Intenzifikácia poľnohospodárstva má za následok extrémne nízku globálnu účinnosť využívania dusíka. Táto neefektívnosť predstavuje vážnu hrozbu pre kvalitu životného prostredia, pretože do vody a vzduchu sa stráca veľké množstvo živín. Takmer 11 percent celosvetových emisií skleníkových plynov pochádza z poľnohospodárstva. Zvlášť znepokojujúce sú emisie oxidu dusného v dôsledku nadmerného hnojenia pôdy. Ten pritom vykazuje tristokrát silnejší skleníkový efekt ako oxid uhličitý. Významne prispieva ku globálnemu otepľovaniu, navyše sa podieľa na rozklade ozónovej vrstvy. 70 percent emisií oxidu dusného do ovzdušia emituje práve poľnohospodársky sektor.
Otázna regulácia
Poľnohospodári v súčasnom svete (najmä v rozvojových krajinách) majú tendenciu k nadmernému hnojeniu kvôli neistote z premenných, akými sú počasie a pôdne podmienky. Manažérske postupy, založené na pravidle „hnojiť na dobré roky“ je v súlade s maximalizáciou očakávaných výnosov, pretože náklady na nadmerné používanie dusíkatých hnojív sú nižšie ako náklady na alternatívne použitie ich nedostatočných aplikácií a následnú depresiu úrod. Vzhľadom na nízku efektivitu príjmu dusíka rastlinami a jeho vysokú reaktivitu a mobilitu v prostredí, generuje tento prebytok hnojenia značné straty N do životného prostredia.
Environmentálne politiky v jednotlivých krajinách sa vo všeobecnosti zameriavajú na predchádzanie a nápravu vonkajších vplyvov ekonomických činností. Pokiaľ ide o používanie dusíka ako hnojiva, sú tieto politiky zamerané jednak reštriktívne, zavádzaním limitov používania hnojív alebo chcú do praxe implementovať zmeny riadenia poľnohospodárskych praktík s cieľom zefektívniť využívanie zdrojov.
Každá krajina má svoj vlastný systém environmentálnej regulácie s rôznymi úrovňami požiadaviek na poľnohospodárov. V Európskej Únii je to najmä smernica o dusičnanoch, ktorá bola následne doplnená rámcovou smernicou o vode. V ostatnom období silnejú hlasy, ktoré upozorňujú, že dusičnanová smernica je v rôznych členských štátoch nedostatočná.
V USA existujú nariadenia o používaní hnojív, ale takmer žiadne federálne normy týkajúce sa nakladania s poľnohospodárskymi hnojivami nie sú povinné, väčšina z nich je systémom dobrovoľných programov. Emisie dusíka v USA tak zostávajú do značnej miery neregulované. V Číne je súčasná regulácia znečistenia dusíkom veľmi slabá. Vysoká úroveň znečistenia ovzdušia a vody v mnohých čínskych regiónoch však prinútila čínske ministerstvo poľnohospodárstva iniciovať reformu systému dotácií založeného na ekologických zásadách.
Difúzne znečistenie spôsobené hnojením dusíka v poľnohospodárstve sa stalo globálnym problémom, ktorý bude ťažké vyriešiť.
Kľuč je v efektivite využitia dusíka rastlinou
Výsledky ukazujú, že trend v používaní dusičnanov vo svete sa stále zvyšuje. Iba ekonomicky najvyspelejšie krajiny (EÚ a USA) začínajú zmierňovať tempo rastu používania dusíka v poľnohospodárstve vo vzťahu k udržateľnosti. Okrem tejto úrovne hnojenia štúdie ukazujú, že pokračujeme s veľmi nízkou úrovňou využiteľnosti dusíka rastlinami (celosvetovo len 40 %), približne 60 % dusíka tak vstupuje do prostredia ako látka znečisťujúca životné prostredie. Početné štúdie ukazujú priamy vzťah medzi poľnohospodárskym hnojením dusičnanom a difúznym znečistením. Kľúčom k zníženiu tohto znečistenia je zvýšenie využiteľnosti aplikovaného dusíka rastlinami.
Dominantný prístup k zlepšovaniu tohto parametru je agrotechnický a často sa označuje ako „4R“ (right supply, at the right rate, at the right time, in the right place.): uplatňovanie správneho hnojenia v správnom pomere, v správnom čase a na správnom mieste.
Projekt NUE-CROPS bol päťročný integračný projekt financovaný Európskou komisiou v rokoch 2009 až 2014. Cieľom projektu bolo znížiť vplyv rastlinnej výroby na životné prostredie pri súčasnom zachovaní alebo zlepšení súčasných úrovní úrod a kvality a zvýšení udržateľnosti a konkurencieschopnosti európskych systémov rastlinnej výroby. Projekt sa touto výzvou zaoberal generovaním nových poznatkov o odrodách plodín a systémoch plodín účinne využívajúcich živiny.
Štúdie štyroch plodín poukázali na rôzne cesty k zlepšeniu pre každý druh. Štúdie s kukuricou ukázali, že rozhodujúca pre získavanie živín je koreňová architektúra. Charakteristiky koreňov, najmä skorá vitalita koreňov, boli tiež nevyhnutné pre účinnosť využívania fosforu u zemiakov, zatiaľ čo skorostná skupina bola dôležitejšia pre účinnosť využívania nitrátového dusíka. Štúdie na pšenici informovali o oveľa komplexnejšom genóme tejto plodiny. Zistila sa nízka interakcia s úrovňou hnojenia, čo naznačuje, že v európskom genofonde ozimnej pšenice je malá perspektíva na úspešné šľachtenie nových, efektívnejších genotypov, ktoré môžu produkovať vyššie úrody pri nízkych hladinách hnojenia. Určitú výnimku predstavujú odrody šľachtené do ekologického poľnohospodárstva. Štúdie o repke olejnej priniesli niekoľko významných výsledkov a jednu publikáciu v prestížnom časopise Nature Genetics. Použitie semi-trpasličích hybridov repky olejnej (kríženec normálnej a trpasličej odrody) sa ukázalo ako sľubné pre stratégiu na udržanie súčasných výnosov so zníženými vstupmi hnojív.
Pomôžu inovácie
Okrem koncepcie 4R propagovanej v USA patrí medzi účinné metódy adaptívneho manažmentu hnojív výskum na farmách, kde sú farmári lokálne organizovaní, aby zbierali údaje o svojich poliach a optimalizovali svoje hospodárenie s N hnojivami. Tento strategický prístup je doplnený výskumom a inováciami v oblasti nových typov hnojív, šľachtenia rastlín, zavlažovania a pod. Viacerí autori upozorňujú, že práve dotovanie inovácií je efektívnym nástrojom na zníženie emisií z poľnohospodárstva. Ukázalo sa, že dotácie podporujúce výrobu (napr. Čína, ale aj EÚ) pôsobia na životné prostredie negatívne. Presmerovaním prostriedkov na tvorbu inovácií na úrovni fariem je možné docieliť znižovanie celkových emisií a zároveň zvýšiť efektivitu a maržu poľnohospodárov.
Autor: Ing. Tomáš Baran, redaktor Naše pole
