Neutralność klimatyczna i produkcja żywności w systemie zrównoważonym to wyzwania dla obecnego rolnictwa jakie narzucają zmiany klimatyczne jak i nowe wymagania konsumentów dla których kwestie jakości żywności i poszanowania środowiska nabierają coraz to większego znaczenia.
Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych jak również zużycia środków do produkcji w rolnictwie wymaga zastosowania w produkcji rolnej nowych praktyk i technologii uprawy. Pomocne w realizowaniu tych celów okazać się mogą rozwiązania wpisujące się w koncepcję Rolnictwo 4.0
Wyzwania dla rolnictwa XXI w.
Europejski Zielony Ład (Green Deal) został przyjęty jako szeroko zakrojony całokształt działań Unii Europejskiej w związku ze zmianami klimatycznymi i degradacją środowiska. Green Deal zakłada ambitny cel jakim jest osiągnięcie neutralności klimatycznej Europy do 2050 r. Neutralność klimatyczna oznacza równowagę (zerowy bilans) między emitowanymi gazami cieplarnianymi (w tym dwutlenek węgla, metan i podtlenek azotu) a ich składowaniem lub pochłanianiem przez zbiorniki wodne, lasy czy gleby.
Do działań na rzecz ograniczenia emisji gazów cieplarnianych zobligowane jest również rolnictwo. W osiągnięciu celów Europejskiego Zielonego Ładu w obszarze rolnictwa kluczowe znaczenie będzie miała nowa Wspólna Polityka Rolna. Nowa WPR obejmuje szereg reform politycznych mających na celu wsparcie przejścia rolnictwa na zrównoważoną produkcją żywności. Każdy kraj członkowski UE jest zobowiązany do przeprowadzenia działań na rzecz środowiska i klimatu i oraz do ich aktualizacji po zmianie unijnych przepisów dotyczących polityki klimatycznej.
Jak wynika z danych KOBIZE (Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami) największy udział w emisji gazów cieplarnianych w rolnictwie (liczoną w ekwiwalencie dwutlenku węgla (CO2) stanowi emisja podtlenku azotu pochodząca głównie z nawożenia azotowego, następnie zaś emisja metanu z fermentacji jelitowej i gospodarki odchodami zwierzęcymi. Bezpośrednia emisja podtlenku azotu związana jest z przemianami azotu w glebie oraz azotu wnoszonego do gleb w postaci nawozów mineralnych i naturalnych.
Wszakże rolnictwo podobnie jak i inne sektory gospodarki zużywa energię w różnej postaci to jak wynika z analiz KOBIZE udział rolnictwa w emisji gazów cieplarniach wynikającech ze zużycia energii zakresie nie jest duży. Jednakże sektor rolny zgodnie z założeniem EZŁ również musi ograniczyć zużycie energii.
Całkowitą emisję gazów cieplarnianych powstałych w wyniku produkcji rolnej można zmniejszyć poprzez zmianę stosowanych dotychczas metod agrotechnicznych. Wśród nich są wapnowanie gleby w celu redukcji odczynu kwaśnego, który ogranicza rozwój roślin, zagospodarowanie resztek pożniwnych, utrzymanie pokrywy roślinnej w celu zmniejszenia strat składników nawozowych, stosowanie uprawy bezpłużnej, jednoczesny siew nasion i nawozów, doglebowa aplikacja gnojowicy jak i azotu. W produkcji zwierzęcej zmniejszeniu emisji gazów cieplarnianych ma sprzyjać odpowiednie bilansowanie pasz, poprawa warunków bytowania zwierząt (dobrostan) jak i większy udział pastwiskowania krów oraz wydłużenie okresu pastwiskowego.
Poza ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych rolnictwo jest zobligowane do redukcji zużycia środków ochrony roślin (szczególnie tych niebezpiecznych) o 50%, ograniczenia stosowania nawozów mineralnych o 20% jak i zmniejszenie zużycia antybiotyków w hodowli zwierząt o 50%.
Elementem Europejskiego Zielonego Ładu jest strategia „Od pola do stołu”, która zakłada że każdy uczestnik łańcucha żywnościowego począwszy od rolnika – producenta, a kończąc na konsumencie, ma mieć swój udział w funkcjonowaniu zrównoważonego systemu żywnościowego. Strategia ta ma na celu przeciwdziałać fałszowaniu żywności w łańcuchu dostaw jak również zachęcać konsumentów do kupowania produktów, które są wytwarzane w systemie zrównoważonej lub ekologicznej produkcji.
Efektywne stosowanie nawozów, środków ochrony roślin, energii, dbanie o dobrostan zwierząt wymaga odpowiednich danych dotyczących bieżących właściwości i parametrów gleby, potrzeb żywieniowych roślin, warunków panujących w budynkach inwentarskich oraz zachowania zwierząt. Takie dane mogą dostarczyć cyfrowe rozwiązania jakie oferuje Rolnictwo 4.0. Wpisujące się w tę koncepcję rozwiązania z zakresu automatyki umożliwiają automatyczne dozowanie odpowiednich dawek nawozów i pestycydów jak i automatyczne komponowanie pasz i ich zadawanie. Dzięki technologiom 4.0 nawozy azotowe aplikowane są w dawkach odpowiadających potrzebom roślin w danych strefach pola co pozwala zmniejszyć ich zużycie a tym samym emisję podtlenków azotu. Z pomocą cyfrowych rozwiązań zmniejszyć można również zużycie pestycydów, energii jak również odpowiednio zbilansować pasze dla zwierząt.
Rozwiązania 4.0 dla neutralności klimatycznej i zrównoważonej produkcji
Duże korzyści w zakresie oszczędności nawozów i pestycydów oferują rozwiązania dostępne w ramach tzw. Rolnictwa Precyzyjnego. Pomocna w tym celu okazuje się wykorzystująca rozwiązania techniki satelitarne technologia zmiennego dawkowania (VRA – Variable Rate Aplication) dzięki której na polu dozuje się nawozy w ilości odpowiadającej potrzebom roślin jak również odpowiednio aplikuje się pestycydy. Zastosowanie technologii VRA wymaga bardziej zaawansowanych technicznie maszyn takich jak rozsiewacze do nawozów i opryskiwacze.
W koncepcji Rolnictwa Precyzyjnego pole traktowane jako jednorodna przestrzeń ale jako obszar, który charakteryzuje się zróżnicowanym plonowaniem w różnych jego częściach nazywanych także strefami. Stąd też do tych stref dopasowuje się poziom nawożenia i ochrony chemicznej.
W identyfikacji stref pomocne są rozwiązania umożliwiające pomiar zebranego kombajnem lub sieczkarnią plonu z umieszczeniem na mapie i stworzenie tzw. map plonów, które w dalszej kolejności są wykorzystywane do poboru prób glebowych i analizy zasobności gleby w makro i mikroskładniki pokarmowe w poszczególnych strefach pola. Mapy plonu są też cenną wskazówką m.in. odnośnie prawidłowości zastosowanej agrotechniki na danym polu.
Uzupełnieniem map plonu są kolejne mapy powstałe w wyniku badań z wykorzystaniem dronów i satelitów jak również urządzeń naziemnych (np. skanery elektromagnetyczne).
Wykonanie efektywnych zabiegów nawożenia wymaga znajomości warunków pogodowych panujących nad daną plantacją co jest też bardzo przydatne na potrzeby ochrony chemicznej. W tym przypadku niezwykle przydatne okazują się stacje pogodowe i czujniki polowe.
Odpowiednie czujniki montowane w budynkach inwentarskich i zaczepiane na zwierzętach dostarczają danych niezbędnych dla monitoringu dobrostanu zwierząt. Na ich podstawie można regulować klimat w budynku inwentarskim i dopasowywać poziom żywienia zwierząt.
Rolnictwo 4.0 to także bardziej zaawansowana analityka danych wykorzystująca sztuczną inteligencję jak również Internet określany mianem Internetu Rzeczy. O tych rozwiązaniach napiszemy kolejnym razem.
