ZNAAJ OPLEMENJIVANJA BILJAKA Pod oplemenjivanjem se podrazumeva rad oveka na poboljavanju i stvaranju novih sorti biljaka sa ciljem da se zadovolje potrebe ljudi i domaih ivotinja. Najraniji poeci oplemenjivanja biljaka vezani su sa domestofikacijom divljih formi i poetkkom razvoja poljoprivrede pre oko 10 000 godina Koristei metode hibridizacije raznih sorti, te posebne metode selekcije u generacijama cepanja svojstava, oplemenjivanje biljaka je dalo dobre rezultate i doprinelo brzom unapreenju poljoprivrede i umske proizvodnje Oplemenjivanje biljaka predstavlja kreativan posao, bez kojeg je nemogue reiti problem proizvodnje hrane u svetu, posebno ako se zna da na jednu osobu u svetu dolazi 0.4 ha obradive povrine. U raznim podrujima oplemenjivanje biljka je donelo izvanredne rezultate, u: voarstvu-stvoren velik broj vrlo prinosnih sorti jabuka, kruaka, bresaka,.. vinogradarstvu-velik broj stonih vrsta besemenog groa, pogodnih za transport i uvanje u povrtarstvu- velik broj hibrida pogodnih za gajenje u zatvorenom prostoru Ratarstvu- prinos penice je i vie od 10 t/ha, eerna repa je nekada sadravala 9% eera, a danas do 20%.... i cvearstvu (gde je dovoljna samo promena u boji ili obliku cveta da povea ekonomsku vrednost Dalji napredak e zavisiti od oplemenjivanja novih sorti sa visokim genetskim potencijalom na prinos i od unapreenja agrotehnike koja e omoguiti maksimalno iskoriavanje datih genetskih kapaciteta. Postoje znatne povrine peskovitih, zaslanjenih i movarnih zemljita koja su malo iskoritena ili se uopte ne koriste. Takva zemljita je potrebno meliorisati, ali i stvarati sorte koje mogu uspevati u tim uslovima, uz osiguranje ekonomske dobiti Za podruja gde dolazi do stresova, kao to su zemljina i li vazduna sua, dugotrajne golomrazice, izrazito jaki vetrovi i slino postrebno je stvoriti sorte koje e se isplatiti u tim uslovima Oplemeniivanje biljaka je umetnost i nauka unapreenja i naslea biljaka za dobrobit oveanstva.

STRATEGIJA OPLEMENJIVANJA Strategija u selekciji je relativno usmerena na unapreenju ove oblasti. Osnovni elementi ove strategije su:

identifikacija morfolokih, fiziolokih i patolokih osobina gajenih biljnih vrsta, to dovodi do njihove adaptacije, zdravlja i pogodnosti za ishranu, vlakna ili industrijsku proizvodnju; iznalaenje novih gena koji se inkodiraju za odreena svojstava kod razliitih sorti kultivisanih vrsta i njihovi bliski srodnika; kombinovanje gena za eljne osobine u naprednije sorte kroz tradicionalnu selekciju ili nove biotehnoloke procedure; podpomoi odravanje napredniji linija selekcije u lokalnim spoljnim uslovima a u poreenju sa postojeim sortama; i rasprostranjenje novih sorti i selekcionih linija koje su superiornije prema gajenim sortama.

AGRONOMSKI GLASNIK 5/2005. Pregledno znanstveni lanak ISSN 0002-1954 Scientific rewiev

427

OPLEMENJIVANJE BILJA, PROIZVODNJA HRANE I ODRIVA POLJOPRIVREDAPLANT BREEDING, FOOD PRODUCTION AND SUSTAINABLE AGRICULTURE M. Jot, Vesna Samobor SAETAK Od oko 250 tisua vrsta cvjetnica, ovjek za prehranu koristi oko 3 tisue. Meutim, samo njih dvadesetak ini najvei dio ljudske prehrane. Zbog malog broja vrsta koje iskoritava u prehrani, ljudski rod je vrlo ranjiv. U prodavaonicama zapadne civilizacije oko 1500 prehrambenih proizvoda predstavlja varijaciju od samo nekoliko osnovnih sastojaka. Ovo ukazuje na izuzetno mali broj plodova prirode koje ovjek koristi. U vrijeme poetka domestikacije biljaka svjetska je populacija iznosila oko 4 milijuna ljudi. Za toliko se danas puanstvo svijeta uvea svakih 10 dana. Ako se ovaj trend porasta broja stanovnika na zemaljskoj kugli zadri i nakon 2000. godine, da bi se prehranilo ovjeanstvo, u prve dvije dekade sljedeega stoljea trebat e proizvesti toliko hrane koliko se proizvelo u proteklih 10 tisua godina. U svjetlu ovih injenica razmatrane su mogunosti i perspektive odrivog razvoja poljoprivrede kao osnovnog izvora hrane. Kljune rijei: poljoprivreda, domestikacija bilja, populacijska eksplozija, genetika erozija, zatita okolia, alternativne tehnologije. DOMESTIKACIJA BILJA Selekcija bilja je jedno od najstarijih zanimanja ovjeka. Pred vie od 10 tisua godina na podruju Mezopotamije, izmeu rijeka Eufrata i Tigrisa, ovjek zapoinje uzgoj i izbor onih biljaka koje su mu mogle osigurati dostatnu koliinu kvalitetnije hrane. Proces domestikacije trajao je oko pet tisua godina, odnosno, ve su pred pet tisua godina, uglavnom sve, za prehranu vane biljne vrste bile udomaene. itarice su najbre domesticirane, tako da su jeam, penica i proso inili bazu za razvoj civilizacije jugozapadne Azije i Europe, ria je bila znaajna za razvoja jugoistone Azije, sirak za Afriku, a kukuruz za razvoj 'Novoga svijeta'. Meu itaricama, zob i ra posljednje su domesticirane vrste. Nakon domestikacije itarica, interes ovjeka se irio na

ostalo jestivo bilje, krmno bilje za hranidbu domaih ivotinja, a u novije vrijeme na industrijsko i ljekovito bilje. Mnoge domesticirane vrste roda Rubus (kupina npr.) ili Lupinus relativno su mlade. Vana industrijska biljka gumijevac (Hevea brasiliensis) domesticirana je krajem XIX stoljea. Danas jo postoje divlje biljne vrste koje bi mogle biti vrlo zanimljive za prehranu ovjeka (Jain, 1983., Tudge, 1988.). Npr. australska trava Echinochloa moe biti izuzetna itarica polupustinjskih predjela, gdje ni jedna druga itarica vie ne moe uspijevati. Meutim, iako se i dalje s velikim optimizmom radi na domestikaciji nekih divljih biljaka (Simmondsia chinensis, Crambe abyssinica Hochst ex R.E. Fries, Vernonia anthelmintica L. Willd, Limnanthes alba Hartw.) danas je interes ovjeka-oplemenjivaa uglavnom vie usmjeren domestikaciji gena. Iz divljih vrsta danas se genima u ve kultivirane visokorodne sorte unose otpornosti na biljne bolesti i tetnike, tolerantnost na stres (zimu, vruinu, suu, toksine ione) itd. OPLEMENJIVANJE BILJA Kakvo je znaenje pojma "oplemenjivanje" ili "poboljanje" biljne vrste? Vrlo razliito, ovisno o elji i potrebi ovjeka, potroaa poljoprivrednih proizvoda kao i o vremenu kojem je proizvod namijenjen. Kod rajice namijenjene industrijskoj preradi poeljna je debela pokoica i vei sadraj suhe tvari, zbog lakeg podnoenja transporta i manjeg utroka energije tijekom prerade, pa e i oplemenjivanje biti usmjereno u tom pravcu. Naprotiv, potroai svjee rajice dat e prednost ukusnijem plodu tanje pokoice, pa e oplemenjivanje konzumne rajice biti usmjereno u suprotnom pravcu. Ukus potroaa takoe se s vremenom mijenja. Dok su nekada bile cijenjene slatke jabuke, danas potroai daju prednost jabuci kisela okusa. Ove osobine se meusobno iskljuuju, pa tako ne moemo imati istovremeno ukusnu konzumnu rajicu debele i vrste pokoice. No bio bi pogrean zakljuak da oplemenjivanje neke vrste treba voditi samo u jednom pravcu - potrebna nam je i industrijska i konzumna rajica. Poljoprivreda, praena selekcijom, stara je oko 10 tisua godina. Moderno oplemenjivanje bilja, temeljeno na znanstvenim osnovama genetike, postoji jedno stoljee, a genetiko inenjerstvo samo tri desetljea. Kad to znamo lake emo vrednovati postignute rezultate i procijeniti vanost oplemenjivanja bilja na podmirenju potreba za hranom. Tijekom druge polovice prolog stoljea, irom svijeta zabiljeeni su upravo nevjerojatni rekordni urodi poljoprivrednih kultura. (Tablica 1.)M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

430Tab. 1. Prosjeni urodi najvanijih ratarskih i voarskih kultura u R. Hrvatskoj u usporedbi s maksimalnim urodima registriranim u svijetu (Prema: Frey, 1981., Borojevi, 1981.) Table 1. Average yields of most important agricultural and fruit cultivars in the Republic of Croatia compared to maximum yields registered in the world (According to Frey, 1981, Borojevi, 1981) Urodi t/ha - Yields t/ha Vrsta - Variety M / RH Faktor Max. Izvor - Source Kukuruz - Maize 4,95 4,8 x 23,9 Witwer, 1975. Penica - Wheat 4,70 3,1 x 14,5 Anonimus, 1966. Jeam - Barley 3,65 3,1 x 11,4 Chou i sur. 1977. Soja - Soya 2,05 3,6 x 7,4 " Krumpir - - Potato 8,20 11,5 x 94,1 " eerna repa - Sugar-beet 44,0 2,7 x 120,0 " Jabuka - Apple - - 106,0 Wertheim, 1976. Kruka - Pear - - 91,0 Ende i sur. 1983. Breskva - Peach - - 80,0 Hunsche, 1983 Jagoda - Strawberry 2,5 40,0 x 100,0 Bringhurst, 1980 M/RH = prosjek za R. Hrvatsku u 1991. godini - M/RH - Average for Croatia in 1991 Max = maksimalni urodi registrirani u svijetu - Max. - Maximum yields registered in the world

Impresivne brojke! Da li su to apsolutni maksimumi? Moe li se i nadalje oekivati rast uroda i do kada? Iznesene brojke samo su pokazatelji genetikog potencijala rodnosti novih sorata ili hibrida u optimalnim uvjetima proizvodnje. Meutim, s gospodarskog stajalita, za neku zemlju su mnogo vaniji postignuti prosjeni prinosi, a oni, osim o genetikom potencijalu sorte, ovise i o nizu drugih inbenika, od kojih je svakako najvaniji primijenjena agrotehnika. Prosjeni urodi ostvareni u R. Hrvatskoj rasli su do 1991. godine. No i ti najvii postignuti prosjeci manji su od, u to vrijeme najveih, u svijetu postignutih uroda od 3,1 puta (penica) do 40 puta (jagoda). Premda ne uvijek suvie pouzdana, statistika moe biti od koristi u naziranju buduih trendova. Primjera radi navodim svjetsku proizvodnju penice, osnovne itarice veine ljudske populacije: od 1950. godine do kraja prolog stoljea uveana je preko etiri puta (Parotte, 1990.). Poveanje proizvodnje rezultat je uglavnom uveane proizvodnje po jedinici povrine, a ne irenja uzgojnog podruja. Najznaajniji porast ove itarice biljee zemljeM. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

431 Bliskog i Dalekog istoka. Tako na primjer Indija, kao posljedicu danas dosta kritizirane "Zelene revolucije", zapoete u Meksiku nakon II svjetskog rata, stvaranjem novih visokorodnih polupatuljastih sorata iroke prilagodivosti, poveava proizvodnju penice sa 6 milijuna tona u 1950. na priblino 53 milijuna tona u 1990. godini. Dakle, Indija je za 40 godina ak 9 puta poveala proizvodnju i od uvoznika penice postala izvoznik. No, najspektakularnije poveanje proizvodnje penice biljei Saudijska Arabija gdje se krajem prolog stoljea proizvodnja penje od gotovo nule na preko 3 milijuna tona, to je dvostruko vie od ukupne proizvodnje R. Hrvatske u rekordnoj 1990. godini. Prema podacima Zavoda za statistiku Republike Hrvatske, prosjeni urodi glavnih kultura (penica, kukuruz, jeam) u posljednjih 40 godina prolog stoljea porasli su za 3 do 5 puta, a slian trend se javlja i u drugih zemalja. Npr. komercijalni urod penice u SAD u drugoj polovici prolog stoljea vie je nego udvostruen (Schmidt, 1981.). Genetiki potencijal za visoku rodnost neke sorte ili hibrida moe se potpuno ostvariti tek u interakciji s optimalnim uvjetima okoline. Dakle, u ukupnom poveanju uroda poljoprivrednih kultura podjednaku ulogu imaju nove visokorodne sorte, kao i primjena nove, odgovarajue tehnologije proizvodnje. Primjera ima bezbroj, spomenimo samo kukuruz: uveani prirodi kukuruza u direktnoj su vezi s poveanjem gustoe sklopa usjeva. Tridesetih godina ovoga stoljea kukuruz se uzgajao u sklopovima od oko 30 tisua biljaka po hektaru. Danas je taj broj i preko 100 tisua po hektaru, ovisno o skupini zrenja hibrida. Dakle porast uroda rezultat je prvenstveno poveanog sklopa - veeg broja klipova po jedinici povrine. Prema tome uveana rodnost je indirektan uinak, ne selekcije na visoku produktivnost, ve selekcije na otpornost na polijeganje u uvjetima gustog sklopa i jake hranidbe mineralnim gnojivima, posebno duikom, kao i selekcije na otpornost na prevalentne biljne bolesti. Zahvaljujui oplemenjivanju gotovo kod svih kultiviranih biljaka uspjelo se poboljati njihovu fizioloku efikasnost. Kao primjer moe nam posluiti eerna repa. Prvi pokuaji da se proizvede eer iz repe bili su bezuspjeni jer je tadanja repa sadravala svega 5 - 7% eera. Danas, nakon priblino 200 godina, oplemenjene su sorte koje mogu proizvesti i preko 20% eera. Prilagoavanje biljne vrste na nove uvjete uzgoja omoguilo je proirivanje podruja uzgoja te vrste. Najbolji je primjer sirka za zrno, koji je ustvari tropska trava. Introduciran u SAD prvo se uspjeno uzgajao u junim dravama, da bi se postepeno oplemenjivanjem u njega unosila ranozrelosti i time se omoguio njegov uzgoj u sve sjevernijim podrujima.M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

432 Iako je, osim genetskog poboljanja sorata, poveanoj proizvodnji hrane doprinijela i primjena boljih agrotehnikih mjera, meliorativnih zahvata, navodnjavanja, ne treba zaboraviti da su financijska sredstva utroena u oplemenjivanje novih rodnijih sorata daleko manja od onih utroenih u preostale agrotehnike zahvate. Stoga, proizlazi da je oplemenjivanje bilja najjeftiniji na in podizanja poljoprivredne proizvodnje i produktivnosti. Raspoloiva genetska raznovrsnost je dragocijeni izvor gena u oplemenjivanju penice. Uzmimo primjer krune penice: lanica je roda Triticae, to obuhvaa oko 350 vrsta, koje pripadaju porodici Poaceae. U klasifikaciji penice znanstvenici razlikuju 1) primarni, 2) sekundarni i 3) tercijarni genpool. (Graf. 1)Graf. 1. Rod Triticeae s gen-pulom I, II i III za Triticum aestivum (prema Forsstrm, 2002. - na temelju Harlana i de Weta, 1971.) Graph 1. Genus Triticeae with gen-pool I, II and III for Triticum aestivum (According to Forsstrum, 200l - based on Harlana and de Weta 1971)

M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

433 Meu podvrstama primarnog gen-pula krune penice lako je krianjem proizvesti hibride. Razina poliploidije je ista a sparivanje kromosoma homologno, prijenos gena i cijepanje svojstava je gotovo normalno, a hibridi gotovo uvijek potpuno fertilni, pa se do sada uglavnom sve poboljanje svojstava krune penice temeljilo na krianju unutar tog gen-pula. Drugi gen-pul se sastoji od vrsta nie razine poliploidije s homolognim genomima. Krianjem je mogue prenijeti gene (rekombinacija gena) premda krianci imaju smanjenu sposobnost sparivanja kromosoma, a time i smanjenu plodnost. Ovaj se gen-pul moe koristiti, ali je prijenos gena ogranien zbog prepreke izmeu razliitih vrsta. Poboljanje svojstava kontroliranih s vie gena (poligena svojstva) ovdje je teko postii. Trei gen-pul ine udaljene vrste s nehomolognim genomima. Krianje je ponekad mogue, ali hibridi su letalni zbog nemogunosti sparivanja kromosoma, izostaje oplodnja i rekombinacija svojstava. Koritenjem x-zraka za indukciju transfera, podvostruenje broja kromosoma, te kulturom tkiva embrija donekle je mogue ublaiti navedene nedostatke. Bez obzira na potekoe u transferu germplazme, ove su se vrste razvile iz nekog zajednikog pretka i nose poeljna svojstva, kao npr.: otpornost na odreene bolesti ili stresne uvjete, pa stoga prijenos poeljnih gena iz ovog gen-pula u krunu penicu moe biti itekako zanimljiv i poeljan. S razvojem genetikog inenjerstva postoji mogunost stvaranja i IV genpula koji bi obuhvatio sve ostale nesrodne ive organizme kao potencijalne davaoce gena (svojstava). No takva tehnologija i pored velikih obeanja krije i veliki rizik od nepoznatih neeljenih posljedica takvog transfera gena (Hoisington i sur. 1999.). PRIJETI LI OVJEANSTVU GLAD? Donedavno nezamislivo visoki urodi, omogueni spektakularnim napretkom znanosti i tehnologije, jo uvijek ne daju nadu da ovjeanstvu ne prijeti glad. U vrijeme prvih domesticiranih biljaka svjetska je populacija iznosila oko 4 milijuna ljudi, broj za koji se danas puanstvo svijeta uvea svakih 10 dana. Ako se ovaj trend porasta broja stanovnika na zemaljskoj kugli zadri i nakon 2000. godine, u prve dvije dekade sljedeega stoljea, za prehranu ovjeanstva, trebat e proizvesti toliko hrane koliko se proizvelo u proteklih 10 tisua godina. Zastraujui podatak!M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

434 Jo je na prijelazu iz 18. u 19. stoljee engleski ekonomist Thomas Robert Malthus ovjeanstvu proricao glad Prema njemu aritmetiki porast proizvodnje hrane nee moi podmiriti potrebe eksponencijalnog porasta broja

stanovnika. Njegova se proroanstva gladi, na sreu, do sada nisu ispunila, iako je ljudska populacija porasla skoro do njegovog predvianja. Malthus u svojim kalkulacijama nije obuhvatio ljudsku intelektualnu sposobnost da stvara novo i time osigura bolju proizvodnju. Meutim, moderni sljedbenici njegovog uenja smatraju da je Malthus ipak bio u pravu, te da je njegovo proroanstvo samo prebaeno za neko kasnije vrijeme. Istina je, dok razvijeni dio svijeta ima hrane u izobilju, nerazvijeni se, uz postojeu populacijsku eksploziju, nalaze na rubu gladi. Najgladniji kontinent, Afrika ima najbri porast populacije - vie od 3% godinje. Ve danas unutar populacije od 750 miljuna ljudi koja je izloena pritisku gladi, dnevno umire 35 tisua ljudi. Danas na stanovnika svijeta u prosjeku otpada 0,28 ha obradive poljoprivredne povrine, da bi se, to zbog izgradnje i erozije, a vie zbog udvostruenja ljudske populacije, u 2050. godini taj iznos umanjio na samo 0,14 ha. No prosjeci mogu zavarati itatelja, jer oni ne govore o krajnostima. I dok broj bogatih raste - broj milijunaa u SAD poveao se s 13 u 1982. na 149 u 1996., a Globalni klub milijunaa broji oko 450 lanova, socijalne razlike se takoer uveavaju (Jot, 2000.). Globalizacija sa sobom nosi i ubrzano unitenje okolia, poveava siromatvo, destabilizira drutvo, financijski sistem pretvara u kuu od karata, te prijeti demokraciji. U razvijenim zemljama, kao i u zemljama u razvoju, siromatvo uzima maha i dok jedni imaju hrane u izobilju, drugi umiru od gladi. Ovdje se ne radi o koliinama proizvedene hrane ve o socijalnoj nepravdi. Uklanjanjem tih socijalnih nepravdi rijeili bi se mnogi problemi pa tako i pitanje ukupne proizvodnje hrane. SMANJENJE BIOLOKE I GENETIKE RAZLIITOSTI Prema United States National Academy of Sciences, od oko 250 tisua vrsta cvjetnica, ovjek za ishranu koristi oko 3 tisue. Meutim, samo njih dvadesetak ini najvei dio ljudske prehrane. Mali broj vrsta koje ovjek iskoritava u prehrani ini ga ranjivim. Iznenadne pojave epidemija biljnih bolesti ili tetnika i iz toga proizalo unitenje glavnog izvora hrane moe imatiM. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

435 katastrofalne posljedice. Po zlu je poznata glad koja je, zbog bolesti krumpira, zahvatila Irsku 1845-47. godine. Unitenje vinograda pojavom filoksere u prolom stoljeu mnoge je vinogradarske krajeve dovelo na rub ekonomske propasti. Nadalje, zastupljenost malog broja vrsta u prehrani ovjeka suzila je i raspon organskih sastojaka koje konzumira. Istraivanja su pokazala da 1500 prehrambenih proizvoda u prodavaonicama zapadne civilizacije predstavlja varijaciju od samo nekoliko osnovnih sastojaka. Slaba zastupljenost nekih sastojaka kao npr. nezasienih masnih kiselina, pa vitamina, posebno A i C, u dijeti mogu imati kronine nepoeljne uinke. Vie od 50% kalorija u ljudskoj prehrani potjee od itarica. U nerazvijenim zemljama ria je vanija od penice, proso i sirak od kukuruza, a kasava od krumpira. Moderno poljodjelstvo zasniva se na maksimalnom financijskom uinku, koji se postie uzgojem malog broja visokoakumulativnih biljnih vrsta (esto u monokulturi), uz primjenu intenzivne tehnologije uzgoja. Smanjenje broja uzgajanih vrsta, kao i suavanje genetske varijabilnosti na samo nekoliko najrodnijih sorata ili hibrida unutar svake od njih, drastino smanjuje prirodnu bioloku i genetiku divergentnost. To praktiki znai da se na relativno velikim povrinama uzgajao kukuruz potpuno identinog genotipa. Istraivanja naeg asortimana penice priznatih do 1986. godine, ukazuju na veliku genetiku srodnost; ili tonije raunica je pokazala da nae sorte penice imaju 13% zajednike nasljedne osnove. No to je jo uvijek manje u poredbi s asortimanom SAD-a gdje je zajednika osnova 19% za meku i 26% za tvrdu ozimu penicu (Jot i Cox, 1988., 1990.). Mali broj biljnih vrsta i mali broj genotipova neke vrste poveavaju rizik od pojave epidemije i unitenja usjeva,

a ovjeku pruaju sve manji i manji izbor osnovnih hranjivih sastojaka, neophodnih za ivot. Osiromaenje genetike raznolikosti, nazvano jo i genetika erozija, jedna je od mnogih posljedica nerazumnog ponaanja ovjeka. Procjenjuje se da e do sredine sljedeeg stoljea, etvrtina od ve spomenutih 250 tisua biljnih vrsta nestati s lica zemlje zbog unitenja uma, prijelaza na uzgoj monokultura, projekata kontrole vodnih tokova, pretjerane ispae i urbanizacije. Treba znati da je genetika raznolikost osnovni preduvjet uspjene selekcije, dok djelotvorna selekcija drastino suzuje genetiku srodnost. Biljke (naroito soja) su daleko djelotvorniji proizvoai bjelanevina u odnosu na ivotinje. (Graf. 2.) Grubi teoretski prorauni pokazuju da bilje moe iskoristiti oko 1% sunane energije koja stie do zemljine povrine. KonverzijomM. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

436 sunane energije moe godinje nastati 140x109

t ugljikohidrata, koji se opet mogu konvertirati u 35x109

t bjelanevina. Time bi se osiguralo oko 10 t bjelanevina po glavi stanovnika godinje, to je oko 5 tisua puta vie od potrebne koliine. Iako dosta gruba, ova procjena je interesantna jer daje naslutiti krajnje granice iskoritavanja energije i proizvodnje bjelanevina na zemaljskoj kugli. Ovdje nisu obuhvaene vodene povrine i ogromni potencijal proizvodnje bjelanevina u morima, jezerima i rijekama (alge, ribe). Konano, preostaje nam jo proizvodnja bjelanevina pomou mikroorganizama. Kao supstrat mogu sluiti otpadne tvari u industriji: celulaoza, laktoza, melasa, parafin, etanol, metanol, metan itd. Postrojenja za proizvodnju bjelanevina pomou mikroba danas ve postoje u mnogim zemljama svijeta.Graf. 2. Biljke su djelotvornije u pretvorbi dostupne energije u bjelanevine (Modificirano prema: G. Chapman, 1985.) Graph 2. Plants are more efficient in transforming available energy into proteins (Modified according to: G. Chapman, 1985)

M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

437 Poveanju proizvodnje hrane doprinijele su tehnoloke inovacije, genetiko poboljanje sorata, iskoritavanje hibridnog vigora, pojaana hranidba bilja mineralnim gnojivima, zatita usjeva pesticidima i herbicidima, navodnjavanje itd. Meutim, zadovoljenje potreba za hranom, pa ak i suviak proizvedene hrane, razvijene zemlje Europe plaaju velikim dankom. Intenzivna poljoprivredna proizvodnja i primjena visokih doza mineralnih gnojiva i pesticida, nisu samo osigurali stabilne i visoke urode, ve su rezultirali u zagaivanju tla, voda i zraka. Tako poljoprivreda postaje i jedan od najopasnijih zagaivaa ovjekovog ivotnog okolia. KONTAMINACIJA I POLUCIJA IVOTNE SREDINE Pogreno se smatra da su samo mineralna gnojiva izvor zagaenja okolia. Mlijene farme Holandije najbolji su primjer da suviak fosfora, nitrata i nitrita u podzemnim vodama, te amonijaka i metana u zraku moe biti i prirodnog porijekla od izmeta goveda. Oko 65% kultiviranih povrina u Holandiji koristi se za panjake mlijenih krava, s prosjenom proizvodnjom od 9 tisua l/ha godinje. Ako se usporedi ukupni unos (mineralna gnojiva, koncentrati, fekalije i dr.) te iznos (mlijeko, meso i dr.) NPK elemenata u/iz tla, uoava se zapanjujui nesrazmjer, odnosno suviak od oko 475 kg/ha N, 32 kg/ha P i 99 kg/ha K na godinu. Suviak N od 475 kg/ha/godina gubi se dijelom isparavanjem u zrak a dijelom ispiranjem u podzemne vode. Koncentracija nitrata u podzemnim vodama veine zemalja EU-a prelazi za pitku vodu dozvoljeni standard od 50 mg/l. Danas imamo znanje i tehnike mogunosti da

proistimo vodu rijeka, jezera, morskih povrina, ali ne posjedujemo ni znanje ni mogunost proiavanja podzemnih voda - glavnog izvora pitke vode. Pokrenut je zajedniki projekt znanstvenih institucija EU-a "Nitrate in soils" sa zadatkom prouavanja ispiranja nitrata, te formuliranja i provoenja djelotvorne politike prevencije zagaivanja podzemnih voda. Cijena proizvodnje mineralnih gnojiva postaje sve via zbog velikog utroka energije. To je moda jedna od sretnih okolnosti koja e djelovati na zaustavljanje porasta koliina primijenjenih istih NPK hraniva. Treba znati da je atmosfera koja nas okruuje bogata duikom, a na korijenu nekih vrsta (Leguminosae) ili u rizosferi drugih (Poaceae) mogu ivjeti mikroorganizmi sposobni vezati atmosferski duik. Neke vrste kao npr. Trifolium pratense,M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

438 Vicia faba ili Lupinus albus fiksacijom mogu osigurati 200-600 kg duika po hektaru. U vrijeme skupe energije ovaj besplatno dobiveni duik postaje vrlo znaajna stavka racionalnog gospodarenja. Oplemenjivanjem biljke i/ili mikroorganizma moe se poveati sposobnost vezivanja duika i time smanjiti trokove proizvodnje, te potroau ponuditi jeftiniji i esto, s gledita prehrane, bioloki vrjedniji proizvod. Tako vezani atmosferski duik ne ugroava podzemne vode, niti zagauje atmosferu. Za posljednjih 100 godina prosjene temperature na zemlji porasle su za preko 0,5 oC. Moe se oekivati da e, zbog tzv. "uinka staklenika", u XXI stoljeu temperature porasti za onoliko (4-5 oC), koliko su porasle od zadnjeg ledenog doba (prije 180 tisua godina) do danas, izazivajui bitne promjene klime. Uinak staklenika posljedica je poveanja koncentracije ugljinog dioksida, metana i oksida duika u atmosferi. Tijekom poslijednjih 200 godina, kao posljedica koritenja fosilnih goriva i u novije vrijeme intenzivne deforestacije uma (17 miljuna ha tropskih uma godinje), koncentracija CO2 poveala se za 25% (sa 280 ppm na 350 ppm). U istom se razdoblju koncentracija metana u atmosferi udvostruila, sve kao posljedica poveanja broja preivaa i poveanja povrina pod riom (anaerobna razgradnja organske mase). Porast koncentracije N2O posljedica je intenzivnog koritenja mineralnih gnojiva tijekom zadnjih 40 godina. Dakle i ovdje, poljoprivreda (proizvodnja hrane) se javlja kao glavni zagaiva atmosfere (Farmer i sur., 1989.). Procjenjuje se da oko 40% uroda unite tetnici prije etve ili kasnije u skladitima. Zagovornici primjene pesticida tvrde da bi se zabranom koritenja pesticida te tete penjale na preko 60%. Po njima svijet se naprosto ne bi bio u stanju prehraniti. Preko 300 aktivnih tvari registrirano je za koritenje u poljoprivredi. 70% tih tvari ne ostavljaju rezidue, a koliine rezidua ostalih pesticida da su male i tehniki ih je vrlo teko analitiki pratiti (Berry, 1991.). No donedavno prihvaani, ovi su stavovi o reziduama danas znatno izmijenjeni. Mudrim odlukama ovjek bi trebao nai pravi put izmeu dviju opasnosti: 1) izmeu mikrobioloke kontaminacije hrane, uzrokovane plijesnima i loim postupkom s hranom i 2) intenzivne kemijske zatite usjeva i reziduama u hrani. Daleko vei problem predstavlja injenica da se, zbog mutacija i irenja rezistentnih biotipova, kao reakcija na primjenu sintetskih pesticida, broj otpornih sojeva pojedinih tetnih gljivica uveao. Razumna kombinacija bioloke i kemijske borbe mogla bi predstavljati najbolje rjeenje pri suzbijanju biljnih bolesti i tetnika.M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

439 Danas postoje tri mogua modela poljoprivredne proizvodnje sa slijedeim osnovnim karakteristikama: 1. Moderna intenzivna poljoprivreda: - ekonomski interes i profit na prvom mjestu, - maksimalna, ekonomski opravdana kemizacija,

- otsustvo brige o okoliu. 2. Integralna poljoprivreda: - odravanje prihoda i zaposlenosti na prihvatljivoj razini, - prevencija zagaenja i zatita okolia, - proizvodnja kvalitetne hrane. 3. Ekoloka poljoprivreda: - maksimalno koritenje prirodnih izvora, - reciklaa u sistemu tlo-usjev-ivotinja, - potpuno otsustvo pesticida i mineralnih gnojiva. Jedan od prvih veih komparativnih ispitivanja tri sustava poljodjelstva provela je Nizozemska jo davne 1979. godine. Prvi rezultati publicirani su u dva izvjea: "An evaluation of the five-year period 1980-1984" (Zadoks, 1989) i "From integrated control to integrated farming; an experimental approach" (Vereijken, 1989). Iako pokazatelji upuuju na oitu prednost alternativnih sustava 'odrive poljoprivrede' (integralne i ekoloke), bar kad je okoli u pitanju, intenzivni sustav poljodjelstva nerado se naputa, jer jo prevladava kratkoroni interes za postizanje to vee dobiti, bez obzira na posljedice. (Tablica 2)Tablica 2. Godinja bilanca NPK hraniva u tlu (kg/ha) pri tri ispitivana sistema poljodjelstva (Nizozemska, 1986-1988. prema: Vereijkenu) Table 2. Yearly balance of NPK nutrients in soil (kg/ha) in three examined agricultural systems (The Netherlands, 1986-1988 according to Vereijken) Sustav poljodjelstva Agricultural system Intenzivni - Intensive Integralni - Integral Ekoloki - Ecological istih hraniva: N P K N P K N P K Pure nutrients: kg/ha kg/ha kg/ha Ukupno unoenje Total intake 295 55 215 235 35 120 215 12 70 Ukupno iznoenje Total outtake 165 30 135 150 25 130 60 12 45 Ostatak - Remains 130 25 80 85 10 -10 155 0 25 Izvor: Spiertz, 1991.

M. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

440 Prvi pokuaji razvoja komercijalniog sustava ekoloke poljoprivrede u Velikoj Britaniji (1950.) nije osigurao oekivanu dobit. No usprkos tome upravo je Velika Britanija najdalje razvila organizaciju i standarde organske poljoprivrede (National Organic Standards), naravno uz svesrdnu pomo nadlenih ministarstava. Krajem prolog stoljea tamo je po principima organske poljoprivrede djelovalo oko 1% farmera na oko 35 tisua hektara a taj broj i povrine su u stalnom porastu (Stickland, 1991.). Globalizacija i moderan tempo ivota teko prihvaa poljoprivredu, ne kao profitno poslovanje, ve kao alternativni nain ivota, s naglaskom trajnosti, kvaliteti i ljepoti ivotne zajednice u kojoj se cijeni osobno znanje i svestranost proizvodnje. Za razliku od po ulaganjima intenzivne poljoprivrede, takvu poljoprivredu karakteriziraju mala ulaganja. Ona je radno intenzivna, orijentirana prema tradicionalnom znanju i lokalnom tritu (Beus i sur., 1991.). Njemaki znanstvenik i osniva antropozofije, Rudolf Steiner drao je 1924. godine "Poljoprivredne kurseve" usmjerene prema ovjenom pristupu poljoprivredi. To je bio poetak "biodinamike poljoprivrede" s naglaskom na primjeni specijalnih prirodnih preparata od mljevenog kvarca, stolisnika (Achillea millefolium), kamilice (Matricaria chamomilla), koprive (Urtica dioica), kukolja (Agrostemma githago), maslaka (Taraxacum officinale), hrasta (Quercus robur), valerijane (Valeriana officinalis) itd. Usporedbe radi sjetimo se da se dvije godine prije Steinerovih Poljoprivrednih kurseva u Americi pojavio prvi komercijalni hibrid kukuruza (Duvic, 1981.), te da se

danas 99% svjetske proizvodnje kukuruza zasniva na hibridima. Iako je i koritenje heterozisa u kukuruza danas izloeno kritikama, ova usporedba najbolje ilustrira ekonomsku vrijednost dvaju razliitih pristupa. No ipak, danas u Njemakoj preko tisuu farmi na oko 25 ha proizvodi hranu po principima biodinamike poljoprivrede. Udrueni farmeri prodaju svoje proizvode pod zatitnim znakom "DEMETER" i usprkos mnogo niem postignutom urodu (ali i niim ulaganjima) zahvaljujui viim prodajnim cijenama, uglavnom ostvaruju dobit (Ahrens, 1991.). ZAKLJUAK S ciljem racionalnijeg koritenja neobnovljivih izvora, posebno energije, odravanja plodnosti i bioloke vrijednosti tla, zatite podzemnih voda iM. Jot et al.: Oplemenjivanje bilja, proizvodnja hrane i odriva poljoprivreda

441 atmosfere, zatite od bioloke i genetike erozije biljnih vrsta i podmirenja potreba za hranom sve brojnije ljudske populacije, potrebno je: - da bit poljoprivredne proizvodnje bude suradnja s prirodom a ne borba protiv nje, jer ovjek je samo jedan njen dio. - mudro koristiti dostignua znanosti i na temelju njih usavravati i prilagoavati tehnoloke postupke, kako u poljodjelstvu tako i u ostalim granama industrije, - poboljati kvalitetne i proizvodne karakteristike i drugih, danas manje atraktivnih biljnih vrsta, te njihovim irenjem u proizvodnji poveati bioloku i genetiku divergentnost poljoprivrednih kultivara, - odgojem i odgojnim programima, ve od osnovne kole, usaivati novim generacijama vrlo jaku spoznaju da ivimo na ogranienom i za ivot dragocjenom komadiu zemlje, - da maksimalnu podrku i pomo vladinih institucija (ministarstava) dobiju znanstveni i proizvodni projekti traenja alternativnih, za ovjeanstvo sigurnijih naina proizvodnje hrane. - ukljuivanje u meunarodne projekte i jaa znanstvena povezanost s projektima i mjerama zatite okolia EU.