Sekvestrácia uhlíka – Čo je to a aký má vplyv?

 

Najväčším národným bohatstvom a rozhodujúcim komponentom prírodného prostredia každej krajiny je pôda. Vytváranie pozitívneho vzťahu k pôde sa preto považuje za jeden z prvých prejavov človeka. Na jej rozlohe a kvalite priamo závisí prosperita biologických spoločenstiev i ľudskej spoločnosti.

Základnou úlohou poľnohospodárstva je poľnohospodárska produkcia, ktorá je úzko spojená s kolobehom uhlíka a ďalších biogénnych prvkov, podieľajúcich sa na tvorbe biomasy. Proces tvorby rastlinnej hmoty a následnej akumulácie odumretých zvyškov cez rôznorodé premeny v povrchových vrstvách Zeme vedie k formovaniu humosféry a je tak rozhodujúcim procesom vzniku a vývoja pôd, ich úrodnosti a produkčnej schopnosti.

V súčasnosti sa čoraz častejšie konštatuje, že sa zásoba uhlíka a pôdnej organickej hmoty v našich intenzívne obhospodarovaných pôdach dostáva na minimálnu úroveň charakteristickú pre jednotlivé pôdne typy a druhy. Z tohto dôvodu je nevyhnutné hľadať riešenia založené na stabilizácii pôdnej organickej hmoty, ktorá zohráva dôležitú úlohu v globálnej uhlíkovej bilancii a je považovaná za jeden z hlavných faktorov ovplyvňujúcich globálne otepľovanie a skleníkový efekt. V súvislosti s globálnym otepľovaním sa v spoločnosti čoraz častejšie skloňuje termín sekvestrácia uhlíka, najmä vo forme oxidu uhličitého CO₂, ktorý vo svojej podstate hovorí o zadržiavaní uhlíka v určitej forme v definovanej ekosfére (pedosfére).

Môžeme konštatovať, že definícii pojmu sekvestrácia uhlíka je niekoľko a venuje sa im už od polovice deväťdesiatych rokov viacero zahraničných, ale aj domácich autorov, ako aj niektoré popredné svetové organizácie. Príkladom sú Intergovernmental panel on Climate change, ktorý spája pojem úzko s kolobehom uhlíka ako termín popisujúci výmeny uhlíka (v rôznych formách, napr. CO₂) medzi atmosférou, oceánmi, terestriálnou biosférou a geologickými depozitmi. Alebo medzinárodná organizácia Resources for the future uvádza zachytenie uhlíka v tzv. „záchytiskách“ –  ako sú oceány, alebo terestriálna biomasa ako lesy a pôdy, ktoré zadržiavajú uhlík mimo atmosféry.

Podstatou definície, ktorá sa vo väčšej miere opakuje u všetkých autorov venujúcich sa klimatickej zmene a kolobehu uhlíka, je dlhodobé zadržiavanie atmosférického uhlíka v organických a anorganických zlúčeninách v oceánoch, lesoch, rastlinách, pôdach alebo horninách.

Zaujímavým údajom je hmotnostné vyčíslenie biologickej sekvestrácie v moriach a oceánoch ako biologické procesy, ktoré vedú k sekvestrácii C prostredníctvom fotosyntézy fytoplanktónu, ktorý tak fixuje približne 45 Pg C za rok^-1.

Procesov vedúcich k sekvestrácii pôdneho organického uhlíka je niekoľko. Sú to procesy známe i menej neznáme a mnoho krát si ani neuvedomujeme, že ich podporenie má obrovský význam pre pôdnu úrodnosť a stabilizáciu organickej hmoty. Môžeme hovoriť o humifikácií ako prechode biomasy na humus alebo agregácii čiže formovanie organicko-minerálnych komplexov a tým kvalitnej štruktúry pôdy, či pórovitosti tvorenej odumierajúcimi rôzne hlboko koreniacimi systémami pestovaných rastlín.

V úzkej súvislosti v slovenskom jazyku už akceptovaným pojmom sekvestrácia uhlíka (sequestration of carbon) pod čím, ako už bolo uvedené, chápeme zadržiavanie uhlíka v určitej forme v definovanej ekosfére, je tiež pojem v anglickom jazyku „mitigation of carbon“. Ten v slovenskom kontexte môžeme chápať ako človekom riadené zmierňovanie vplyvu emisií uhlíka na klimatickú zmenu. Pod termínom „carbon mitigation“ chápeme vedome a ľudsky riadené aktivity regulácie emisií CO₂ do atmosféry.

Sekvestrácia uhlíka, prostredníctvom správne riadených poľnohospodárskych postupov, môže trvalo znižovať straty organického uhlíka z pôdy a zvýšiť mieru humifikácie, čo vedie k zvýšeniu ekologickej stability obsahu uhlíka v pôde.

Zmeny v poľnohospodárskych postupoch, navrhované za účelom zvýšenia obsahu organického uhlíka by mali kombinovať zvyšovanie vstupov organickej hmoty do pôdy a súčasne znižovať rozklad (mineralizáciu) organickej hmoty v pôde. Takého procesy a postupy nemajú negatívny vplyv na ekonomiku podniku, ale naopak pri správnej implementácii zvyšujú výkonnosť a celkovú ekonomiku poľnohospodárstva. Ďalším benefitom je stabilizácia celého ekosystému produkčných plôch bez ekologických následkov.

Čo je to organická hmota v pôde?

"Nie je to len o humuse - Ale aj o ňom."

Definícia, ktorú sa v rôznych modifikácia učil každý absolvent poľnohospodárskej školy, sa nemení: „Organická hmota je súbor všetkých odumretých zvyškov, ktoré sa môžu nachádzať v rozličnom stupni premeny, to znamená, že tak označujeme odumreté telá rastlín a živočíchov aj so zachovanou pôvodnou anatomickou štruktúrou a humus“. A humus je „časť organickej hmoty pôdy, v ktorej odumreté zvyšky strácajú pôvodné znaky anatomickej stavby a nadobúdajú špecifické znaky a vlastnosti.“

Na základe uvedeného možno konštatovať, že pôdna organická hmota významne zvyšuje kvalitu pôdy a jej úrodnosť v závislosti od obsahu organického uhlíka, ktorý je kľúčovým prvkom kvality pôdy. Typická poľnohospodárska pôda môže obsahovať 1 až 5 % organickej hmoty vo vrstve prvých 15 cm.

Okrem uvedeného môžeme konštatovať, že priaznivo ovplyvňuje fyzikálne a chemické vlastnosti pôdy, je základným faktorom úrodnosti a v prevažnej miere je podmienkou existencie veľmi bohatej a rozmanitej pôdnej mikroflóry a fauny. Samozrejmosťou je, že účinnosť pozitívneho pôsobenia organickej hmoty na pôdnu úrodnosť sa líši v závislosti na pôdnych a klimatických podmienkach, na pestovaných plodinách (osevnom postupe) ale tiež v závislosti na systéme spracovania pôdy a hnojení.

Za najlepší spôsob obrábania pôdy by sa mal považovať taký, ktorý zvýši sekvestráciu uhlíka a zníži emisie CO2. Niektorí autori uvádzajú, že zníženie alebo úplná eliminácia obrábania pôdy je príkladom správnej poľnohospodárskej praxe, ktorá zvyšuje schopnosť pôdy zadržovať uhlík.

Faktory ovplyvňujúce stratu a zvyšovanie organickej hmoty 

Faktory ovplyvňujúce zvyšovanie obsahu organickej hmoty: Zelené hnojenie alebo podsevy, Konzervačné obrábanie pôdy, Nízke teploty a tienenie, Kontrolované spásanie, Vysoká vlhkosť pôdy, Mulčovanie, Aplikácia kompostov a organických hnojív, Primerané hnojenie dusíkatými hnojivami, Vysoká produktivita plodín

Faktory ovplyvňujúce straty organickej hmoty:  Erózia,  Konvenčné obrábanie pôdy, Zaorávanie pozberových zvyškov, Odstraňovanie pozberových zvyškov,  Vysoké teploty a slnečné stanovištia,  Voľné pasenie,  Nízka vlhkosť pôdy,  Spaľovanie,  Aplikácia minerálnych hnojív, Neúmerné hnojenie dusíkatými hnojivami,  Nízka produktivita plodín 

Jones et al., 2004  vo svojej publikácii zdôraznil, že v dôsledku vodnej a veternej erózie dochádza k stratám organickej hmoty najmä z vrstvy do 0,3 m, kde je jej zastúpenie najvyššie. Z toho dôvodu je nevyhnutné celoročné vegetačné pokrytie pôdy.

Pre a proti k jednotlivým technológiám

Použitie konvenčného spracovania pôdy a ponechanie pôdy bez krytu, vystavuje organický uhlík oxidácii a tým dochádza k jeho uvoľňovaniu vo forme CO₂.

Často krát sa stáva, že po použití pluhu a zaoraní pozberových zvyškov sa vytvorí tzv. matrac, ktorá sa do jari veľmi ťažko rozkladá a zvyšky sú vyťahované pri následnej operácii na jar alebo až na jeseň. Použitie orby tak môže viesť až k 30-50% stratám uhlíka. Nedá sa však konštatovať, že orba je niečo zlé. Jej úspech je závislý na faktoroch ako smer jazdy, prevedenie, nastavenie pluhu. Vždy je potrebné zvážiť konkrétne podmienky práce, termín a smerovanie podniku.

Pri minimalizačných technológiách založených na vertikálnom spracovaní pôdy radličkovým náradím, dochádza k rovnomernému zamiešaniu pozberových zvyškov s pôdou. Takéto spracovanie do rovnakej hĺbky ako pri orbe umožňuje lepšie naštartovanie rozkladných procesov. Ďalšou výhodou je menšia spotreba pohonných hmôt a vyššie denné výkony.

Technológia pásového spravovanie alebo Strip-till je medzičlánkom medzi minimalizačným spracovaním  pôdy a žiadnym spracovaním pôdy alebo technológiou NO-Till. Pri jej správnom využívaní dochádza k spracovaniu pásu pôdy. Do cielene vytvoreného priestoru pre koreňový systém je následne umiestnené osivo a hnojivo, bez porušenia pôdy v medziriadku. Z hľadiska organickej hmoty dochádza v kontraste s orbou, ku zníženiu strát až o 31%, čo je spôsobené ponechaním rastlinných zvyškov na povrchu a plytkým spracovaním pôdy. Ponechanie rastlinných zvyškov a odumierajúcej koreňovej štruktúry priaznivo pôsobí na zvyšovanie organickej hmoty a druhotne po odumretých koreňoch zostávajú póry zabezpečujúce lepšie vsakovanie zrážkovej vody. Na to aby technológia pracovala správne, je nevyhnutné zaradenie do osevného postupu  rôzne hlboko koreniace medziplodiny. Za najviditeľnejší benefit rastlinných zvyškov na povrchu môžeme považovať  zredukovanie nepriaznivého vplyvu vodnej a veternej erózie. Z ekonomického hľadiska je jedná o lacnejšie riešenie, kde sa jedným strojom prevedie spracovanie pôdy, hnojenie a sejba.

O technológii NO-till sa hovorí ako o technológii budúcnosti. Jedná sa o priamu sejbu bez spracovania pôdy, kedy sa osivo umiestňuje len do vytvorenej drážky. Technológia funguje v podmienkach, kde je v rovnováhe najmä pôdna mikroflóra a mikrofauna. Na to aby fungovala si ale musíme pôdu naučiť, čo zväčša trvá 5-6 rokov.

Úlohou každej technológie by malo byť vytvorenie a zaistenie optimálnych podmienok pre rast rastlín, pri zachovaní kvality pôdy so zreteľom na zabránenie jej degradácii.  

Jirko z Land Technologies

Technológie spracovania pôdy a sejby na Slovensku

Pohľadov, prístupov, názorov a technológií na obrábanie pôdy, prípravu alebo sejbu je v súčasnosti obrovské množstvo. Či už od vedeckých pracovníkov, dlhoročných praktikov, ale aj výrobcov techniky alebo chémie. Dá sa povedať, že i úplní laici a ľudia bez poľnohospodárskeho vzdelania sa v poslednej dobe často vyjadrujú k práci poľnohospodárov, napríklad prostredníctvom sociálnych sietí. Faktom je, že sa o obrábaní pôdy hovorí čím ďalej tým viac aj v širokej verejnosti.

Na Slovensku je táto téma obzvlášť zaujímavá. Naša krajina je malá, ale rozmanitá z pohľadu terénu, ale najmä množstva pôdnych typov a druhov. Z hľadiska pedológie môžeme konštatovať, že Slovensko je „pedologická klenotnica“ pričom u nás nájdeme až 21 rôznych pôdnych typov z ktorých 8 je intenzívne poľnohospodársky využívaných. No a ku každému pôdnemu typu je potrebné zaujať individuálny prístup. Jednoducho povedané „To čo funguje tu, inde už nemusí“.

Technológie obrábania pôdy môžeme vo všeobecnosti rozdeliť do štyroch základných skupín: 

- Konvenčné technológie založené na otáčaní pôdy pluhom; 

- Minimalizačné (bezorebné) technológie založené predovšetkým na hĺbkovom prekyprení pomocou radličkových kypričov, prípadne tanierového náradia alebo kombinácie - príkladom sú stroje Farmet a SUMO ako napríklad Trio, Triton, Softer alebo Verso; 

- Technológia StripTill alebo tzv. „pásové obrábanie“,kde sa pomocou pracovných orgánov obrába len pás pôdy z následným uloženímosiva prípadne aj hnojiva - príkladom je sejačka SUMO DTS;

- No-Till, pod ktorým si možno predstaviť pojemako „priama sejba“ bez cieleného kyprenia pôdy. - Výborným strojom je Sejačka SUMO DD. 

Každá z uvedených technológii má svoje pre a proti z hľadiska ich vplyvu na organickú hmotu.

Pokračovanie článku onedlho. :-)

Zaregistrujte sa na odoberanie našich noviniek a prečítajte si články medzi prvými. Budeme radi za každý príspevok do diskusie. 

Viac na www.landtechnologies.sk