Ekstremne vrućine i poljoprivredne kulture

Ispuštanja stakleničkih plinova uzrokovana ljudskom aktivnošću znatno povećavaju koncentraciju ugljikovog dioksida, metana, klor-fluor-ugljika i didušičnih oksida u atmosferi. Računalnim modelima je potvrđen utjecaj stakleničkih plinova na rast prosječne temperature na Zemlji. Znanstvenici kažu da će do 2025. godine globalna temperatura biti za 1°C viša od sadašnje, a do 2100. godine temperatura će prosječno narasti za 3°C.

Poljoprivredne kulture ne mogu migrirajući izbjeći nepovoljne klimatske promjene, one će se prilagoditi ili nestati. Većina poljoprivrednih kultura ima relativno uski temperaturni raspon pri kojem može dati zadovoljavajući urod. Ukoliko temperatura okoliša iskače iz tog raspona, prinosi se smanjuju. Kako znanstvenici produbljuju svoja znanja o utjecaju globalnog zatopljenja na poljoprivredne kulture, dolaze do zaključka da će usjevima manje štete nanijeti dramatični toplinski valovi i ozbiljne suše. Najveću štetu uzrokovat će blagi pomaci u okolišnoj temperaturi koji će se događati u najosjetljivijim fazama razvoja biljke.

Potražnja za hranom raste usporedo s rastom stanovništva. Zbog visokih temperatura, urodi se smanjuju, a poljoprivrednici zbrajaju gubitke. Na burzama cijene hrane rastu svakodnevno. U razvijenim zemljama, ovakva će situacija za posljedicu imati ekonomske gubitke poljoprivrednika. Za poljoprivrednike iz zemalja u razvoju, ovakvi događaji značit će propast.

Znanstveni rezultati koji prikazuju štete na usjevima uzrokovane rastom temperature

Utjecaj visokih temperatura na metabolizam biljke

Neke biljne vrste pod utjecajem su povišenih temperatura zraka i tla, a neke kao riža i pod utjecajem temperature okolišne vode. Toplinski stres kod biljaka utječe na rast, metabolizam i produktivnost. Mnoge biokemijske reakcije u biljnom organizmu su pod utjecajem visokih temperatura. Kod ekstremno visokih temperatura dolazi do inaktivacije i denaturacije nekih biljnih enzima važnih za preživljavanje, te se ovako usporava razvoj biljke. Visoke temperature uzrokuju toplinski šok kod biljaka koji se očituje u promjenama propusnosti stanične membrane i stvaranju tzv. proteina toplinskog šoka. Oksidativni stres i preraspodjela suhe tvari još su neke od posljedica koje visoke temperature mogu imati na biljke. Može doći i do razgradnje vitamina ili stvaranja toksičnih tvari uslijed anaerobne respiracije. Ekstremne temperature mogu uzrokovati stanična oštećenja i propadanje stanice u roku od nekoliko minuta. Neke biljne vrste razvile su u većoj ili manjoj mjeri toleranciju na toplinski šok, pa genetičari danas pokušavaju otkriti koji su to nasljedni mehanizmi koje mogu iskoristiti za najznačajnije prehrambene kulture (razvoj GMO biljaka).

Klijanje

Okolišna temperatura ima veliki utjecaj na početak klijanja. Inhibicijska faza klijanja nije jako osjetljiva na temperature, dok su nadolazeće faze (hidracija i aktivacija enzima, enzimatska razgradnja skladištenog materijala, sinteza i rast embrija) ovisne o temperaturi zbog nastupajućih biokemijskih procesa. Visoke temperature mogu utjecati na klijanje putem zaustavljanja klijanja, smanjenog postotka klijanja, pojave abnormalnih klijanaca, smanjene vitalnosti klijanaca. Na ekstremno visokim temperaturama od oko 45˚C, klijanje pšenice je zaustavljeno i ustanovljeno je propadanje staničnog tkiva.

Najvažnije granične temperature za klijanje različitih poljoprivrednih kultura

Fotosinteza

Visoke temperature najviše utječu na fotosintetski kapacitet C3 i C4 biljaka. Toplinski stres smanjuje količinu fotosintetskih pigmenata u biljci. Promjene od 1-2°C u prosječnoj okolišnoj temperaturi neće utjecati na fotosintezu, no izrazito visoke temperature uzrokuju usporavanje fotosinteze. Tako je npr. kod riže pri toplinskom šoku (33°C, 5 dana) smanjena brzina odvijanja fotosinteze za 16%. Visoke temperature nepovoljno utječu na stvaranje škroba i saharoze, zbog smanjene aktivnosti enzima (invertaze, ADP-glukoza pirofosforilaze i saharoza fosfat sintaze).

Respiracija

Brzina respiracije raste s rastom temperature do određene vrijednosti (udvostručava se na temperaturi za 10°C većoj od optimalne ako su drugi utjecaji povoljni). To znači, da će biljka na visokim temperaturama trošiti više energije nego što je uspije proizvesti i stoga se neće dovoljno brzo razvijati.

Početak cvatnje

Reproduktivni elementi biljke su najosjetljiviji na toplinski šok. Kratki temperaturni šok u vrijeme cvatnje može uzrokovati naglo odbacivanje cvjetova. Visoke temperature u cvatnji soje mogu uzrokovati smanjenu vitalnost peluda. Za početak cvatnje mnogih poljoprivrednih kultura (šećerna repa, pšenica) potrebne su niske temperature. Proces u kojem je potrebna niska temperatura da bi biljka prešla iz vegetativne u generativnu fazu razvoja naziva se vernalizacija (stadij jarovizacije). Kod najvećeg broja biljaka minimalna temperatura za odvijanje vernalizacije je između 1-7°C

Razvoj zrna

Temperature veće za 1-2°C od optimalnih kod žitarica skraćuju period punjenja zrna. U pokusima pod kontroliranim uvjetima na temperaturama od 25 do 35°C prosječna težina zrna pšenice se smanjila za 16% na svakih 5°C temperaturnog povećanja (Asana i Williams, 1965). Smanjena težina zrna uzrokovana toplinskim šokom može se objasniti skraćenjem perioda rasta zrna. Kako su temperature rasle od 15/10°C do 21/16°C, period punjenja zrna se skraćivao sa 60 na 36 dana. Za svaki rast temperature od 1°C, smanjio se prinos zrna pšenice za 8 to 10%.

Razvoj gomolja

Za rast gomolja krumpira najutjecajnije su noćne temperature. Idealne noćne temperature za rast krumpirovog gomolja su 10-14°C. Ako se noćne temperature popnu iznad 20°C, gomolj se ne formira.

Pojava sterilnosti biljke

Toplinski šok nepovoljno djeluje na proces mejoze na muškim i ženskim spolnim organima. Također, oslabljuje klijanje peluda, rast peludne cijevi, uzrokuje anomalije na tučku i prašnicima.

Trajanje rasta

Rast poljoprivrednih kultura je pod značajnim utjecajem temperaturnih promjena. Visoke temperature utječu na unos hranjiva, dostupnost hranjiva i količinu hranjiva. Dodatno, visoke temperature utječu na brzinu potrošnje hranjiva, pa samim time i na rast biljke. Prema temperaturama moramo prilagoditi svoje izračune točnog dana žetve, te kvalitetu prinosa.

Štetnici i bolesti

Visoke temperature potpomažu rast korova i insekata, te razvoj bolesti. Poznati se primjer dogodio visoko u Peruanskim Andama, u gradu Chac­llabamba. Do tada nepoznata gljivična bolest napala je nasade krumpira prvi put u povijesti tamošnjih poljoprivrednika. Rast prosječnih temperatura je omogućio ovoj gljivici da preživi i na 4000m nv te napadne krumpir. Također, više temperature pogoduju mnogim štetnim kukcima jer im omogućavaju više reproduktivnih ciklusa u godini. Dodatno, s visokim temperaturama je često povezana i suša, a ona nam donosi probleme s mikotoksinima (aflatoksini).

Preporuke poljoprivrednicima

• promjene datuma i načina sijanja,
• sijanje sorti otpornijih na temperaturne razlike,
• sijanje nekoliko različitih kultura istovremeno (npr. sadnja stablašica uz žitarice na oranicama jer stabla pružaju sjenu i prodiru korijenjem dublje u tlo izvlačeći vodu bliže površini gdje je mogu koristiti i druge kulture-agrošumarstvo, ili sjetva žitarica uz neko aromatično ljekovito bilje koje dobro podnosi sušu i rast temperatura, ili sjetva žitarica uz biljke koje se koriste za biogorivo,
• navodnjavanje,
• za lisnato povrće preporučuje se malčiranje i zasjenjivanje,
• za razvoj cvijeta jagode preporučuje se tretman noćnog hlađenja (night chilling),
• gospodarstava koja proizvode i životinjske i biljne proizvode.

Cilj je poljoprivrednu proizvodnju učiniti diverzificiranom, a prihode manje podložnima utjecaju vanjskih čimbenika (temperatura). Diverzificirana gospodarstva će lakše podnijeti štete od suše, štetočina i klimatskih promjena. Isto tako, diverzificirana gospodarstva će se manje oslanjati na gnojiva i zaštitna sredstva, te gorivo. Kod nas je trenutno aktualan problem niskih otkupnih cijena žita, pa bi i na toj razini poljoprivrednik lakše preživljavao znajući da raspolaže s nekoliko različitih proizvoda za prodaju.

Agrometeorologija

U razvijenim državama, jako je važna agrometeorologija, grana meteorologije koja se bavi isključivo prognoziranjem klimatskih ne/prilika od ključnog utjecaja na poljoprivredu. Ona omogućuje pravilan odabir sjemena, obradu tla, navodnjavanje, predviđanje pojave bolesti, korova i štetočina, tretiranje zaštitnim sredstvima, zaštitu od požara, planiranje vremena sadnje, berbe, žetve i drugo. Moderna poljoprivredna proizvodnja i uzgoj nije moguća bez praćenja i uvažavanja agrometeorologije i klimatologije. Agrometeorološke informacije za Hrvatsku mogu se dobiti na DHMZ Internet stranicama te na broj telefona 01/4565 766. Nazovite i provjerite kakve temperature očekuju vaše ovogodišnje usjeve.

U susjedstvu i kod nas

Na većim zemljopisnim širinama u Europi, globalno zatopljenje će produžiti period rasta biljke, omogućivši ranije sijanje u proljeće, i raniju zriobu, te žetvu. Na ovim će područjima i zime biti manje oštre što će pogodovati poljoprivredi. Finska će npr., imati bolje uvjete za proizvodnju žitarica nego što ih ima danas. Države na manjim zemljopisnim širinama će trpjeti štete od globalnog zatopljenja zbog povećane respiracije. Razvoj biljaka će biti ubrzan, a prinosi smanjeni zbog visokih temperatura. Uzgoj tradicionalnih žitarica će biti ugrožen. Prognozirano smanjenje prinosa žitarica u mediteranskim zemljama vodit će do veće ekstenzifikacije poljoprivrede, a navodnjavanje će zbog povećane evapotranspiracije i suše postati od iznimne važnosti.

I u povrtlarstvu će morati doći do nužnih promjena, no štete će biti manje. Povišenje temperatura smanjit će prinos ozime pšenice i luka, ali može povećati prinose mrkve. Za većinu povrtlarskih kultura, povišene temperature će biti korisne jer će period branja biti moguće produžiti. Povrće hladne sezone, kao što je karfiol, u našim će se predjelima teže uzgajati. Sve prostranija područja naše zemlje postat će pogodna za višegodišnje mediteranske kulture (maslina, vinova loza).

Nažalost, sve je više znanstvenih rezultata koji potvrđuju postojanje klimatskih promjena uzrokovanih globalnim zatopljenjem. Suša i visoke temperature već sada uzrokuju poremećaje u svjetskoj opskrbi hrane. Visoke temperature drastično utječu na prinos najvažnijih poljoprivrednih kultura, a samim time na prehrambenu neovisnost svake države. Sa svakim poremećajem na svjetskom prehrambenom tržištu, cijene hrane za krajnje potrošače rastu. Poljoprivrednici, s druge strane, ostvaruju sve manje prihode i postaju ekonomski ugroženi. Pojavljuje se sve jača potreba za brzim prilagođavanjem. Poljoprivredna karta svijeta će se morati ubrzano izmijeniti. I naše će oranice biti zasijane drugačijim kulturama nego do sada, a naši poljoprivrednici morat će pomno pratiti razvoj situacije i mijenjati se u skladu s njom. Poljoprivredna znanost će se sve više oslanjati na genetiku i razvoj hibrida koji su otporniji na vrućine. Već postoje znanstveni rezultati koji dokazuje pogubne posljedice povišenja temperature na poljoprivrednu proizvodnju kakvu smo dosad poznavali. Sa svakim povišenim stupnjem prosječne temperature, prinos od žitarica pada za oko 10% (Peng i sur. 2004.). Vrijeme je za drastični zaokret od dosadašnje hrvatske poljoprivredne tradicije, a gdje je struka?

Foto: RGBStock.com