Karel Klem je vedeckým pracovníkom na CzechGlobe – Ústavu výskumu globálnej zmeny Akadémie vied Českej republiky.
V rozhovore s ním sa dočítate:
- či je v prípade ukladania do pôdy uhlík ako uhlík,
- prečo je pre ukladanie uhlíka v pôde rozhodujúca spolupráca rastlín a mikroorganizmov,
- ako na schopnosť pôdy zachytávať uhlík vplývajú syntetické hnojivá, obrábanie pôdy či obdobie bez pokrytia pôdy,
- ktoré poľnohospodárske postupy najefektívnejšie podporujú ukladanie uhlíka v pôde,
- aký dôležitý je pre viazanie uhlíka kompost,
- ako sa regeneratívne poľnohospodárstvo uplatňuje v Česku,
- či slovenskej pôde môžu pomôcť ekoschémy.
V rámci poľných pokusov sledujte, ktorými poľnohospodárskymi postupmi sa dá najlepšie v pôde ukladať uhlík. Prečo je obsah uhlíka v pôde dôležitý?
Má to dva hlavné dôvody. Pre mňa ako agronóma v prvom rade uhlík plní veľa funkcií dôležitých pre úrodnosť pôdy. Ovplyvňuje jej fyzikálne vlastnosti: schopnosť zadržiavať vodu, obnovu pôdnej štruktúry, odolnosť proti utužovaniu a rozplavovaniu či dostatočnú pórovitosť, ktorá spôsobuje, že voda dokáže presakovať do hlbších vrstiev.
Zároveň vplýva na chemické vlastnosti pôdy. Uhlík, ktorý je uložený v pôde v organickej podobe, dokáže plynule sprostredkovávať rastlinám živiny. Celý cyklus v pôde je vďaka nemu prirodzenejší a rovnomernejší, nedochádza k vyplavovaniu dusíka, ktorý rastliny nevyužijú. To všetko pomáha úrodnosti.
Druhá vec je, že poľnohospodárstvo môže potenciálne byť veľkou zásobárňou uhlíka. Približne tretinu uhlíka sme schopní uložiť v pôde na desiatky až stovky rokov. Nie je to ale nekonečné, lebo množstvo uhlíka, ktoré vieme uložiť dlhodobo, je obmedzené. Jeho naplnenie je okolo 30 percent. Keby sme dosiahli tempo približne jeden a pol tony uhlíka za rok, tak za 15 až 20 rokov dosiahneme saturáciu tohto dlhodobo ukladaného uhlíka. Aj to je ale pomerne zásadný posun, ktorý nám poskytne čas na štrukturálne zmeny v energetike a doprave vedúce k zníženiu emisií skleníkových plynov. Aj po saturácii dlhodobého uhlíku v pôde je stále možné ukladať uhlík do pôdy v menej stabilnej forme, no treba počítať s tým, že každá chyba v agrotechnike sa prejaví jeho spätným uvoľnením do atmosféry.
Platí teda jednoduchá rovnica, že čím je uhlíka v pôde viac, tým je úrodnejšia?
Áno, to je pravidlo, ktoré poznali hospodári už veľmi dávno. Uvedomovali si dôležitosť organického uhlíka. Vedeli, že je pre nich dobré mať tmavú, humusovú pôdu. Vtedy to vedeli docieliť tým, že sa viac venovali pastve, pôdu hnojili hnojom. Nemali toľko traktorov, tým pádom do pôdy až tak výrazne nezasahovali.
Je nejaké množstvo, od ktorého môže uhlík pôde škodiť?
Nemyslím si. Na organickom uhlíku sú vyložene založené rašelinové substráty, ktoré sa používajú v zeleninárstve, pri pestovaní kvetín, v záhradách. Čiže je to naopak prospešné. Môže to byť trochu problém vtedy, keď je organickej hmoty príliš, je tam veľa vzduchu a pôda sa stáva vysychavejšia na povrchu.
Ako sa vyvíja bilancia uhlíka v čase?
Približne pred 150 až 200 rokmi začalo intenzívnejšie obrábanie pôdy s vynálezom pluhu a zavedením intenzívnejšieho kyprenia. Od tej doby sa datuje výrazný pokles organického uhlíka v pôde. Netýka sa to len Česka alebo Slovenska, je to všeobecný princíp kdekoľvek.
My sme si v našich hlavách zo školy odniesli, že sme schopní tento uhlík do pôdy veľmi ľahko a rýchlo navrátiť tým, že do nej dodáme maštaľný hnoj, slamu alebo rastlinnú biomasu. No nie je to úplne pravda. Až v posledných desaťročiach sa ukázalo, že to tak rýchlo nevieme ovplyvniť.
Dlhodobé pokusy s hnojením maštaľným hnojom, ktoré trvajú aj 30 rokov, neukázali žiadny výrazný nárast obsahu organického uhlíka. V momente, keď ho dodáme do pôdy, tak sa zvýši, no zvýšenie je krátkodobé. Tento typ, takzvaný časticový uhlík, sa veľmi rýchlo rozkladá činnosťou mikroorganizmov. Keby sme prestali hnojiť, tak za dva alebo tri roky sa dostaneme na úroveň, s ktorou sme začínali pred piatimi rokmi. Nárast uhlíka aj na hnojom pravidelne hnojených plochách je malý. Ten uhlík, ktorý nám v pôde chýba, je trvalý uhlík pútaný na minerálne častice. Ten by sme sa mali snažiť dostať do pôdy.
Ako to vieme spraviť?
To sa podľa vedeckých prác dá len jediným spôsobom, ktorý podporuje spoluprácu rastlín a mikroorganizmov. To je uhlík, ktorý je pomerne jednoduchý – ide o cukry či organické kyseliny. Sú to látky, ktoré sú exsudované (vylučované, pozn. red.) koreňmi rastlín. Tieto látky sa v spolupráci s hubami a v menšej miere baktériami dostávajú k minerálnym časticiam. Ich životnosť sa počíta v stovkách rokov. To je to, o čo sa musíme snažiť. Nejde teda o dodávanie uhlíka fyzicky, v odumretej rastlinnej biomase, ale o podporovanie rastu rastlín a exsudáciu týchto jednoduchých látok do pôdy.
Čo teda treba robiť pre uloženie dlhotrvajúceho uhlíka v pôde?
Naše poľnohospodárstvo je založené na tom, že v nejakom období pestujeme určitú plodinu. Oziminy od októbra do júla a pri jarných je to kratšie, od marca do júla. Potom je dlhé medziporastné obdobie. Pôda sa necháva ležať úhorom, bez rastlín. Prichádzame tak skoro o polovicu obdobia, počas ktorého by mohli rastliny prispievať uhlíkom do pôdy exsudáciou. Druhá vec je, že týmto prerušením zabijeme aj mikroflóru, hlavne mykorízne huby (mykoríza je obojstranne prospešný vzťah rastlín a húb, pozn. red.), pôda sa tak neobnovuje. To je najväčší problém súčasného poľnohospodárstva.
Kľúčové je preto zaistiť trvalé ozelenenie pôdy v medziporastnom období, aby tam stále fungovala fotosyntéza a aby sa produkty fotosyntézy exsudovali.
Druhým problémom je spracovanie pôdy. Intenzívne zásahy narušujú mikrobióm. Huby sa pretrhajú, vysušia a vyhubia sa oveľa rýchlejšie. Pôda sa tiež prevzdušní, čo naštartuje rýchly rozklad. Negatívne tiež pôsobia pesticídy, ktoré škodia mikrobiómu a mikoríznym hubám, ktoré, ako sme si povedali, potrebujeme, aby rastliny tvorili exsudáty a transportovali ich k minerálnym časticiam pôdy.
Čo sa deje s pôdou, keď nie je pokrytá rastlinami?
Deje sa v nej toho málo, a to je ten hlavný problém. Ak nie je pokrytá, dochádza k intenzívnemu poškodzovaniu štruktúry pôdy, keď prší. Keď dopadá dážď na holú pôdu, rozbíja jej štruktúru a častice. Pôda sa na povrchu zacelí a stáva sa tak málo priepustnou pre vodu, čo potom spúšťa problémy s eróziou.
V pôde je veľa koreňov a mikroorganizmov, ktoré v momente zberu plodiny a spracovania pôdy odumierajú. Následne začínajú rozkladné procesy, to by nebolo až také negatívne, lebo to vedie k uvoľňovaniu živín, ale problém je, že zároveň dochádza k takzvanému priming effectu, ktorý naštartuje rozklad tej časti organickej hmoty, ktorá je v pôde uložená z predošlých rokov.
A čo hnojenie syntetickými hnojivami?
Vo všeobecnosti má hnojenie syntetickými hnojivami negatívny dopad na množstvo exsudátu vytvoreného rastlinami a na mykorízu. Ak ho ale budeme robiť v primeranej miere, tak to až tak nebude prekážať, mykoríza sa celkom dobre etabluje. Ak je tam ale luxusný nadbytok živín, tak mykoríza to „zistí a usúdi“, že nemá cenu, aby spolupracovala s rastlinami, lebo tie majú dostatok živín. Ďalším problémom je, že rastliny vylučujú menej exsudátov, pretože nemajú potrebu osvojovať si živiny. Symbióza potom nefunguje. To je dôvod, prečo sa nám nedarí uhlík navyšovať.
Znamená to, že aplikácia chemických hnojív priamo ovplyvňuje schopnosť viazať uhlík?
Je to dvojsečná zbraň. Keď začínate s regeneratívnym poľnohospodárstvom, prestanete do pôdy dodávať dusík, tak v začiatkoch rastliny rastú zle. A aby sa uhlík ukladal vo forme koreňových exsudátov, potrebujeme, aby rástli dobre. Preto na začiatku nejaký dusík dodávať musíme, no určite to musí byť v menších množstvách ako v konvenčnom poľnohospodárstve, aby nedochádzalo k tomu, že nadbytok živín bude tlmiť tvorbu exsudátov.
Po dvoch alebo troch rokoch sa už dostávame k tomu, že pôda začne fungovať. Je schopná dusík z organickej hmoty sama sprístupňovať rastlinám. Vtedy môžeme ísť s dávkami dusíka dole.
Čo s pôdou robia veľké monokultúrne bloky?
Nie je to dobré hlavne z hľadiska erózie a biodiverzity. Pre uhlík veľké lány nie sú problém. Problémom je monokultúra. Keď je na poli jedna plodina, mykoríza funguje oveľa horšie. Je vhodnejšie testovať a nachádzať najlepších partnerov – pestovanie dvoch plodín súčasne, čomu hovoríme intercropping. To je jedna z metód, ako podporiť mykorízu. Jedna rastlina vie získať viac fosforu, lebo vytvára kyslejšie prostredie, iná zas vie fixovať vzdušný dusík, a tak sa dobre vďaka mykoríze prepoja. U monokultúr nie je dôvod, prečo by mala mykoríza fungovať.
Vy skúmate vplyv jednotlivých poľnohospodárskych postupov na schopnosť pôdy viazať uhlík v rámci poľných pokusov. Ako tie pokusy prebiehajú?
S pokusmi sme najskôr začali s úplne inou motiváciou. Povodne sme sa snažili zlepšiť zachytenie vody v pôde. Hľadali sme lepšie technológie, ako zlepšiť jej odolnosť voči suchu. Potom do toho vstúpil záujem vodárni, ktoré v oblasti, kde sme robili pokusy, začínajú mať problém s množstvom nitrátov v pitných vodách.
Ukázalo sa, že technológie ktoré prispievajú k zadržaniu a infiltrácii vody, sú zaujímavé aj z pohľadu ukladania uhlíka. Začali sme teda pátrať, ako sa dá jeho množstvo ešte viac zvýšiť. Do toho sa potenciál poľnohospodárstva v ukladaní uhlíka stal dôležitou témou na úrovni Európskej únie.
Sú to viacročné pokusy, kde testujeme hlavne bezorebnú sejbu okamžite po zbere hlavnej plodiny, pestujeme druhovo bohaté medziplodiny, do ktorých sa zase bezorebne sejú plodiny. Ešte skúšame aj ďalšie veci, ako aplikáciu kompostu, biouhlia či intercropping, teda hlavnú plodinu pestujeme súbežne s nejakou bôbovitou plodinou. Porovnávame to s konvenčnými technikami, ktoré sú založené na orbe a klasickej príprave pôdy bez pestovania medziplodín.
Ktoré postupy z pohľadu zachytávania uhlíka vychádzajú najlepšie?
Je to pestovanie medziplodín. Ak chce poľnohospodár založiť rýchlo medziplodinu bez toho, aby zničil štruktúru pôdy, je dôležité, aby to spravil bezorebne. Veľa poľnohospodárov trvá na tom, že medziplodinu treba zaorávať, ale tým zničia všetko, čo vytvorili.
Potom sa ukazuje, že je veľmi doležíte zaradiť do osevného plánu nejakú bôbovitú plodinu, strukovinu či ďatelinu. Či už vo forme intercroppingu alebo do medziplodiny. Ide o to, že exsudáty u bôbovitých plodín z nejakého dôvodu podporujú mykorízu a viazanie uhlíka.
Potom v pokusoch skúmame rôzne dávky hnojenia. Zistili sme, že hlavne na začiatku nie je možné hnojenie úplne vylúčiť. Ale dá sa znížiť hnojenie dusíkom o polovicu aj bez toho, aby došlo k väčšiemu výnosovému prepadu. Ak nejaký nastane, vykompenzujú to znížené náklady (za ušetrené hnojivo, pozn. red.). V nasledujúcich rokoch budeme hnojenie vedieť obmedziť ešte viac vďaka bôbovitým rastlinám, ktoré fixujú vzdušný dusík. Tam ale ešte nie sme. Zároveň sa snažíme používať minimum pesticídov.
To všetko sa ale môže robiť iba za dodržania bezorebného postupu?
Kľúčové je celý systém kombinovať. Ak budete robiť iba bezorebné postupy bez medziplodín, nedosiahnete nič. Prírastky uhlíka tam budú, no veľmi nízke. To isté platí, ak budete robiť medziplodiny, ale do toho budete orať. Rozhodujúce je kombinovanie faktorov vrátane obmedzenia dusíka. Ich synergiou sa podarí uložiť do pôdy uhlík v trvalej forme.
Máte zmerané, o koľko sa zvýšil obsah uhlíka v pôde pri použití týchto postupov?
Pri polovičnej dávke dusíka sa nám podarilo za rok zvýšiť obsah uhlíka o jeden a pol tony na hektári. Tieto čísla môžu byť až dvojnásobné, ak sa to spojí s pridávaním kompostu alebo biouhlia. Čiže spojením regeneratívneho poľnohospodárstva s kompostom sme schopní zvýšiť obsah uhlíka až o tri tony. Potenciál je ešte vyšší, ak sa spočíta, koľko exsudátu sa transformuje do pevnej formy. Vtedy to za rok môžu byť až štyri tony. To sme zatiaľ nedosiahli, ale existujú pokusy so špeciálnymi kompostmi, ktoré siahajú až k desiatim tonám, čo je ale pre mňa neuveriteľné.
Ako sa zvýši podiel uhlíka v pôde?
Môžu to byť až desiatky percent. Podiel uhlíka sa po pätnástich až dvadsiatich rokoch dá na hektári zvýšiť až trojnásobne.
Francúzska iniciatíva 4 per 1 000, hovorí, že výšenie obsahu uhlíka v globálnom pôdnom fonde o štyri promile ročne by dokázalo kompenzovať všetky skleníkové plyny vytvorené ľudskou činnosťou. Dosť sa diskutuje, nakoľko je toto číslo dosiahnuteľné. Ako je to u vás?
Podľa mojich prepočtov by to pre nás nemal byť žiadny problém. Dosahujeme vyššie hodnoty. Niektoré práce ukazujú, že poľnohospodárstvo je schopné dosiahnuť ešte vyššie hodnoty. Na druhej strane, pri súčasnej úrovni emisií v Česku a na Slovensku nie sme schopní pokryť uložením v pôde viac ako 25 percent emisií z dopravy a energetiky.
Ako dôležitý je pri viazaní uhlíka kompost?
Samotný klasicky kompost musíme chápať skôr ako veľmi priaznivé hnojivo pre rastliny, čo má pozitívne dopady aj na uhlík. Ale uhlík z klasicky prekopávaného kompostu nezostáva v pôde oveľa dlhšie ako z maštaľného hnoja. Výrazne lepšie hodnoty priameho ukladania sa ukazujú pri komposte, ktorý sa vyrába mierne anaeróbnym spôsobom (s menším prístupom vzduchu, pozn. red.), keď sa viac stláča, neprekopáva sa a v ktorom dominujú huby. Vyzerá to tak, že takýto kompost navyšuje aj dlhodobý uhlík.
Môže to byť aj kompost z potravinového odpadu?
Mal by to byť primárne kompost zo zložiek bohatých na uhlík, čo je väčšinou drevná hmota. Naproti tomu zelená tráva alebo potraviny obsahujú viac dusíka. Neznamená to, že sa potraviny nedajú použiť, no musí sa to miešať so zložkami bohatými na uhlík v pomere stimulujúcom rast húb.
Ako sa tieto postupy regeneratívneho poľnohospodárstva uplatňujú v Česku?
Pravdupovediac málo, aspoň čo sa týka komplexného prístupu. Je niekoľko poľnohospodárov, ktorí sa snažia, no netrúfnu si ísť do vyložene bezorebného systému. Sú dobrí v pestovaní druhovo bohatých medziplodín. Snažia sa uplatňovať minimalizáciu, z času na čas kypria pôdu. Niektorí majú ale dobré výsledky, za čo som rád. Vidieť ich hlavne v suchých oblastiach, práve pri vode. Pôda im zachytí viac vody, vďaka čomu majú v suchých rokoch výrazne lepšie výnosy.
Nie sú však schopní akceptovať celok vrátane výhradne bezorebného zakladania alebo obmedzenia spotreby dusíkatých hnojív. Aj keď teraz tomu nahráva doba. Rastúce ceny hnojív stlačili ich spotrebu nadol.
Skúšali ste svoje pokusy overiť v spolupráci s nejakou farmou?
To je časť, s ktorou ešte len začíname, pretože to je veľmi potrebné. Niektorí sa snažia ten systém vstrebať, zaujímajú sa, chcú si to otestovať. Teraz v ukladaní uhlíka začínajú vidieť aj finančný potenciál, čo ich môže stimulovať.
Skúmate, aký môže mať regeneratívne poľnohospodárstvo vplyv na výnosy a na celkovú ekonomiku farmy?
Pokusy robíme päť rokov. V prvých dvoch rokoch boli dopady na výnosy asi na úrovni 15 percent. To sa ale dá nahradiť úsporou nákladov. V treťom a štvrtom roku sa už výnosy vyrovnávajú a očakávame, že sa môžu dostať aj nad úroveň konvenčných postupov. Trend to ukazuje.
Najväčším problémom pri prechode je ochrana rastlín. Hlavne prvé dva roky môžu byť celkom ťažké. Pri vypustení pesticídov nastávajú problémy s vytrvalými burinami a chorobami, na ktoré sa treba pripraviť. Ak sa to v prvých rokoch rieši, v treťom alebo štvrtom roku už s burinami a chorobami také problémy nie sú.
U nás sa tieto postupy medzi poľnohospodármi vo väčšom neujali aj preto, že o regeneratívnom poľnohospodárstve sa na odborných školách veľa neučí? Je to u vás podobné?
Je to veľmi podobné. Najväčší konzervativizmus ale cítiť u poľnohospodárov. Vo vedeckej sfére sa to pomaly láme aj vďaka tomu, že na to existuje medzinárodná spolupráca, kde je príklon k zmene paradigmy o niečo silnejší.
Ja sám mám vo výuke regeneratívne poľnohospodárstvo už vyše dva roky. Chce to nejaký čas. Nedá sa to ľuďom vnútiť, musia si na to prísť vlastnými skúsenosťami. Trend je ale pozitívny, ľudia cítia, že sa s pôdou musí začať niečo robiť.
Vy ste pôvodne pracovali ako agronóm vo výskume založenom na konvenčnom poľnohospodárstve. Kedy ste si uvedomili, že to nie je ideálne?
Bolo to v momente, keď sme začali mať problémy so suchom. A všetky konvenčne opatrenia to skôr zhoršovali. V tom čase nefungovalo ani zaorávanie hnoja. Hľadal som odpoveď na to, čo robíme zle. Vtedy som začal pochybovať, či sa voči prichádzajúcej zmene klímy vôbec dá brániť.
Potom som zrazu narazil na veľa pozitívnych príbehov. Najprv u odborníkov z USA, ktorí minimalizáciu robia už dlhé roky, a potom u ľudí z Rakúska. Tí presadzujú tieto postupy už 30 rokov, aj keď u nich bolí hlavnými motívmi erózia a zaplavenie niektorých obcí. Začali presadzovať minimalizačné technológie a medziplodiny. Na ich výsledkoch bolo jasne vidieť, aké to môže mať prínosy, a mne tak svitla nádej. Potom som vďaka novým vedeckým prácam začal chápať mechanizmus, ako sa uhlík v pôde ukladá. Dnes už jednoznačne vidím, že sa pôdne prostredie dá zlepšovať. Najviac ma prekvapilo, že sa to dá dosiahnuť aj veľmi rýchlo.
Vidieť nejaký posun aj v českej poľnohospodárskej politike, napríklad pri nastavení nových agrodotačných pravidiel?
Na začiatku som videl obrovský posun hlavne v nových ekoschémach, ktoré zahrňovali minimalizačné technológie, medziplodiny a precízne poľnohospodárstvo. Sám som bol prizvaný k tvorbe pravidiel z pohľadu zmeny klímy, čiže ukladania uhlíka a znižovania emisií oxidu dusného a metánu. Výsledok sa po tlaku veľkých fariem upravil. Rozriedilo sa to tak, že teraz už od zmien veľa nečakám. Z toho, čo vzišlo zo záverečných rokovaní, som smutný.
Ekoschémy štartujú aj na Slovensku. Jedným z ich cieľov je aj obnova štruktúry pôdy. Ak ju chce farmár čerpať, musí na určitej výmere zapracovávať kompost, maštaľný hnoj alebo slamu, prípadne pestovať medziplodiny. Tieto postupy môže aj kombinovať. Ak má poľnohospodár záujem pomôcť pôde, čo by ste mu odporučili?
Využil by som určite medziplodiny, ktoré majú najväčšie prínosy vrátane protieróznej ochrany. Ak to však bude robiť ako samostatné opatrenie a bude pokračovať v orbe, tak nemôže očakávať veľké výsledky.
Ak to chcú robiť naozaj dobre a myslia to s budúcnosťou pôdy vážne, odporúčam im, aby sa išli učiť do Rakúska. Nech využijú ich skúsenosti s priamou sejbou do medziplodín bez orby.
Čiže medziplodiny napríklad v kombinácii s kompostom.
Áno. Pre štart regeneratívného poľnohospodárstva je kompost veľmi dobrá vec. Keď sa v začiatkoch plytko zapracuje do pôdy, tak sa prechod robí oveľa ľahšie. V Česku je s kompostom problém v tom, že sa musí zaprávať do pôdy. Kvalitný a vyzretý kompost pritom nepáchne a nedochádza ani k veľkým únikom amoniaku. Nie je veľa dôvodov, prečo by sa to tak malo robiť. Snáď sa raz pripustí, aby sa mohol aplikovať na povrch pôdy. Ak by sa kompost mal zaorávať, potom je lepšie nevyužívať ho vôbec.
Autor: Marián Koreň
Zdroj: Euractiv.sk