Zašto je za pametniju poljoprivredu potrebno sistemsko razmišljanje – holistički pristup

Državni univerzitet Kanzasa unapređuje održivu i otpornu poljoprivredu kombinujući najnovije istraživanje sa uvidima dobijenim od poljoprivrednika u cilju povezivanja zdravlja zemljišta, upotrebe vode i kontrole bolesti.

Visoka tehnologija je prisutna u poljoprivredi više nego ikad ranije, sa senzorima za vlažnost u realnom vremenu, automatizovanim prskalicama i satelitskim snimcima koji pomažu poljoprivrednicima da efikasno upotrebljavaju vodu, đubriva i pesticide. Međutim, čak ni najbolja tehnologija neće obezbediti održivost ako poljoprivrednici ne mogu prilagoditi nove metode na svoje zemljište ili priuštiti investiranje.

Preporučujemo

„Povećanje organske materije zahteva vreme, a efekti popravljanja niske pH vrednosti pokazuju se tek nakon nekoliko godina“, kažu stručnjaci. „Međutim, poljoprivrednici moraju da zarade u tekućoj sezoni, zbog čega je teško posvetiti se promenama koje ne donose dobit odmah“.

Misija Državnog univerziteta Kanzasa je da pomogne poljoprivrednicima da ostvare uspeh danas dok se prilagođavaju za sutra. Više od 20 godina, istraživači kao što je dobitnik Nobelove nagrade Čak Rajs razvijaju praktične, holističke pristupe mikrobiologiji zemljišta i upravljanju ugljenikom.

Održiva poljoprivreda nema jedan plan pogodan za sve okolnosti. Istraživači zauzimaju sistemski pristup, tretirajući zemljište, vodu i kontrolu bolesti kao povezane izazove. Razvijajući rešenja u skladu i sa zemljištem i sa biznisom, pomažu poljoprivrednicima da usvoje tehnologiju na načine koji unapređuju produktivnost i održivost.

Zdravija zemljišta

Održiva poljoprivreda počinje sa poboljšanjem zemljišta i razumevanjem kako nutrijenti, voda i prakse uzgoja biljaka međusobno deluju. To je cilj zajedničkog istraživanja više država, vrednog 16 miliona dolara. Ovaj projekat koji finasira Fondacija za hranu i poljoprivredu kombinuje ekspertizu u biologiji zemljišta, ciklusu nutrijenata, poljoprivrednoj ekonomiji i uticajima životne sredine radi veće proizvodnje sa manje ulaganja.

Terenska ispitivanja širom Kanzasa pokazuju da azot – bitan za rast biljaka – popravlja prinose u oblastima sa umerenim padavinama, ali ima samo mali značaj u slučaju suše ili velike kiše. Izbor trenutka je ključan: na primer, letnje primene mogu povećati prinos sirka kao žitarice, dok ranosezonski tretmani mogu više doprineti krmnom sirku za ishranu stoke.

„Zbog ove varijabilnosti su potrebna istraživanja na lokalnom nivou. Ono što funkcioniše u jednoj zemlji možda neće delovati u drugoj pošto se zemljišta i klimatski uslovi znatno razlikuju. Saradnja sa industrijskim partnerima koji izvode studije na više lokacija i tesno sarađuju sa uzgajivačima je ključ za razvijanje regionalno specifičnih preporuka“, kažu naučnici.

Istraživački napori Državnog univerziteta Kanzasa doprinose naučnom pristupu upotrebi đubriva. U tom cilju radi laboratorija za testiranje zemljišta, obezbeđujući poljoprivrednicima pristupačne, praktične i regionalno primerene analize. „Ako vidimo nešto što ne izgleda kao pitanje nutrijenta, možemo zatražiti pomoć kolega koji se bave bolestima biljaka. Ta povezanost nam omogućuje da efikasno podržimo poljoprivrednike“.

Gljivične pretnje

Kontrola bolesti je bitna za održivu poljoprivredu, naročito u Kanzasu, gde se pšenica i drugi osnovni usevi suočavaju sa rastućom opasnošću od gljivičnih patogena. Toplije temperature, promenljivi obrasci kišnih padavina i mutirajući patogeni mogu izazvati češće i ozbiljnije bolesti. Mnogi fungicidi ciljaju specifične biohemijske putanje, tako da ponovljena izloženost povećava otpornost na te agense.

Ako izgubimo fungicide, u nevolji smo – ne samo zbog poljoprivrede, već i zbog zdravlja ljudi, pošto se isti fungicidi koriste za tretiranje bolesti kod ljudi, kažu naučnici. Treba dobro brinuti o hemijama fungicida i radi poljoprivredne dobiti i radi upravljanja životnom sredinom. Vreme primene, zajedno sa odlukom da li da se prska ili ne, može biti izazov za uzgajivače pšenice. Gljivične pretnje se javljaju tokom čitave sezone i naročito uspevaju u vlažnim uslovima, što znači da kiša može povećati ozbiljnost bolesti.

Bitan deo istraživanja je unapređivanje instrumenata za prognozu. Podaci o okruženju i nadgledanje patogena koriste se za prognozu rizika od bolesti. Nedavno istraživanje je povezalo nivoe vlažnosti zemljišta u Teksasu sa ranim upozorenjima na rđu pšenice u Kanzasu, pokazujući kako vremenski obrasci mogu ukazivati na rizik od bolesti mesecima unapred.

Pored prediktivnog modeliranja, istraživanje koristi sekvenciranje genoma u cilju usavršavanja molekularnih dijagnostičkih instrumenata koji razlikuju blisko povezane pšenične patogene važne za izvoz pšenice ili detekciju novih sojeva pre nego što se prošire.

„Ističemo integrisani pristup“, kažu istraživači. „Kombinujući redosled useva, prilagođavanje obrade zemljišta, izbor varijeteta i dobro tempiranu primenu fungicida, možemo maksimizirati kontrolu bolesti uz dugoročno očuvanje profitabilnosti“.

Foto: Shutterstock/Vitaliy Andreev

Pametna upotreba vode

Navodnjavanje održava poljoprivredu u polusušnim severnoameričkim Velikim ravnicama, gde kiša nije dovoljna za dobre prinose. Pored sve većih suša i opadanja podzemnih voda, svaka kap je važna. Voda je povezana sa svim momentima od izbora useva do tržišnih odluka.

Konkurencija spaja uzgajivače, agronome i čak naučnika iz NASA radi testiranja startegija za navodnjavanje, upotrebu đubriva i izbor useva u zajedničkim terenskim ispitivanjima.

Čak i sa istim podacima, zemljištem i klimatskim uslovima, poljoprivrednici ne odlučuju na isti način. Umesto traganja za savršenim rešenjem, integrisanje tehnologije u proces odlučivanja pokazuje da su potrebni fleksibilni instrumenti i preporuke prilagođeni različitim stilovima poslovanja.

Voda utiče na unos nutrijenata. Premalo vode ograničava apsorpciju đubriva, dok previše vode može ukloniti nutrijente iz zone korena. Multispektralni senzori na dronovima procenjuju zdravlje biljaka u realnom vremenu, pomažući poljoprivrednicima da podese upotrebu azota, prepolovljavajući stopu primene uz očuvanje prinosa.

Izazov je u usklađivanju sposobnosti za nadzor sa sposobnošću za upravljenje. Prskalica bi mogla pokrivati 25 metara i preklapati se sa drugima. Čak i ako je snimak supcentimetarski precizan, sistemi irigacije ne mogu postići takvu preciznost, kažu istraživači.

Nove irigacione tehnologije prevazilaze taj jaz između nadzora i upravljanja. Pametne prskalice sa varijabilnim otvorima i automatskim sistemima protoka dozvoljavaju poljoprivrednicima da preciznije prilagode vodu i đubrivo. Umesto neobrađenih podataka, današnji sistemi funkcionišu više kao savetnici, dajući ciljane preporuke tokom čitave sezone.

Za održive i otporne poljoprivredne sisteme, zemljište, voda i zdravlje biljaka imaju bitnu i međusobno povezanu i zavisnu ulogu. Nove tehnologije ubrzavaju istraživanje i obezbeđuju praktične instrumente koji balansiraju dugoročnu održivost i kratkoročnu profitabilnost.

(Telegraf Nauka/Nature)