Świat XXI wieku zmaga się ze skutkami nadmiernej emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Zmiany klimatyczne, w tym występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych powodują, że dramatyzm tych zdarzeń dotyczy również gospodarstw rolnych. Często poszkodowani tracą w ich wyniku dorobek życia.
Efektem tych zdarzeń są cyklicznie powtarzające się lata posuchy, które pogarszają warunki produkcji roślin uprawnych. Rolnictwo to drugie po sektorze energetycznym źródło emisji gazów cieplarnianych. Ma ono znaczący udział w całkowitej wielkości emisji podtlenku azotu – 73% i metanu – 35%. Niemniej jednak rolnictwo nie tylko emituje gazy cieplarniane, ale jest również tą gałęzią gospodarki, w której zachodzi wiązanie (sekwestracja) dwutlenku węgla w glebie. Aby bowiem skutecznie walczyć z globalnym ociepleniem, powinno się nie tylko ograniczać emisję gazów cieplarnianych, ale także „pochłonąć” nadmiar CO2, już występującego w atmosferze.
Gleba stanowi ważny element systemu klimatycznego
Gleba, to według akademickiej definicji, wierzchnia warstwa skorupy ziemskiej, zwietrzała i zmieniona pod wpływem procesów glebotwórczych, zdolna do utrzymania przy życiu roślin. Stanowi ważny – i często pomijany – element systemu klimatycznego. Jest po oceanach drugim największym pochłaniaczem lub „magazynem” dwutlenku węgla.
W trakcie fotosyntezy rośliny pobierają dwutlenek węgla z atmosfery. Atmosferyczny CO2 wpływa jednak na glebę, ponieważ gdy nie jest wykorzystywany na potrzeby wzrostu nadziemnych części roślin, jest rozprowadzany przez korzenie, które składują go w glebie. Jeżeli nic tego nie zakłóci, dwutlenek węgla może się ustabilizować i pozostać związany przez długi okres, nawet przez tysiące lat. Zdrowe gleby mogą zatem łagodzić zmiany klimatu.
By węgiel zawarty w CO2 mógł być skutecznie i trwale wiązany w glebie, musi zajść szereg skomplikowanych procesów fizyko- i biochemicznych przeprowadzanych głównie przez bakterie, szczególnie z grupy promieniowców, grzyby oraz organizmy wyższe. Z kolei, gdy gleba jest zdegradowana, „martwa” lub zachwiana jest naturalna równowaga jej biosystemu, procesy humifikacji nie będą zachodzić albo będą nieefektywne. Nie otrzymamy naturalnego biofizycznego bufora dla wody i składników pokarmowych humusu, lecz szybką mineralizację i utratę składników pokarmowych.
Rolnictwo i leśnictwo utrzymują dwutlenek węgla pod ziemią
Nie wszystkie gleby są jednakowe pod względem zdolności do magazynowania dwutlenku węgla. Najbogatszymi w dwutlenek węgla glebami są torfowiska, spotykane głównie w północnej Europie, Wielkiej Brytanii i Irlandii. Obszary trawiaste również gromadzą dużą ilość tego gazu na hektar, natomiast gleby na ciepłych i suchych obszarach południowej Europy zawierają mniej dwutlenku węgla.
Rolnictwo i leśnictwo utrzymują dwutlenek węgla pod ziemią. Jednak zmiany klimatu oraz sposób użytkowania gruntów powodują, że gleba z pochłaniacza dwutlenku węgla stanie się źródłem jego emisji. Obecnie około połowy zasobów węgla znajduje się w glebach leśnych. W przypadku degradacji lub wycinki lasu, zgromadzony węgiel jest jednak ponownie uwalniany do atmosfery. W takim przypadku lasy mogą mieć większy udział w emisji dwutlenku węgla do atmosfery niż w pochłanianiu.
Z podobną sytuacją mamy do czynienia na gruntach użytkowanych rolniczo. Wiadomo, że na gruntach rolnych orka przyspiesza rozkład i mineralizację materii organicznej. Aby zachować węgiel i substancje biogenne w glebie, badacze sugerują ograniczenie orki, uprawę przy zastosowaniu złożonego płodozmianu, stosowanie tak zwanych upraw okrywowych i pozostawianie resztek pożniwnych na powierzchni gleby. Pozostawianie resztek pożniwnych na powierzchni przed uprawą i w jej trakcie może pomóc chronić przed ryzykiem erozji gleby. Taka ochrona ma zasadnicze znaczenie, biorąc pod uwagę fakt, że uformowanie zaledwie kilku centymetrów gleby może potrwać tysiące lat. Ograniczona orka wiąże się z mniejszym rozbijaniem i obracaniem gleby. Metody ograniczonej orki lub uprawy zerowej często jednak wiążą się ze stosowaniem większej ilości nawozów chemicznych, co może mieć inne szkodliwe skutki dla środowiska.
Czy rolnictwo może pomóc uratować klimat?
Wielu ekspertów twierdzi, że tak – poprzez system znany jako „carbon farming” (tłum. jako „rolnictwo węglowe” czy „agrotechniki węglochłonne”), czyli takie praktyki rolnicze, które mają na celu wychwytywanie i sekwestrację atmosferycznego dwutlenku węgla. Z licznych badań wynika, że przy odpowiednim gospodarowaniu, gleba może istotnie nam pomóc w zredukowaniu emisji gazów cieplarnianych i uniknięciu najgorszych skutków zmian klimatycznych.
Portal www.climatecentral.org, powołując się na badania zespołu Keitha Paustiana podaje zdolność gleb do sekwestracji dwutlenku węgla. Obecne globalne emisje tego gazu sięgają 41 gigaton/rok. By osiągnąć cel ustalony na paryskiej konferencji klimatycznej, konieczne jest „pochłanianie” CO2 w ilości 15 Gt/rok. Gleby mają potencjał zgromadzenia 4-5 Gt CO2/rok, są zatem w stanie w znaczny sposób przyczynić się do ratowania klimatu. Ocenia się, że sekwestracja węgla w glebach może wynosić 2,4 g C/m2 rocznie. Według prognoz Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, globalnie możliwa sekwestracja węgla w glebach użytkowanych rolniczo szacowana jest na 0,3 t C/1 ha, a na użytkach zielonych 0,5-0,7 t C/1 ha rocznie.
Aby wprowadzić w swoim gospodarstwie „carbon farming”, nie potrzeba jakiś skomplikowanych procedur. Za najważniejsze elementy agrotechnik węglochłonnych uważa się: wprowadzenie uproszczeń do uprawy roli, a zwłaszcza uprawę zerową; zróżnicowane, rozbudowane płodozmiany uwzględniające uprawę gatunków pastewnych czy wieloletnich, o mocno rozwiniętych systemach korzeniowych (np. trawy, koniczyny, lucerny); stosowanie nawozów naturalnych, np. obornika, czy odpowiednie dawkowanie nawozów mineralnych. Warto podkreślić, że o saldzie sekwestracji dwutlenku węgla w glebie w głównej mierze decyduje stosowanie podstawowych zasad poprawnej agrotechniki i zmianowania, a o emisji podtlenku azotu z gleby, obok poprawnej agrotechniki, również poziom nawożenia nawozami azotowymi i wieloskładnikowymi oraz stosowanie podstawowych zasad nawożenia mineralnego i organicznego z uwzględnieniem wymagań pokarmowych roślin i potrzeb nawozowych gleby oraz jej odczynu.
Próchnica jest nieodzownym czynnikiem decydującym o żyzności gleby
Gromadzenie węgla w glebie w postaci materii organicznej, to nie tylko korzyść dla klimatu. Materia organiczna, utożsamiania w uproszczeniu z próchnicą glebową, jest niezwykle istotna dla poprawy struktury gleby, magazynowania przez nią wody, wpływa na zasobność gleb w składniki pokarmowe i życie glebowe. Zawartość próchnicy jest w tym przypadku czynnikiem decydującym o efektywności „carbon farming”. Im więcej próchnicy, tym większa zdolność do magazynowania CO2 i innych składników.
Próchnica jest nieodzownym czynnikiem decydującym o żyzności gleby, ze względu na swoje unikalne cechy fizyko-chemiczne. Skład chemiczny próchnicy jest w przybliżeniu następujący: 60% C, 30% O2, 6% N, 1,2% P, 0,9% S oraz wiele mikroelementów. Proporcjonalny stosunek najważniejszych makroelementów w próchnicy C:N:P:S wynosi więc odpowiednio 10:1:0,2:0,15. Globalnie rzecz biorąc gleby zawierają dwa razy więcej węgla niż atmosfera ziemska, stąd też nic dziwnego że próchnica wzbudza wielkie zainteresowanie ekologów jako ważne medium sekwestracji CO2.
W Polsce przeważają gleby średniej zawartości próchnicy (1-2%). Dlatego też należy szczególnie dbać o jej poziom. Wzrost poziomu próchnicy przekłada się bowiem na kumulację większej ilości składników, w tym: węgla, azotu i wody w glebie. Idealną możliwością powiększenia zawartości próchnicy w glebie jest nawożenie nawozami organicznymi, a zwłaszcza kompostem. Dotychczas zalety nawożenia kompostem dostrzegano głównie w zaopatrzeniu użytków rolnych w substancje odżywcze. Teraz patrząc pod kątem ochrony klimatu, dochodzą nowe ważne argumenty, wynikające ze związku pomiędzy zawartością próchnicy, a zdolnością pochłaniania CO2.
Ziemia jest podstawowym warsztatem pracy rolnika. Stare powiedzenie mówi, że „ziemi nie da się oszukać” i jest to prawda – jak bowiem zadbamy o glebę, takie mamy później efekty, co przekłada się na plony i osiągane przychody z działalności. Dlatego pracując na niej powinniśmy pamiętać, by jej nie niszczyć, lecz starać się poprawić jej właściwości. A przy tym dodatkowo mamy jeszcze swój osobisty wkład w ochronę klimatu.
Opracowanie: Grzegorz Wysocki
