Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Devět miliard hladových krků

Publikováno: Vesmír 95, 400, 2016/7

Okolo roku 2042 bude na Zemi žít devět miliard lidí. Budou mít co jíst, když už dnes trpí každý devátý člověk podvýživou? Rovnici o mnoha neznámých řeší zemědělci, ekonomové, politici, ale také molekulární genetici, klimatologové a programátoři.

Nad polem s plodinami, jejichž genom byl s přesností na jednotlivé báze DNA vyladěn pro dosažení maximálního výnosu, létá dron měřící vše od půdní vlhkosti po intenzitu fotosyntézy. Robotické stroje automaticky upravují množství postřiku nebo hloubku orby podle potřeb jednotlivých částí pole a sýpky se utěšeně plní.

Sci-fi? Jistě, zvláště při představě, že by takto mohlo vypadat zemědělství v Bangladéši nebo v Súdánu. Potřebné technologie však již existují a před šedesáti lety také sotvakdo věřil, že by z jednoho hektaru bylo možno sklidit osm tun pšenice, když se v té době i země s nejlepšími podmínkami dokázaly dostat stěží na tři tuny.

Ještě v roce 1994 trpěla více než miliarda lidí podvýživou. Při velikosti světové populace 5,4 miliardy toto číslo představovalo 18,5 % obyvatel planety. Dnes je ve stejné situaci „pouze“ 792 milionů lidí ze 7,4 miliardy, tedy 10,8 %. Z toho 161 milionů dětí. Klesající trend je důvodem k optimismu, na druhou stranu lze sotva pocítit uspokojení, pokud každý devátý člověk na planetě nemá zajištěn dostatečný kalorický přísun.

Zhruba miliarda lidí dnes žije za dolar nebo méně na den a polovinu svých příjmů vydává na jídlo. Každý den asi 25 000 lidí zemře v přímé či nepřímé souvislosti s podvýživou. Zároveň má 1,6 miliardy lidí potíže s nadváhou a 654 milionů je obézních.

Boj o zrno

Produkce obilovin a řady dalších plodin se mezi roky 1950 a 1973 zdvojnásobila, a to především zásluhou rostoucích výnosů. Vděčíme za to zelené revoluci, která přinesla kvalitnější odrůdy, umělá hnojiva, pesticidy, mechanizaci a efektivní zavlažování.

Od devadesátých let však v mnoha oblastech zaznamenáváme stagnaci výnosů. Týká se to například pšenice na severozápadě Evropy nebo rýže ve východní Asii. Regiony, v nichž se už nedaří výnosy zvyšovat, přitom zajišťují 33 % světové produkce rýže a 27 % pšenice.1)

Zdá se, že plodiny tam už vyčerpaly svůj potenciál a další zvyšování výnosů není bez nových odrůd či technologií možné. Produkci navíc ohrožují klimatické změny spojené jak s šířením patogenů, tak s extrémními projevy počasí. V této souvislosti stojí za zmínku, že zemědělství přispívá k emisím skleníkových plynů z celé čtvrtiny – především přičiněním živočišné výroby. Intenzivní zemědělství ohrožuje svou vlastní budoucnost i postupnou degradací půd, narušením vodního režimu, vznikem plevelů rezistentních vůči herbicidům…

Rozloha obdělávané půdy se zhruba od roku 1984 v celosvětovém měřítku významně nezvětšuje, kolísá okolo 1,4 miliardy hektarů. A produkci potravin začíná konkurovat pěstování rostlin pro výrobu biopaliv, zatím v řádu jednotek procent. Dalších 3,35 miliardy hektarů připadá na pastviny.

Zdaleka ne všechny oblasti světa však už narazily na hranice svých možností. Například asi 15 % plochy, na níž se pěstuje kukuřice, leží v Africe, kontinent se však na globální produkci této plodiny podílí jen necelými pěti procenty. Zlepší-li se podmínky afrických zemědělců, mohou výnosy kukuřice významně vzrůst.

Jak se budou alespoň některé rozvojové země vymaňovat z chudoby, efektivita zemědělství vzroste. Na druhou stranu se změní i nároky obyvatel na složení jídelníčku, což spolu s růstem populace zvýší spotřebu masa a dalších potravin náročnějších na produkci. Zatímco v šedesátých letech snědl průměrný obyvatel planety za rok 24 kg masa (bez ryb a mořských plodů), v roce 2013 to bylo už 43 kg. Za posledních dvacet let stoupl počet kusů chovaného dobytka o 13 %, prasat o 16 % a kuřat o 68 %.

FAO ve svých analýzách předpokládá, že počet lidí s podvýživou bude dále klesat. Zároveň však varuje, že ekonomický rozvoj s sebou přinese koncentraci produkce do větších agrárních společností. Malí farmáři přestanou být konkurenceschopní. Důležitá tedy bude nejen efektivita zemědělství, ale také celkový společenský vývoj, proměna trhu práce a způsob, jakým na měnící se podmínky budou reagovat jednotlivé vlády.

Bio a jiné technologie

Do budoucnosti zemědělství bezesporu promluví i technologie, ať s předponou bio-, nebo bez ní. GM plodiny se nyní pěstují na 179,7 milionu hektarů, loni jimi osetá půda zaznamenala první mírný pokles rozlohy (ze 181,5 milionu ha) po neustálém růstu od roku 1996. Nejpopulárnější jsou v USA (70,9 mil. ha), Brazílii (44,2 mil. ha) a Argentině (24,5 mil. ha), celkem se pěstují ve 28 zemích včetně České republiky. Mezi GM plodinami dominují sója (92,1 mil. ha), kukuřice (53,6 mil. ha), bavlník (24 mil. ha) a kanola (8,5 mil. ha).

Naprostá většina GM plodin je vybavena geny, které jim zajišťují buď ochranu před hmyzími škůdci, nebo odolnost vůči herbicidům. Možnosti jsou však mnohem širší, prozatím ovšem omezované nedůvěrou veřejnosti a přísnou regulací, především v Evropě.

Mezinárodní ústav pro výzkum rýže (IRRI) se sídlem na Filipínách se například pokouší dodat rýži vlastnosti C4 rostlin,2) její výnosy by pak mohly být až o polovinu vyšší. To by byl zásadní průlom, protože rýže je po pšenici druhou nejdůležitější plodinou světa a lidská populace roste nejrychleji v Asii. Zatímco dnes musí každý hektar rýžových polí uživit 27 lidí, v roce 2050 jich bude už 43.

Další vědecké týmy se pokoušejí naučit rostliny přijímat pro ně dosud nedostupné formy fosforu, fixovat vzdušný dusík nebo odolávat suchu.

Protože některé z nových metod umožňují zasahovat do genů způsobem, který nenaplňuje definici GMO podle evropské legislativy, mohly by mít takto vzniklé odrůdy snazší cestu na trh a veřejnost by je mohla přijmout lépe než transgenní plodiny. Pochopení fyziologie rostlin na molekulární úrovni, znalost genomů a schopnost rychle a levně hledat v DNA žádoucí sekvence navíc umožňují efektivnější šlechtění i za pomoci tradičních metod. (Více o biotechnologiích v zemědělství  Vesmír 95, 430, 2016/7)

V minulém čísle jsme popisovali změny považované za čtvrtou průmyslovou revoluci – s tím, že tyto změny se netýkají pouze průmyslu, projevovat se budou i v dalších oborech lidské činnosti včetně zemědělství.

Běžnou výbavou traktorů hi-tech farmářů je dnes satelitní navigace, která plánuje optimální trasu a zajišťuje rovnoměrnost postřiků. Zemědělské stroje mohou být vybaveny senzory měřícími půdní vlhkost, obsah živin a další parametry. Některé informace sbírají drony, využít lze i satelitní monitoring. Stroje se učí „číst“ pole s centimetrovým rozlišením. Univerzita v Sydney například představila robota RIPA, který projíždí polem, vyhledává plevel a na jednotlivé rostlinky aplikuje mikrodávky herbicidu.

Je zaděláno na vznik „jednotných datových družstev“: zemědělci už nebudou sdílet půdu a stroje, ale data o kvalitě půd a semen, o výnosech, o dávkách hnojiv a pesticidů… Anonymizovaná databáze zemědělských informací usnadní rozhodování o vhodném postupu, jak slibuje například společnost Farmer’s Business Network.3) Velcí hráči jako Monsanto nebo DuPont investují do akvizic firem zabývajících se sběrem a zpracováním dat stovky milionů dolarů.

A někteří novodobí zemědělci to zkoušejí i bez půdy a slunce. Třiatřicet metrů pod povrchem londýnské čtvrti Clapham roste v krytech z druhé světové války listová zelenina určená pro místní restaurace, trhy a stánky s občerstvením. Firma Growing Underground využívá hydroponické pěstování, prostory osvětlují lampy LED se spektrálním složením vyladěným pro co nejefektivnější fotosyntézu, kultivaci řídí procesory na základě dat z bezpočtu senzorů.4) Klíč k potravinové bezpečnosti lidstva to jistě není, ale podobné počiny prošlapávají cestu vertikálním farmám, které by (třeba ve spojení s čistírnami odpadních vod) mohly představovat lokálně důležité producenty zeleniny.

Poznámky

1) Grassini P. et al., Nat. Commun. 2013: DOI: 10.1038/ncomms3918.

2) Viz seriál o C4 rostlinách: Vesmír 91, 35, 2012/1; 91, 92, 2012/2; 91, 146, 2012/3. O projektu C4 rýže více na c4rice.irri.org.

3) farmersbusinessnetwork.com.

4) growing-underground.com.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201607_400-401.pdf (254 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky