, zcela přírodní či bio. Tyto výrazy se používají celkem libovolně a občas v tom může být zmatek.
Pojďme se tedy podívat na definice jednotlivých typů látek, hnojiv a jejich vlastností:
Naštěstí už dlouho existují zákony a organizace, které certifikují součásti a procesy organických systémů a programů. To zaručuje, že spotřebitel dostane, co očekává. Organizace jako OMRI (Organic Materials Review Institute) a Evropská kontrolní unie analyzují produkty, vstupní suroviny a postupy. Na základě toho pak udělují certifikaci.
Evropský průmysl zaměřený na výrobu hnojiv se snaží aktivně přispívat k vývoji a zavádění nové strategie „Farm to Fork“. Ta se mimo jiné zaměřuje na snižování ztráty živin do okolního prostředí, ovšem při zachování potravinové bezpečnosti. Co se týče zamýšlených cílů při výrobě hnojiv, je důležité vzít v úvahu všechny dostupné zdroje živin (tj. organická hnojiva jako kejda či hnůj nebo minerální hnojiva). Živiny se plodinám dodávají proto, aby bylo možné dosáhnout kvalitní úrody pro udržitelnou produkci potravin a dlouhodobě udržovat úrodnou půdu. K rostlinné i živočišné výrobě je zapotřebí především dusík (N), fosfor (P), draslík (K) a další základní živiny.
Společnost Fertilizers Europe důrazně Evropské komisi doporučuje, aby se soustředila na další zmírnění ztrát základních živin v rámci EU, mimo jiné s ohledem na kvalitu ovzduší, místo stanovování nesystémových limitů pro hnojiva. V EU se efektivita využití dusíku (NUE) v důsledku nejrůznějších faktorů zvýšila mezi roky 1990/92 a 2002/04 z 51 % na 59 % (zdroj: OECD, 2008). Společnost Fertilizers Europe navrhuje, aby se součástí strategie „Farm to Fork“ stalo zvýšení efektivity využití dusíku (NUE) v EU o 10 % do roku 2030 (v porovnání se stavem z roku 2014). Tento cíl zajistí efektivní využití dusíku v rostlinách, přičemž se sníží dopad na životní prostředí a produktivita rostlinné i živočišné výroby se zvýší, nebo přinejmenším zůstane na stejné úrovni. Tím se podpoří ziskový obchodní model pro farmáře.
Lepší efektivita využití dusíku v zemědělství znamená snížení ztrát dusíku. Právě tento cíl nová strategie „Farm to Fork“ prosazuje. Faktor efektivity nemá vliv na využití, ale na ztráty, což umožňuje farmářům i členským státům EU začít na různých úrovních nadále zvyšovat konkurenceschopnost ve spravedlivé soutěži a těžit z globálního zemědělského obchodu. Tento návrh tedy přispívá k efektivnějšímu využití hnojiv a k narovnání konkurenčního prostředí v rámci EU.
Plán na snížení množství hnojiv by se měl řídit integrovaným přístupem a brát v úvahu všechny zdroje živin (tedy minerální i organická hnojiva, kejdu i hnůj). Takový přístup by představoval efektivní strategii, která se řídí současnou dobrou praxí v zemědělství. Živiny se vyskytují v organické či minerální formě. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že organická hnojiva umožňují recyklaci živin a dodávají půdě organický uhlík, což je pozitivní. Má to ovšem i nevýhodu: Organická hnojiva se v půdě musejí napřed mineralizovat, až poté jsou využitelné pro rostliny. A protože mineralizace a pěstování rostlin nemusí být nutně časově sladěné, mohou se nevyužité živiny ztratit a výsledkem pak bývá nižší účinnost organického hnojení.
Na úrovni EU naléhavě potřebujeme zvýšit účinnost živin používaných v produkci potravin. Ve 28 zemích EU a na Islandu už využití minerálních hnojiv výrazně pokleslo - o 22 % neboli 15,1 Mt CO2 ekv. v období 1990-20174. Může za to hlavně nová evropská legislativa a úsilí farmářů. Hlavní zásadou integrovaného přístupu ke zmírňování ztrát způsobených aplikací živin , především dusíku, je zlepšování efektivity při aplikaci dusíku (tj. zvyšování poměru odebraného dusíku v plodinách vůči celkovému množství dodaného dusíku). Toho lze dosáhnout změnou systémů pro obdělávání půdy, aby lépe vyhovovaly půdním typům a klimatickým podmínkám.
Množství živin používaných dnes na hektar zemědělské půdy se v jednotlivých členských zemích EU výrazně liší vzhledem k odlišným metodám zemědělské výroby, které se v Evropě aplikují. Kdyby se na tyto odlišnosti nebral ohled, hrozí diskriminace některých evropských zemí - cíl stanovený unií by mohl zásadně omezit jejich další zemědělský rozvoj. Pokud by EU stanovila celkový strop pro aplikaci hnojiv a z něj odvodila limit pro jednotlivé země, znamenalo by to pro státy střední a východní Evropy stálé ztížení podmínek pro zemědělství, a tedy i omezení jejich zemědělského potenciálu. To platí dvojnásob vzhledem k oddělení živočišné a rostlinné výroby , k němuž dochází v různých regionech po celé EU. To vede k nerovnováze v bilanci živin a půdní úrodnosti. Například země jako Maďarsko nebo Polsko nedokázaly kompenzovat ztrátu organických hnojiv adekvátním nárůstem hnojiv minerálních.
Pokud EU stanoví nediferencované cíle snižování hnojiv, dojde k mnoha nejistotám. Podle budoucích trendů ve vývoji bilance živin, zejména dusíku, bude rovnováha zemědělské půdy záležet na celé řadě faktorů. Mezi ně patří rozloha orné půdy, typy pěstovaných plodin, počet hospodářských zvířat, postupy používané v zemědělství, klimatické podmínky (např. Na rovnováhu dusíku ovšem nebude mít vliv jen budoucí zemědělská a ekologická politika EU, ale také zavádění cirkulární ekonomiky. Je třeba počítat i s dopady na celkové využití půdy v EU.
Stanovení cíle pro snižování hodnot „od stolu“ by znamenalo potenciální riziko pro zemědělské hospodářské výsledky v celé EU. Například přísné kvóty na dusík, zavedené v Dánsku v letech 1999 až 2016, stály na nesprávně spočítané intenzitě hnojení. Výsledkem byl velký výpadek v příjmech farmářů, snížení výnosnosti plodin, snížení jejich kvality a snížení obsahu N látek v dánském obilí.
Neflexibilní kvóty pro snižování zvyšují riziko vyčerpání půdy, což může znamenat další ztrátu výnosu. Účelem hnojení je dodat pěstovaným plodinám dostatek živin aplikací správného typu a množství živin v závislosti na předpokládaném výnosu, růstu plodin a analýze půdy. Různé plodiny mají různé potřeby. Při sklizni plodin se z polí odstraňují i živiny v těchto plodinách, což je zapotřebí kompenzovat následným hnojením. Pokud je množství odebraných živin větší než množství látek přidaných, vede to k vyčerpání půdy a snížení její úrodnosti.
Vezmeme-li v úvahu limity spojené s přílišným, resp. Cílem je zabránit ztrátám živin, zejména dusíku, do okolního prostředí, zvýšením efektivity využití dusíku na úrovni celé EU o 10 % do roku 2030 (ve srovnání s rokem 2014), přičemž hodnocení vývoje provede Evropská komise ve střednědobé rekapitulaci společné zemědělské politiky EU po roce 2020.
Vše je zapotřebí plánovat na regionální úrovni, jak podle posledních poznatků navrhují prof. Wim de Vries a Lena Schulte-Uebbing z Wageningen University. Indikátor efektivity využití dusíku (NUE) podle návrhu expertního panelu EU. Jakýkoli jiný postup by nebral v úvahu tři pilíře udržitelnosti. Tento indikátor nedávno prošel testem v různých situacích a typech zemědělství, výsledky publikoval prof. Různé členské země EU mají různý počáteční stav. Indikátor NUE lze zařadit do strategických plánů společné zemědělské politiky EU po roce 2020. Indikátor NUE se musí řídit zásadou hromadné rovnováhy s využitím všech vstupů dusíku (organických i minerálních) a všech výstupů dusíku ve sklizené úrodě (NUE = podíl výstupu a vstupu dusíku).
Minerální hnojiva mají výrazný vliv na čistotu vzduchu, zmírňování klimatických změn a udržování biodiverzity. Optimalizace výnosů zemědělské půdy umožňuje využití větší výměry na extenzivnější formy farmaření a ochranu biodiverzity.
Zahrádkáři i pěstitelé pokojových rostlin si dnes mohou vybrat mezi mnoha druhy hnojiva, ať už na přírodní či chemické bázi. Složením a svými účinky je ale rozhodně jednou z nejlepších variant organické hnojivo z hmyzího trusu, kterému se odborně říká frass. Frass je organické hnojivo v sypké formě, které vzniká prosetím substrátu při chovu moučných červů. Můžeme ho ale získat například i při chovu cvrčků.
Díky naprosto vyváženému a ideálně koncentrovanému poměru dusíku, draslíku a fosforu je perfektní výživou pro vaše plodiny a rostliny ve všech fázích růstu. Velkým bonusem organického hnojiva je čistě přírodní složení bez přidaných plniv, kterými jsou v chemických hnojivech často různé materiály s těžkými kovy, toxické látky, písek nebo molybdenan. Tyto látky ničí prospěšné bakterie a živočichy v půdě, znečišťují spodní vody a často se přes kořeny dostanou až do vašich plodin a nakonec na vás stůl.
Oproti tomu v organickém hnojivu najdete všechny důležité živiny pro vaši půdu, ochranu a výživu kořenů a podporu růstu i zrání rostlin. Díky tomu, že neobsahují žádnou chemii a minerály, které se dají předávkovat, chráníte jak své zdraví, tak i bezpečí hospodářských zvířat, která se k úrodě mohou dostat. Jedna z největších výhod frassu je absence jakéhokoliv pachu. Oproti spoustě živočišných, ale i chemických hnojiv se vám tedy nestane, že by vaše zahrádka několik dní obtěžovala sousedy silným zápachem nebo že by vás na pečlivě vypěstovanou úrodu přešla chuť. Většina hnojiv dokáže skutečně zapáchat i několik dní a to do poměrně velké vzdálenosti.
Lze s ním hnojit půdu před výsadbou v ovocnářství, zelinářství či vinařství, ale můžeme ho využít také pro hnojení jahod, brambor, obilovin, květinových záhonů, stromů, keřů nebo i trávníků. A to jak plošně, tak jednotlivě. Chemická hnojiva jsou bohužel na našem trhu poměrně rozšířená, je to zejména proto, že chemický průmysl umožňuje vyrobit hnojivo tak, aby rostliny prospívaly téměř přes noc, ale za jakou cenu? U chemického hnojiva musíte být extrémně pečliví v dávkování, protože můžete rostliny spálit, zároveň může chemické hnojivo poškodit i kůži či cokoliv, s čím se dostane do styku.
Zatímco u organických hnojiv najdeme ve složení i další důležité látky, jako uhlík, kyslík, vodík, hořčík nebo třeba zinek, u chemických můžeme najít nečistoty, písek nebo minerály, které mohou být nebezpečné pro životní prostředí i naše zdraví.
Chitin je ale velice důležitou složkou právě organického hmyzího hnojiva. Pomáhá totiž rostlinám s obranou před patogeny a škůdci. Uživatelé tohoto hnojiva potvrzují, že chrání jejich rostliny například před mšicemi, dřepčíkem, molicemi, lalokonoscem, třásněnkami, vlnatkami a dalšími škůdci. Chitin vytváří rostlinám autoimunitní reakci, která je v podstatě vakcínou proti škůdcům, jejich vajíčkům i houbám a plísním. Dává rostlinám signál k produkci přírodních toxinů, které odradí škůdce.
Ve skutečnosti jsou to tři prvky, které všichni dobře známe už ze základní školy. N - dusík, P - fosfor a K - draslík. Dusík je jakýmsi palivem pohánějícím růst listů. Fosfor rostliny využívají jako základní pilíř pro svoji tělesnou stavbu a budování struktury stonku. Draslík je důležitý především pro chuť a barvu jedlých plodů a zajišťuje jejich správnou strukturu.
Tři čísla, která následují za označením NPK tedy znamenají poměr/množství daných prvků v balení. Čím je číslo vyšší, tím větší je koncentrace daného prvku v hnojivu. Jednoduchými počty potom zjistíme, kolik hnojiva potřebujeme na 1 kilo daného prvku/živiny. Pokud máme na balení NPK 2-2-2, počítáme 10/2 = 5, z čehož nám vychází, že potřebujeme 5 kilo hnojiva pro 1 kilo dané živiny.
Možná budete překvapeni, ale pšenice lepek neobsahuje. Pšeničné zrno obsahuje bílkoviny, ze kterých lepek vzniká až při zpracování těsta. Pro tvorbu těchto bílkovin potřebuje rostlina dusík z půdy.
Dusík do půdy můžeme dostat více způsoby:
Přestože kynuté pečivo provází lidstvo již více než 6000 let, myšlenka minerálního (průmyslového) hnojení je poměrně nová. Vznikla v 19. století, kdy byly objeveny chemické zákonitosti fungování dusíku v půdě. Praktická aplikace průmyslového hnojení se datuje na počátek 20. století, kdy byl vyvinut průmyslově efektivní postup výroby amoniaku. Masivní rozšíření průmyslového hnojení potom nastalo po 2. světové válce. Jedná se tedy z historického hlediska o poměrně novou zemědělskou metodu, jejíž dlouhodobé následky jsou nyní předmětem mnoha výzkumů.
I pšenice z ekologického zemědělství, kde jsou průmyslová hnojiva zcela zakázána, standardně obsahuje dostatek bílkovin, aby mohla být mouka z ní použita pro výrobu kynutého pečiva. Největší riziko pro kontaminaci obilí plísněmi představuje deštivé počasí v období sklizně. Při dodržení správných postupů v průběhu sklizně se riziko kontaminace zrna plísněmi u konvenční, regenerativní a ekologické produkce nijak neliší. Navíc jsou šarže sklizeného zrna i mouk rutinně testovány na přítomnost plísní a mykotoxinů. Kontaminovaná mouka by se tedy neměla do potravin dostat.
tags: #ekologické #důsledky #použití #minerálních #hnojiv