Rolnictwo Współczesne: Wyzwania i Wpływ na Środowisko

Współczesne rolnictwo jest niezwykle efektywne i może wyprodukować ogromną ilość żywności, co jest kluczowe dla rosnącej populacji globu. W krajach rozwiniętych zaledwie około 2% obywateli pracuje w sektorze rolnym, podczas gdy 100 lat temu rolnikami była przeszło połowa populacji. Obraz ciągnika w polu, często otoczonego kurzem, symbolizuje tę efektywność, ale jednocześnie otwiera dyskusję na temat szeregu wyzwań i konsekwencji związanych z nowoczesnymi praktykami rolniczymi, od kwestii prawnych, przez technologie oczyszczania ziarna, po szeroki wpływ na różnorodność biologiczną i środowisko naturalne.

Aspekty prawne pracy rolnika w polu

Praca w rolnictwie, zwłaszcza w szczycie sezonu, często wymaga elastyczności, w tym pracy w nietypowych godzinach. Pewien rolnik został przegoniony z własnego pola około godziny 23.00 przez osobę mieszkającą w pobliżu, która twierdziła, że rolnicy to niepotrzebni ludzie, zanieczyszczający wieś i pracujący po nocach, strasząc jednocześnie policją.

W przekonaniu wielu ekspertów, mieszkanka wsi nie miała racji. Praca w nocy na polu podczas żniw nie powinna być karana, ponieważ nie stanowi nagannego wybryku, lecz jest często konieczna ze względu na panujące warunki atmosferyczne. Jak orzekł Sąd Najwyższy w wyroku z 22 maja 2019 r. (sygn. akt: IV KK 219/18), przedmiotem ochrony określonym w art. 51 k.w. jest prawo obywateli do niezakłóconego spokoju i porządku publicznego oraz niezakłócony spoczynek nocny. Należy jednak zaznaczyć, że charakter pracy rolniczej, zwłaszcza podczas żniw, jest specyficzny i często wymaga prowadzenia działań poza standardowymi godzinami, co jest podyktowane warunkami pogodowymi i cyklem wzrostu roślin. Rolnik nie popełnia wykroczenia, jeśli praca jest uzasadniona sezonowością i warunkami atmosferycznymi.

Znaczenie czystości ziarna i technologie separacji

Podczas zbioru ziarno zanim trafi na przyczepę, przechodzi w kombajnie przez szereg mechanizmów oddzielających i czyszczących. Celem jest, aby jak największa jego ilość trafiła do zbiornika. Pomimo to, praktycznie zawsze, razem z plonem na przyczepę przedostają się plewy, drobne słomki czy nasiona chwastów. Zachowanie czystości ziarna ma ogromne znaczenie podczas jego magazynowania, gdyż zielone części zanieczyszczeń podwyższają wilgotność całej masy, a co za tym idzie, mogą powodować jej psucie. Odseparowany materiał pozbawiony jest również kurzu, co przyczynia się do wzrostu wartości samych nasion.

Separatory - zasada działania i rodzaje

Separatory to proste urządzenia służące do oddzielania dwóch frakcji, które działają przy wykorzystaniu podstawowych sił fizyki. Im zmieszany materiał jest bardziej różnorodny pod kątem ciężaru, gęstości, wielkości czy aerodynamicznym, tym łatwiej jest go oddzielić. Doczyszczanie zboża nie może utrudniać ani kolidować z logistyką zbioru zbóż. Separator musi być niejako wkomponowany w cały proces.

Podstawową różnicą między wersjami mobilnymi a stacjonarnymi jest występujący fabrycznie w wersji mobilnej podajnik ślimakowy wraz z koszem zasypowym i układem jezdnym. Ponadto, w modelu M502/2 sam separator znajduje się na górze popularnej „żmijki”. Stamtąd materiał oczyszczony może być kierowany do następnego podajnika lub dmuchawy. Przy wersji stacjonarnej urządzenie usytuowane jest na nóżkach i wyposażone w kosz zasypowy, pod którym jest dość miejsca, aby ustawić kolejny przenośnik zbożowy.

Artur Lutkowski z firmy POM Augustów radzi: „Ważne jest, aby materiał trafiał do komory równomiernie, co zapewnia jego równe rozłożenie i wyższą skuteczność oczyszczania. Przy wersji stacjonarnej najlepiej jest, aby materiał transportowany był do kosza przy pomocy podajnika ślimakowego”.

Niezależnie od modelu zasada działania jest taka sama: cały materiał, po wprowadzeniu do komory czyszczącej, dostaje się na łopatki wirnika, obracającego się pod wpływem ruchu powietrza wytworzonego przez wentylator znajdujący się w górnej części aparatu. Podczas kontaktu z aspiratorem frakcje zostają oddzielone. Ziarno, jako cięższe, opada na dół do kosza wysypowego, a pozostały materiał jest kierowany wraz z powietrzem ku górze, gdzie trafia do cyklonu. Tu pod wpływem działania siły odśrodkowej oddzielone zostaje powietrze, które wylatuje otworem w górnej części, od zanieczyszczeń.

Prędkość pracy wentylatora można dostosować w zależności od wydajności i poziomu czystości ziarna. Separator wyczyści ziarno ze wszystkiego, co ziarnem nie jest. Może się jednak okazać, że w oczyszczonym materiale znajdą się nasiona gorszej jakości czy tzw. połówki. Dlatego takie nasiona nie zawsze będą nadawać się jako materiał siewny. Chcąc dokładniej wyczyścić ziarno, należałoby zmniejszyć wydajność z 15 do na przykład 8 ton na godzinę.

Ewolucja rolnictwa: od tradycji do intensyfikacji

Rolnictwo tradycyjne

Na początku swojego istnienia (około 10 tysięcy lat p.n.e.) rolnictwo opierało się wyłącznie na pracy ludzkich rąk, dlatego powierzchnie pól były bardzo ograniczone. Ze względu na niewielkie możliwości przemieszczania się na duże odległości, rolniczo wykorzystywano lokalne odmiany roślin jadalnych i charakterystyczne dla danego obszaru zwierzęta, które poddały się udomowieniu. Na Bliskim Wschodzie uprawiano pszenicę i jęczmień, w starożytnych Chinach i Indiach - ryż, proso, bób i groch, a w Ameryce Południowej - kukurydzę, dynię i fasolę.

Wiele dziko żyjących organizmów przystosowało się do bytowania na obszarach użytkowanych rolniczo. Dla owadów roślinożernych, gryzoni i ptaków ziarnojadów agrocenozy okazały się bogatym i łatwo dostępnym źródłem pokarmu. Dzięki obfitości pożywienia ich populacje mocno zwiększały swoją liczebność. Za nimi podążyły gatunki, dla których one same były pokarmem, np. bociany, myszołowy, lisy, łasice. Liczne owady z kolei przyciągnęły jeże, ryjówki, nietoperze i ptaki. Pomiędzy polami występowały zadrzewienia i zakrzewienia oraz fragmenty naturalnych ekosystemów, zwane miedzami. Miedze były i nadal są swoistymi ostojami różnorodności biologicznej, porośniętymi zróżnicowaną roślinnością. Ta forma gospodarowania sprawiała, że nakłady finansowe związane z produkcją rolną były niskie, a metody uprawy pracochłonne. Nie stosowano na przykład nawozów sztucznych i pestycydów, w wyniku czego uzyskiwano niewielkie plony w porównaniu z tymi osiąganymi w rolnictwie intensywnym.

Rolnictwo intensywne a różnorodność biologiczna

Rozwój cywilizacji i zwiększanie liczby ludzi wymuszało zagospodarowanie kolejnych obszarów pod uprawę roślin i wypas zwierząt. Na potrzeby rolnictwa przekształcano coraz więcej ekosystemów naturalnych, np. karczowano lasy, przez co przestrzeń życiowa zamieszkujących je gatunków kurczyła się. Wiele populacji zostało od siebie oddzielonych barierami urbanizacyjnymi (drogi, zabudowania mieszkalne i przemysłowe), a ich liczebność i różnorodność genetyczna zaczęła spadać.

W wyniku powszechnego zastosowania maszyn rolniczych w krajach wysokorozwiniętych zadrzewienia śródpolne zostały zlikwidowane, a miedze zaorane, przez co powiększył się areał upraw. Spowodowało to jednak, że zasięg wielu dzikich gatunków został ograniczony jedynie do niewielkich obszarów nieużytków. Agrocenozy, czyli ekosystemy charakterystyczne dla obszarów wykorzystywanych rolniczo, są bardzo ubogie gatunkowo. Wszystkie rośliny dzikie rosnące na polach uprawnych są traktowane jako chwasty, a zamieszkujące je zwierzęta żywiące się roślinami uprawnymi (wpływające na obniżenie plonów) jako szkodniki. Możliwość zwalczania chwastów i szkodników w początkach istnienia rolnictwa była bardzo ograniczona. Obecnie eliminuje się je głównie przy użyciu środków chemicznych - pestycydów.

Z biegiem czasu pola stawały się monokulturami, obszarami o bardzo dużej powierzchni, na których uprawiano tylko jeden gatunek rośliny i niszczono wszystkich jej konkurentów. Monokultury są przeszkodą nie do przebycia dla nasion dzikich gatunków roślin - co prawda nasiona te padają na ziemię orną i tam kiełkują, ale usuwane są stamtąd jako niepożądane rośliny. Na duże odległości nasion nie może przenieść również wiatr. Podobnie dzieje się w przypadku dzikich gatunków zwierząt. Zwłaszcza małe organizmy nie potrafią przemieszczać się między kompleksami leśnymi oddzielonymi polami, co powoduje, że ich różnorodność genetyczna spada. Na przykład owady zapylające nie są w stanie przebyć rozległych przestrzeni, dlatego między rozdzielonymi populacjami nie zachodzi wymiana genów.

Porównanie gospodarki państw

Analizując dane dotyczące zatrudnienia w rolnictwie, można rozróżnić formy rolnictwa. Poniższa tabela przedstawia porównanie hipotetycznych państw X i Y.

W Państwie X, gdzie 33% ludności pracuje w rolnictwie, a powierzchnia jest relatywnie niewielka, rolnictwo ma charakter ekstensywny. Wysokie zatrudnienie w sektorze rolnym przy mniejszej powierzchni wskazuje na mniejszą mechanizację i większe nakłady pracy ludzkiej, co jest cechą rolnictwa ekstensywnego, często wiążącego się z niskimi nakładami finansowymi i mniejszymi plonami.

Historia ziemniaka i stonki

W rolnictwie zaszły wielkie zmiany, kiedy zaczęto podróżować na duże odległości. Z dalekich wypraw przywożono nasiona i sadzonki roślin. Wiele europejskich roślin uprawnych, jak ziemniaki, kukurydza, pomidory i papryka, trafiło w ten sposób do nas z Ameryki. Część z nich zastąpiła uprawiane do tej pory gatunki roślin i ze względu na swoją wysoką produktywność stała się w agrocenozach gatunkami dominującymi. Większość z nich jest ciepłolubna i dlatego w naszym klimacie może się rozmnażać jedynie wegetatywnie. Z tego też powodu charakteryzuje je mała różnorodność genetyczna, a tym samym duża podatność na choroby.

W XIX w., kiedy ziemniak był w Europie najważniejszą rośliną uprawną, w Irlandii doszło do rozprzestrzenienia się zarazy ziemniaczanej. Zainfekowane bulwy gniły i na polu, i podczas przechowywania. Zjawiska tego nie dało się wyeliminować żadnymi znanymi metodami, co znacznie ograniczyło plony. W wyniku głodu liczba ludności w Irlandii zmniejszyła się o 20%. Zmarło ponad 1 mln Irlandczyków, a 2 mln wyemigrowały do Stanów Zjednoczonych. Aby nie dopuścić do powtórzenia się takiej tragedii, postanowiono zwiększyć pulę genową uprawianych w Europie ziemniaków. W tym celu sprowadzono z Andów liczne odmiany tej rośliny.

Przewożenie roślin między kontynentami sprzyja także wprowadzaniu do ekosystemów gatunków zawleczonych. Należy do nich stonka ziemniaczana, która w XIX w. występowała tylko w jednym stanie USA. Na przełomie XIX i XX w. stonka rozprzestrzeniła się po całej Ameryce Północnej, a następnie, wraz z transportem ziemniaków, trafiła do Europy, gdzie stała się jednym z najbardziej uciążliwych szkodników upraw.

Chemizacja rolnictwa a różnorodność biologiczna

We współczesnym rolnictwie używa się ogromnych ilości nawozów sztucznych. Jest to konieczne, ponieważ długotrwała uprawa określonych gatunków roślin prowadzi do jałowienia gleby. Rośliny rozwijając się, pobierają z gleby niezbędne do wzrostu substancje mineralne, np. sole azotu, fosforu, potasu i magnezu, przez co ich zawartość w glebie maleje. Ponieważ plony są wywożone z pola, minerały zawarte w pędach nie wracają do podłoża. Jałowienie gleby dodatkowo przyspiesza intensywne gospodarowanie gruntami, w ciągu roku uprawia się kilka gatunków roślin (kilkukrotne zbieranie plonów) oraz obsiewa dane pola tym samym gatunkiem przez wiele lat.

Nawozy sztuczne zawierają biogeny - pierwiastki niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmów. Biogeny występujące w środowisku w nadmiarze stają się zanieczyszczeniami. Z pól nawożonych w nieprawidłowy sposób są spłukiwane przez deszcze do cieków i zbiorników wodnych, co przyczynia się do ich przenawożenia (eutrofizacji). Największe zagrożenie dla ekosystemów wodnych stanowi zwiększenie stężenia fosforu. Pierwiastek ten w warunkach naturalnych występuje w wodzie w bardzo małych ilościach. Gromadzenie się fosforu powoduje zakwit wody, czyli silny wzrost glonów. Towarzyszy mu spadek przejrzystości wody. W wyniku niedoboru światła w głębszych warstwach zbiornika dochodzi do obumarcia części glonów i roślin naczyniowych. Rozkład martwej materii roślinnej przez bakterie wiąże się z pochłanianiem dużych ilości tlenu. Gdy zostanie on całkowicie zużyty, następuje beztlenowy rozkład materii, którego produktem jest między innymi bardzo toksyczny siarkowodór. W konsekwencji dochodzi do śmierci wielu gatunków zwierząt żyjących w zbiorniku.

Nowoczesne rolnictwo zużywa ponadto bardzo duże ilości środków chemicznej ochrony roślin. Pestycydy zostały wprowadzone na początku XX w. i są stosowane na szeroką skalę od lat 30. ubiegłego stulecia. Dzięki nim znacznie zwiększyły się plony i mocno zmniejszyły populacje organizmów, przeciwko którym pestycydy zostały skierowane. Do najpowszechniejszych pestycydów należą: herbicydy służące do zwalczania chwastów, fungicydy zapewniające ochronę roślin uprawnych przed chorobotwórczymi grzybami, insektycydy, których używa się do eliminowania owadów zjadających uprawy. Substancje te pozwalają skutecznie pozbyć się organizmów niepożądanych z punktu widzenia człowieka. Mają one jednak negatywny wpływ na wszystkie inne gatunki zamieszkujące agrocenozę. Ich działanie jest rozległe: powodują wyniszczenie niemal wszystkich organizmów polnych z wyjątkiem uprawianego gatunku. Na przykład insektycydy zabijają nie tylko szkodnika upraw, ale też większość gatunków owadów występujących na opryskiwanym obszarze i w jego najbliższej okolicy. Z tego powodu licznie giną pszczoły, co z kolei wpływa na pogorszenie plonów roślin owadopylnych. Uśmiercane są również organizmy glebowe, co rzutuje na tempo rozkładu materii organicznej i żyzność gleby.

Przypadek DDT i neonikotynoidów

Stosowane od lat pestycydy doprowadziły do skrajnego zubożenia różnorodności ekosystemów sztucznych. Przykładem jest DDT, używany do początku lat 60. XX w. (w Polsce do połowy lat 70.), między innymi do zwalczania stonki ziemniaczanej. DDT pierwotnie uważany był za środek bezpieczny. Późniejsze badania wykazały jednak, że jest inaczej. DDT odkładał się w tkance tłuszczowej i organach wewnętrznych zwierząt, np. wątrobie, mózgu, nerkach, gonadach, i kumulował w organizmach z kolejnych poziomów łańcucha pokarmowego. U tych zwierząt, które stanowiły ostatnie ogniwo łańcucha troficznego, jego stężenie było wielokrotnie wyższe niż u zwierząt roślinożernych.

Ptaki, w organizmach których nastąpiła kumulacja DDT, składały jaja w bardzo cienkich skorupkach, przez co często były zgniatane podczas wysiadywania. W konsekwencji dochodziło do obniżenia rozrodczości i liczebności tych zwierząt, a w dłuższym okresie do wymarcia niektórych populacji. Tak się stało m.in. z sokołem wędrownym w Polsce i Stanach Zjednoczonych. Zdziesiątkowane zostały też populacje ptaków owadożernych, jak np. rudzik. Kumulacja DDT w organizmach zwierząt powoduje także obniżenie ich odporności. Odprowadzanie do rzek ścieków z pól zawierających wysokie stężenie pestycydu doprowadziło do wzrostu zawartości tej substancji w wodach Bałtyku i zatrucie populacji bałtyckich fok. Duża zawartość DDT w organizmie człowieka może wywołać białaczkę i nadciśnienie tętnicze, a w skrajnych przypadkach nawet zatrucie organizmu i śmierć. Choć DDT rozkłada się w środowisku od 4 do 30 lat, w glebie nadal można stwierdzić obecność produktów jego rozpadu. Wciąż też spotyka się go w organizmach. Taki stan rzeczy będzie się utrzymywał jeszcze dziesiątki lat. Dlatego używanie jakiegokolwiek pestycydu powinno być ograniczone do niezbędnego minimum, ponieważ zawsze zagraża bioróżnorodności. Nawet najbardziej nowoczesne środki ochrony roślin, mimo że nie odnotowano ich bezpośredniego wpływu na kręgowce, eliminując owady, powodują spadek ich liczebności, a zatem zmniejszają ilość pokarmu dla dziko występujących zwierząt owadożernych.

Innym przykładem są neonikotynoidy. W 2006 r. w Kanadzie, USA i Europie zaobserwowano masowe wymieranie pszczół, które nazwano zespołem masowego ginięcia pszczoły miodnej. Najbardziej prawdopodobnym powodem tego zjawiska jest zatrucie owadów związkami z grupy neonikotynoidów zawartymi w pestycydach. Do powszechnego użytku jako środek do ochrony roślin uprawnych wprowadzono je w latach 90. XX w. W 2013 r. zakazano ich stosowania na terenie całej Unii Europejskiej. Wyginięcie owadów zapylających, takich jak pszczoły, przyniosłoby katastrofalne konsekwencje dla różnorodności biologicznej i produkcji żywności, prowadząc do spadku plonów wielu roślin uprawnych i dziko rosnących, a w konsekwencji do spadku liczebności i wymierania zwierząt roślinożernych oraz drapieżników.

Wpływ rolnictwa na stosunki wodne w ekosystemach

Na potrzeby rolnictwa wykorzystywane jest obecnie około 25% całkowitej ilości wody zużywanej w Europie. Z powodu skali zjawiska dochodzi do zaburzenia stosunków wodnych na dużych obszarach lądu. Dodatkowo towarzyszy mu osuszanie gruntów pod uprawę roślin. Niedobory wody skutkują obniżeniem poziomu wód gruntowych, co prowadzi do zanikania obszarów wodno-błotnych (mokradeł, bagien, torfowisk, podmokłych łąk i lasów), które stanowią jedne z najcenniejszych terenów przyrodniczych świata. Rośnie na nich ponad połowa roślin zagrożonych wyginięciem w Polsce. Stanowią one także środowisko niektórych zagrożonych wymarciem zwierząt kręgowych.

Wraz z wilgotnymi łąkami zanikają rzadkie gatunki roślin charakterystyczne dla tych ekosystemów. W konsekwencji giną też gatunki zwierząt żyjące w warunkach wilgotnych, np. ptactwo wodno-błotne, płazy i gady. Ekosystemy podmokłe pełnią bardzo ważną rolę: gromadzą i oczyszczają wodę, zapobiegają powodziom, magazynują zasoby torfu, uczestniczą w regulowaniu klimatu Ziemi. Ich zniszczenie może spowodować nieodwracalne zmiany w środowisku.

Aby zapobiegać negatywnym skutkom nadmiernego wykorzystania wody w rolnictwie, modyfikuje się genetycznie odmiany roślin uprawnych, np. ryżu i ziemniaków, by wydawały duży plon przy minimalnym zużyciu wody. W celu ochrony wód przed eutrofizacją stosuje się nawozy sztuczne nowej generacji, które są lepiej przyswajane przez rośliny i trudniej przenikają z gleby do wód gruntowych. Ogranicza się też ilość stosowanych innych środków chemicznych.

Różnorodność gatunkowa roślin uprawnych i zwierząt hodowlanych

Różnorodność gatunkowa roślin użytkowych i zwierząt hodowlanych jest stosunkowo niska. Wśród najczęściej uprawianych znajdują się 4 gatunki: pszenica, ryż, kukurydza i ziemniaki. Źródłem wszystkich produktów pochodzenia zwierzęcego, jakimi żywi się człowiek, jest około 40 gatunków zwierząt użytkowych. Obecnie aż 30% ich odmian hodowlanych jest zagrożonych wyginięciem. Ze zwierząt hodowlanych najbardziej rozpowszechnione jest bydło.

W przyrodzie występuje około 30 tys. gatunków roślin jadalnych. W początkowym okresie rolnictwa uprawiano 20% z nich. Obecnie podstawą wyżywienia ludzi jest około 30 gatunków roślin, co stanowi zaledwie 4% gatunków roślin jadalnych. W Meksyku przez ostatnie 80 lat wyginęło 80% gatunków kukurydzy. We Włoszech od 1940 r. wymarły prawie wszystkie stare gatunki pszenicy, pomidorów, grochu i cebuli. W Chinach natomiast jeszcze w 1949 r. wysiewano 8 tys. odmian ryżu, dziś uprawia się tam ich jedynie 50. Około 900 odmian pomidorów uprawianych na świecie pochodzi od 2 gatunków tej rośliny. To pokazuje drastyczny spadek bioróżnorodności w rolnictwie.

tags: #ciagnik #w #polu #kurz #pixabay