agrigen text

197
Protecia Mediului prin Agricultur Durabil Vasilica STAN 1 CAPITOLUL 1 Consideraii generale despre agricultur 1.1. Introducere Fiinele umane sunt în centrul preocuprilor privitoare la dezvoltarea durabil. Ele au dreptul la o via sntoas"i productiv în armonie cu natura (Principiul 1al declaraiei de la Rio de Janeiro, 1992)”. Agricultura poate fi definit deopotriv arta i tiina de a folosi metode, tehnologii i procedee de cultivare a plantelor i de cretere a animalelor în scopul obinerii unor bunuri necesare fiinei umane. În sens larg, agricultura include cultivarea solurilor, creterea plantelor i recoltarea acestora, înmulirea i creterea animalelor, producerea i procesarea materiilor prime de origine animali silvicultura. Agricultura modern depinde foarte mult de inginerie i tehnologie i, mai ales, de tiinele biologice i fizice. Irigarea, drenajul, conservarea resurselor agricole, a biodiversitii, protecia sanitar, fiecare dintre acestea fiind la fel de importante pentru atingerea cu succes a obiectivelor de producie ale unei ferme agricole. Unele domenii îns necesit cunotine foarte specializate de inginerie agricol. Agrochmia este angajat într-o serie de probleme vitale precum: utilizarea materialelor fertilizante i a pesticidelor, controlul calitii solului, analizele produselor agricole etc. De asemenea, culturile hidroponice, o metod de cultur horticol în care plantele sunt cultivate pe soluii nutritive, care pare s soluioneze unele probleme ale agriculturii. Totui, aceast metod are dezavantajele ei, mai ales în privina calitii fructelor sau legumelor produse, care nu mai corespund întru-totul cerinelor consumatorilor, chiar dac aspectul lor fizic poate prea ademenitor. Genetica i ameliorarea plantelor contribuie în mod nemsurabil la productivitatea fermelor agricole. Ea a pus bazele tiinifice ale cretereii animalelor i cultivrii plantelor ajungându-se, în prezent, la crearea de forme transgenice (Organisme Modificate Genetic) rezistente la anumii factori externi, precum unele pesticide totale. Totui, utilizarea acestora este restricionati mult discutat în cercurile oamenilor de tiin, ale societilor civile dar, mai ales ale ecologitilor. Sfâritul secolului XX i începutul mileniului 3 sunt marcate de progrese imense ale tiinelor, iar în domeniul agronomic, biologia molecular este utilizat deopotriv pentru studiul patogenilor plantelor i animalelor, ca i în cercetri privind calitatea alimentelor i a produselor agricole.

Upload: mihaela-iuliana-dogaru

Post on 05-Jul-2015

1.886 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

1

CAPITOLUL 1

Consideraţii generale despre agricultură

1.1. Introducere „Fiinţele umane sunt în centrul preocupărilor privitoare la dezvoltarea durabilă. Ele

au dreptul la o viaţă sănătoasă şi productivă în armonie cu natura (Principiul 1al declaraţiei de la Rio de Janeiro, 1992)”.

Agricultura poate fi definită deopotrivă arta şi ştiinţa de a folosi metode,

tehnologii şi procedee de cultivare a plantelor şi de creştere a animalelor în scopul obţinerii unor bunuri necesare fiinţei umane. În sens larg, agricultura include cultivarea solurilor, creşterea plantelor şi recoltarea acestora, înmulţirea şi creşterea animalelor, producerea şi procesarea materiilor prime de origine animală şi silvicultura.

Agricultura modernă depinde foarte mult de inginerie şi tehnologie şi, mai ales, de ştiinţele biologice şi fizice. Irigarea, drenajul, conservarea resurselor agricole, a biodiversităţii, protecţia sanitară, fiecare dintre acestea fiind la fel de importante pentru atingerea cu succes a obiectivelor de producţie ale unei ferme agricole. Unele domenii însă necesită cunoştinţefoarte specializate de inginerie agricolă. Agrochmia este angajată într-o serie de probleme vitale precum: utilizarea materialelor fertilizante şi apesticidelor, controlul calităţii solului, analizele produselor agricole etc. De asemenea, culturile hidroponice, o metodă de cultură horticolă în care plantele sunt cultivate pe soluţii nutritive, care pare să soluţioneze unele probleme ale agriculturii. Totuşi, această metodă are dezavantajele ei, mai ales în privinţa calităţii fructelor sau legumelor produse, care nu mai corespund întru-totul cerinţelor consumatorilor, chiar dacă aspectul lor fizic poate părea ademenitor. Genetica şi ameliorarea plantelor contribuie în mod nemăsurabil la productivitatea fermelor agricole. Ea a pus bazele ştiinţifice ale creştereii animalelor şi cultivării plantelor ajungându-se, în prezent, la crearea de forme transgenice (Organisme Modificate Genetic) rezistente la anumiţi factori externi, precum unele pesticide totale. Totuşi, utilizarea acestora este restricţionată şi mult discutată în cercurile oamenilor de ştiinţă,ale societăţilor civile dar, mai ales ale ecologiştilor. Sfârşitul secolului XX şiînceputul mileniului 3 sunt marcate de progrese imense ale ştiinţelor, iar în domeniul agronomic, biologia moleculară este utilizată deopotrivă pentru studiul patogenilor plantelor şi animalelor, ca şi în cercetări privind calitatea alimentelor şi a produselor agricole.

Page 2: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

2

De o manieră generală, numeroase alte domenii au contribuit, în perioada de la începutul secolului al XIX-lea şi secolul XX, la dezvoltarea agriculturii (mecanizarea, aviaţia, automatizarea, avertizarea meteorologicăprin radio sau prin alte mijloace, procesarea, păstrarea produselor agricole, ambalarea produselor agro-alimentare etc.). Amprenta pe care au lasat-o acestea asupra ecosistemelor agricole nu a fost întotdeauna doar pozitivă şicu cât a crescut numarul de intervenţii la nivel de parcelă cultivată cu atât situaţiile au devenit mai complexe, iar impactul mai puternic. Acest impact se produce nu doar asupra agro-ecosistemelor, ci şi asupra mediului înconjurator în general. In consecinţă, preocupările oamenilor de ştiinţă se îndreaptă spre căutarea de soluţii noi, nepoluante, respectuoase faţă de mediul înconjurător, care determină şi conceptele, mai mult sau mai puţin noi, privind agricultura.

Înainte de a trece la o prezentare a conceptelor despre agricultură, care se regăsesc frecvent în literatura recentă de specialitate şi în numeroase documente oficiale elaborate şi recunoscute la scară mondială, vom face o mică prezentare a istoriei agriculturii legată de timp şi locuri.

1.2. Istoria agriculturii în lume

Agricultura pe terenurile arabile are o lungă istorie, depăşind 10 000 de ani de la originile ei în Estul Mediteranei şi până la cele mai larg răspândite forme de cultură existente în lume în prezent.

Istoria agriculturii poate fi divizată în patru mari perioade, având lungime diferită: perioada preistorică, perioada istorică, incluzând perioada Romană, perioada feudală şi perioada ştiinţifică.

Se apreciază că primii agricultori s-au dezvoltat în perioada culturii Neolitice. În general, agricultura a fost practicată în luncile fertile ale unor râuri sau fluvii cum este cazul fluviului Nil, în Egipt, sau de-a lungul Dunării în Europa (Macedonia, Tracia, Tesalia). Cele mai timpurii centre agricole au fost identificate de-a lungul fluviului Galben, în China; pe valea fluviului Indian, în India şi Pakistan, în Valea Tehuacan, Mexic. Datele referitoare la luarea unor plante în cultură şi la creşterea animalelor variază de la o regiune la alta.

Cercetătorii ştiinţifici, prin teste efectuate pe fosile vegetale şi animale, au identificat că domesticirea multor specii de animale (oile, vacile, caprele, asinii) s-a făcut în ţări din zona Golfului Persic (Irak, Iran). În Tailanda au fost domesticiţi porcii, la anii 8 000 î.C., iar înTesalia (Grecia), aceeaşi specie s-a domesticit la anii 7 000 î.C. Undeva mai aproape de continentul European, la anii 4 350 î.C., în Ucraina, a fost domesticit calul.

Page 3: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

3

Conform datelor rezultate în urma testelor cu carbon, grâul şi orzul au fost luate în cultură în Orientul Mijlociu în mileniul 8 î.C.; meiul şi orzul, în China şi în sud-estul Asiei pe la anii 5 500 î.C. Leguminoasele au fost descoperite în Tesalia şi Macedonia la începutul anilor 6 000 î.C.

Probabil primii agricultori au început să practice agricultura prin simpla culegere a seminţelor plantelor pe care le găseau interesante pentru hrana lor, ulterior semănându-le în pământurile lor. În ceea ce priveşte oile şicaprele, ei au început prin a le strânge în turme în scopul de a le feri de atacul animalelor sălbatice.

Trecerea de la formele primitive de culegere a hranei vegetale şi de la vânat la dependenţa de producerea hranei a fost graduală, iar în unele părţiale lumii, această tranziţie încă nu a luat sfârşit. Rezervelor de hrană, deprovenienţă vegetală şi animală, li s-au adăugat vietăţi acvatice, precum peştii dar şi păsările unele animale sălbatice.

În Era Neolitică, oamenii locuiau în adăposturi simple, în peşteri, sau în case mici construite din cărămidă uscată la soare (chirpici), din trestie sau din lemn, care erau grupate în mici sate. Apariţia oraşelor, precum Ierihon (fondat în jurul anilor 9 000 î.Cr.) a fost stimulată de producerea unui surplus de produse agricole.

Păstoritul, se pare că s-a dezvoltat mult mai târziu. Primele utilaje folosite de agricultori, după cum se ştie din istorie, erau prelucrate din materiale simple, precum lemnul şi piatra.

În ceea ce priveşte Perioada Romană, odată cu încheierea Erei Neolitice şi introducerea metalelor, anii inovării în agricultură au început săse dechidă larg. Această perioadă istorică, foarte bine cunoscută din scrierile biblice, din însemnările pe monumente, din scrierile din China, Grecia şi din cele Romane, a fost puternic devotată acumulărilor.

Alte câteva plante au căpătat interes pentru om. Viţa de vie, cu strugurii şi vinul, care au fost menţionate în scrierile egiptene în jurul anilor 2 900 î.C., iar piaţa măslinelor şi a uleiului de măsline, ca şi cea a vinului au fost larg răspândite în zona Mediteraneană în primul mileniu î.C. Secara şi ovăzul au fost cultivate în Nordul Europei în jurulul anului 1 000 î.C.

Multe dintre legume şi fructe, incluzând ceapa, pepenele galben, castravetele erau cultivate încă din cel de-al treilea mileniu î.C., în ţinutul Ur (Caldea, Estul Turciei). Curmalele şi smochinele reprezentau o importantăsursă de zahăr în Orientul Apropiat, iar mărul, rodia, piersicul şi dudul creşteau în zona Mediteraneană. Bumbacul a căpătat interes pentru locuitorii Indiei în jurul anilor 2 500 î.C fiind luat în cultură pentru obţinerea fibrei, iar inul şi mătasea s-au folosit în mod extensiv în cel de-al doilea mileniu î.C., în China.

Calul a fost introdus în Egipt pe la anii 1 600 î.C., iar apoi a fost foarte rapid răspândit în Mesopotamia şi în Asia Minor. Ameliorarea utilajelor a

Page 4: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

4

fost deosebit de importantă în Perioada Romană. Utilajele din metal au devenit mult mai eficiente, iar lucrările solului se ameliorau continuu cu ajutorul agregatelor tractate de animale, mai ales în secolul 10 î.C., în Palestina. În Mesopotamia mileniului 3 î.C. se ataşa plugului o unealtă conicăce servea lucrărilor de semănat. În China, Palestina, Mesopotamia, India, Egipt, evoluau continuu mijloacele de producţie, de prelucrare şi dedepozitare a produselor agricole. De asemenea, în China, Egipt şi Orientul Apropiat s-au dezvoltat sisteme de irigare, care au permis creşterea suprafeţelor cultivate.

La începutul Epocii Romane, în Insulele Britanice, în Scandinavia şi în Europa, în general, au început să se dezvolte ferme mixte, în care se şidepozitau produsele agricole. Pe lângă practica agricolă, în funcţie de regiune, se dezvoltau pescuitul şi vânatul.

La scurt timp după Iulius Cezar, istoricul Cornelius Tacitus descria „Germanii” ca fiind o societate tribală, cu ţărani liberi care-şi cultivau propriile terenuri. Cinci sute de ani mai târziu, au început să se dezvolte sate tipice europene, în care casele se aflau în mijlocul terenurilor cultivate, alcătuind astfel ferme individuale. Pajiştile, pădurile şi terenurile neagricole erau folosite de întreaga comunitate. În lucrările agricole erau folosiţi în special boii înjugaţi la plug, lucrările se efectuau trecându-se de la o parcelă la alta, iar recoltarea producţiilor era un efort cooperativ.

În zonele agricole ale Romei s-a dezvoltat o societate agricolă alcătuitădin fermieri independenţi.

În Europa, Epoca Feudală a început la foarte scurt timp după căderea Imperiului Roman şi a atins apogeul în anii 1 100 după Hristos. Aceastăepocă a fost, de asemenea, una în care s-a dezvoltat Imperiul Bizantin. De asemenea, s-au dezvoltat şi puterile arabe, care ocupau zone importante în Orientul Mijlociu şi chiar în Sudul Europei.

În Perioada Arabă, în Egipt şi Spania, irigaţiile s-au extins pe solurile mai puţin fertile. În Egipt, producţia de grâne era suficient de mare pentru ca ţara să-şi permită să vândă grâu pe pieţele internaţionale. În Spania, podgoriile se înfiinţau pe terenuri aflate în pantă, iar apa de irigat era adusă

Canal de irigaţie în Egipt

Page 5: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

5

din munţi înspre terenurile plane. În zonele Islamice, erau larg cultivate speciile de portocal, lămâi, piersic, cais.

Secolul al 12-lea s-a caracterizat printr-o cădere puternică a agriculturii Orientului Mijlociu şi Mesopotamiei, unde producţia devenise de subzistenţă, mai ales odată cu distrugerea sistemelor de irigaţii de către Mongoli. Cruciadele i-au condus pe europeni în teritoriile Islamice şi le-a permis să descopere o serie de specii, precum citricele dar şi bumbacul sau mătasea.

În Europa, au început să se dezvolte satele şi fermele agricole implicit, existâd diferenţe de la o ţară la alta.

În multe dintre ţările Vest-Europene au început să apară castele şiconace, care erau împrejmuite de importante suprafeţe agricole (între 350 şi800 ha teren arabil, cam tot atât teren afectat pădurii, pajiştilor, mlaştinilor). Ceea ce caracteriza, din punct de vedere administrativ, aceste mari proprietăţi, era faptul că în jurul lor se forma comunitatea rurală, alcătuitădin unul sau mai multe sate. Această comunitate includea, aproape obligatoriu, o biserică. Ţăranii din sate lucrau în folosul proprietarului, cultivând plante, crescând animale sub direcţia unui supraveghetor. Uneori, efectuau muncă forţată. Astfel de mari proprietăţi includeau livezi, depozite pentru cereale, brutărie, iazuri pentru creşterea peştilor, presă pentru ulei etc. De asemenea, în funcţie de specificul regional, se prelucra lâna oilor, se cultiva in şi se producea fibră sau ulei de in.

Sistemul de cultură consta în împărţirea terenului arabil în trei câmpuri dintre care, unul era semănat toamna cu grâu sau secară, al doilea era semănat primăvara cu orz, secară, ovăz sau mazăre, iar al treilea rămânea nesemănat. Terenurile aftfel însămânţate erau atribuite capilor familiilor de ţărani, iar aceştia le lucrau cu întreaga familie până la recoltare, regulile fiind foarte rigide şi impuse de supraveghetori.

Pe la anii 1300 a apărut tendinţa de a împrejmui parcelele înierbate pe care erau crescute oi pentru valorificarea lânii. Creşterea industriei textile a făcut să se dezvolte şi să devină mult mai profitabile unele ţări sau regiuni din Europa (Anglia, Flandra, Champagne, Toscana, Lombardia, Augsburg-Germania). Desigur, de-a lungul secolelor, războaiele, dar şi unele boli contagioase au afectat chiar şi marii latifundiari, sate întregi fiind abandonate.

Scăderea forţei de muncă i-a făcut pe agricultori să păstreze în exploatare doar terenurile foarte productive, iar în unele regiuni irigarea începea să capete teren, determinând creşterea producţiei pe solurile mai fertile (Sudul Italiei). Atenţia deosebită acordată, până nu demult, culturii cerealelor a fost înlocuită cu diversificarea culturilor şi a producţiilor, foarte mult interes căpătând producerea vinului, a uleiului, a brânzeturilor, a untului şi a legumelor.

Page 6: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

6

Agricultura pe baze ştiinţifice a devenit necesară în momentul creşterii populaţiei.

Separararea Europei de Asia, în general, şi de Orientul Mijlociu, în special, prin extinderea puterii Turciei a determinat schimbări în ceea ce priveşte teoriile economice afectând direct agricultura.

Agricultura colonială s-a dezvoltat nu numai pentru a-i hrăni pecolonişti dar şi pentru export în ţările de origine. Culturile principale erau trestia de zahăr, bumbacul, tutunul, ceaiul. În producţia animală s-a dezvoltat foarte mult producerea lânii şi a pieilor. Între secolele 15 şi 19 s-a folosit foarte mult forţa de muncă a sclavilor, care erau folosiţi mai ales în zone cu climat nefavorabil pe plantaţii ale coloniştilor europeni.

Revoluţia ştiinţifică din perioada dintre Renaştere şi Epoca Iluminismului în Europa a încurajat experimentări în agricultură, ca şi în alte domenii. Rotaţia culturilor, incluzând folosirea leguminoaselor ca plante cu rol regenerator al fertilităţii solurilor, era din ce în ce mai mult folosită decătre agricultori. În Anglia, în epoca Victoriană, s-a introdus drenajul pentru eliminarea umidităţii excesive a solurilor, ceea ce a permis creşterea suprafeţelor agricole exploatate, a început luarea în arendă a terenurilor agricole, iar Revoluţia Industrială a permis apariţia primelor maşini agricole.

Este greu să se facă o cronologie precisă a apariţiilor în plan ştiinţific, care au contribuit la dezvoltarea agriculturii, dar se poate spune că la începutul anilor 1 700 a început să se dezvolte selecţia şi ameliorarea raselor de animale domestice, iar către sfârşitul secolului să se folosească varul în ameliorarea solurilor. Ameliorarea tradiţionalului plug de lemn s-a produs la jumătatea anilor 1 600, cu introducerea unor componente metalice. A urmat apoi trecerea la plugul din metal, fierarul american, John Deere, realizând plugul din oţel la 1830. De asemenea, au apărut semănătoarea şi o serie de utilaje de lucrat solul ce puteau fi folosite cu calul.

În secolul al 19-lea au început să se dezvolte şi diferite tipuri de substanţe otrăvitoare folosite în protecţia culturilor şi nu numai (ex.: în anul 1849 s-a folosit pentru prima dată sulful în protecţia fitosanitară la viţa devie; în anul 1967 s-a folosit Zeama Bordeleză, pentru combaterea manei, tot la viţa de vie) (Calvet, 1993). De asemenea, au început să se amelioreze plantele cultivate prin crearea de soiuri rezistente, precum a fost cazul viţei de vie în care s-a folosit port-altoi american, rezistent la Phylloxera.

Secolele 19 şi 20 au cunoscut o dezvoltare continuă a agriculturii, a tuturor ramurilor acesteia dar, totodată, s-au dezvoltat pieţele internaţionale, drumurile, căile şi mijloacele de transport în general.

Page 7: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

7

1.3. Agricultura în România

Multă vreme recunoscută ca ţară agrară, având deci un potenţial agricol important, România are o bogată istorie legată nemijlocit de agricultură dar despre care s-a relatat sporadic. Numeroasele evenimente istorice, la care au fost martori şi participanţi activi ţăranii români, au făcut ca agricultura României să nu fie caracterizată de ferme stabile, cu ţărani liberi, precum numeroase state ale Europei.

Ştim foarte puţine lucruri despre agricultura României, despre mai mult sau mai puţinele baze ştiinţifice ale epocii de dinaintea primului Război Mondial şi ceva mai mult din perioada interbelică. Aceasta din urmă s-a caracterizat prin numeroase achiziţii în plan ştiinţific, numeroase lucrări ale oamenilor de ştiinţă ai acelei epoci regăsindu-se în diferite biblioteci din ţară.Studiul unor astfel de documente oferă informaţii foarte interesante despre preocupările ştiinţifice şi despre modul în care rezultatele experimentale erau diseminate în perioada interbelică şi care merită să nu fie utitate. Este important de remarcat că, multe dintre aceste lucrări datează încă de la începutul secolului XX. De asemenea, mulţi dintre cei care au elaborat astfel de lucrări au fost oameni de ale căror nume se leagă, pentru totdeauna, bazele ştiinţifice ale agriculturii româneşti. Cercetarea agricolă româneascădin perioada interbelică a fost foarte puternic racordată la evoluţia ştiinţificăce se petrecea în ţările europene, precum Franţa şi Germania.

Agricultură României în perioada interbelică a contribuit la importanta creştere economică înregistrată de ţara noastră, puţin înainte de declanşarea celui de-al doilea Război Mondial, mai ales producţiile de cereale făcând din România „Grânarul Europei”. Totuşi, aceeaşi epocă a dat naştere romanului „Moromeţii”, al lui Marin Preda.

Despre agricultura României de după cel de-al doilea Război Mondial s-a scris mult mai mult însă. O lucrare recentă, intitulată „Secolul XX - performanţe în agricultură”, apărută în editura Ceres, 2002 şi elaborată deun grup numeros de oameni de ştiinţă din domeniul agronomic sub redacţia academicianului D. Davidescu şi a prof. dr. Velicica Davidescu, reuneşte un imens volum de informaţii privitoare, mai ales la oamenii de ştiinţă din domeniul agronomic şi la modul în care aceştia au contribuit la dezvoltarea agriculturii româneşti în secolul XX. O importanţă deosebită este acordatăagriculturii României de după 1948.

Din literatura de specialitate agronomică lipseşte însă o descriere a agriculturii văzută prin prisma vieţii şi realizărilor la nivel de fermă şi de viaţă şi tradiţie rurală, asociate agriculturii.

Page 8: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

8

Capitolul 2

Agricultura şi mediul înconjurător

2.1. Introducere Agricultura este una dintre cele mai vechi şi mai răspândite forme de

utilizare a pământurilor folosită în Europa, care susţine o floră şi o faunădiverse şi unice. Totuşi, începând din anii 1960 au apărut îngrijorări din ce în ce mai mari ca urmare a impactelor culturilor de câmp asupra mediului înconjurător, incluzând impactele asupra vieţii sălbatice şi asupra sistemelor arabile în sine. Odată cu larga intensivizare a culturilor de câmp, consecinţele asupra mediului înconjurător au devenit evidente oriunde s-a practicat agricultura.

Problematica impactelor diferitelor acţiuni antropice asupra mediului înconjurător este extrem de vastă şi, de aceea, oamenii de ştiinţă se regăsesc adesea la originea interceptării acesteia. Ei sunt, de asemenea, foarte prezenţiîn dezbateri, spre exemplu în jurul schimbărilor climatice sau biodiversităţii. Întrucât agricultura modernă depinde de o serie de factori externi (industrie, societate, natură etc.), înainte de a trece la o detaliere a impactelor directe ale agriculturii asupra mediului înconjurător, se impune o trecere în revistă aproblematicii globale, care se intersectează, deseori, cu problemele pe care le ridică agricultura.

Pentru a se obţine un aviz colectiv al oamenilor de ştiinţă la nivel internaţional asupra temelor prioritare şi temelor emergente ce necesită a fi cercetate în legătură cu mediul îconjurător, s-a realizat un chestionar amplu, care a solicitat răspunsurile a 14 000 de oameni de ştiinţă. Au răspuns acestor chestionare doar 1 030 de oameni de ştiinţă din 72 de ţări. Astfel s-a ajuns la punerea în evidenţă a 11 grupe de probleme, ierarhizate în funcţie de ponderea citării globale şi 41 de teme (tabelul 2.1.). Cele 11 grupe, confirmăîn primul rând importanţa problemelor mediului înconjurător bine identificat în dezbateri publice şi făcând obiectul a numeroase lucrări de cercetare ştiinţifică: climatul, resursele naturale (apa, solurile, biodiversitatea), poluanţii, deşeurile şi marile sectoare economice, energetice, agricultura,industria şi sănătatea (Pavé şi col., 1998).

Trei cercetători din patru consideră că, în următorii 20 de ani, vor apare teme radical noi. Se impune vigilenţă întrucât este foarte dificil să se anticipeze aceste probleme. Unele dintre aceste probleme, chiar sunt evidente în prezent, precum escaladarea violenţei prin terorism internaţional.

Page 9: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

9

De fapt, cercetătorii gândesc că poate apare o combinare între problemele deja cunoscute şi problemele radical noi.

Tabelul 2.1.

Cele 11 grupe de probleme şi cele 41 de teme corespunzătoare acestora

(după Pavé şi col., 1998 )

NATURA Schimbările climatice (11,5 %)*

• Simpla evocare a schimbării climatice, asociată rarefierii azotului stratosferic (35 %)

• Despădurirea masivă, mai ales în ţările din Sudul planetei şi impactul acesteia asupra schimbărilor climatice (28%)

• Denunţarea cauzelor principale ale poluării atmosferice şi a efectelor asupra schimbării climatice (11%)

• Consecinţele schimbării climatice, precum creşterea nivelului mărilor (25%)

Biodiversitatea genetică (7,7%) • Dispariţia unor specii datorită ameninţărilor asupra ecosistemelor (zone umede,

păduri tropicale umede, 31 %) • Distrugerea ecosistemelor şi despădurirea (26%) • Sărăcirea biodiversităţii legată de agricultura intensivă (16%) • Riscuri genetice (16%) • Pierderea biodiversităţii, globalizarea şi schimbarea climatică (12%)

Raritatea apei şi poluarea acesteia (9,8%) • Caracterul limitat al apei (9,8%) • Impactele poluării globale asupra atmosferei sau solurilor (metale grele,

deşeuri nucleare, industriale sau domestice, compuşi chimici volatili) (30 %) • Poluări difuze (pesticide, nitraţi…) şi calitatea şi securitatea apei (epidemii,

acidifiere…) (19%) • Pânzele freatice sau acviferele (12%)

Solurile şi agricultura (9,4%)

• Degradarea solurilor prin salinizare, eroziune şi poluare (30%) • Proasta amenajare a zonelor rurale (21%) • Sărăcirea solurilor prin supraexploatare (20%) • Despăduriri şi defrişări (17%) • Limitarea resurselor agricole şi alimentare (13%)

Mări şi litorale (6,2%) • Poluarea mărilor şi a litoralelor (52%) • Degradarea peisajelor şi a spaţiilor rurale, mai ales a coastelor prin turismul şi

urbanizarea prost controlate (27%) • Supraexploatarea resurselor marine (21%)

Page 10: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

10

INDUSTRIA Riscurile industriale sau nucleare şi deşeurile (9,7%)

• Stocarea sau reciclarea deşeurilor menajere sau industriale (35%) • Poluarea industrială (24%) • Riscurile nucleare civile sau militare, deşeurile nucleare (21%) • Riscurile industriale sau nucleare în Rusia şi în Europa de Est (20%)

Energia (7,4%) • Lipsa dezvoltării unor energii regenerabile (55%); • Epuizarea resurselor neregenerabile (24%) • Probleme induse de energiile fosile şi nucleare (21%)

UMAN Demografia şi dezvoltarea (11,4%)

• Explozia demografică şi sărăcia în ţările din partea sudică a planetei (40%) • Creşterea demografică mondială şi limitarea resurselor (29%) • Creşterea inegalităţilor sociale în ţările dezvoltate (16%) • Dezechilibrul Nord-Sud şi conflictele care derivă din acesta (15%)

Sănătatea (6,8%)

• Emergenţa noilor boli sau viruşi, puternic contagioşi, necontrolaţi (66%) • Consecinţele poluării aerului şi apei asupra sănătăţii (34%)

Solidaritate, etică, cetăţenie (10,3%) • Ameninţări la adresa solidarităţii şi coeziunii sociale şi lipsa de conştiinţă privind

problemele mediul înconjurător (49%) • Proasta difuzare a informaţiei, dezinformarea (29%) • Supraconsumul şi supraproducţia, absenţa dezvoltării durabile (22%)

Viaţa urbană şi transporturile (9,7%)

• Zgomotul şi poluarea atmosferică legate de transporturile urbane (29%) • Poluarea urbană generalizată (aer, apă, deşeuri…) (26%) • Creşterea dimensiunilor oraşelor şi exodul rural, scăderea calităţii vieţii urbane

(23%) • Cadru de viaţă degradat, slabă coeziune socială, lipsă de igienă şi insecuritate în

zonele periferice şi în cartierele sărace (22%).

* procentul de cercetători care au citat problemele şi temele legate de mediul înconjurător. Agricultura modernă este o componentă esenţială a economiei. În ţările

dezvoltate pot fi întâlnite îmbunătăţiri remarcabile ale productivităţii fermelor individuale, ale planificării şi asigurării cu produse agro-alimentare a consumatorilor. Totuşi, există, din nefericire, o latură negativă a producţiei agricole. La prima vedere se poate spune că agricultura afectează mediul înconjurător, mai ales prin două surse de poluare importante: pe de-o parte îngrăşămintele şi produsele fitosanitare, precum pesticidele utilizate foarte mult în practicile de producţie intensivă, iar pe de altă parte, efluenţii de la

Page 11: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

11

creşterea animalelor foarte bogaţi în compuşi azotoşi. Dar, ceea ce a escaladat îngrijorarările oamenilor de ştiinţă, ale ecologiştilor în special şi ale opiniei publice în general, sunt efectele „revoluţiei verzi” cauzate de:

• consumul de combustibili fosili şi emisiile atmosferice provocate de diferite procese de producţie agricolă;

• utilizarea energiei, daunele provocate terenurilor agricole dar, mai ales solurilor, poluarea apelor asociată proceselor de producţie şispălarea fertilizanţilor la suprafaţa solului;

• consumul şi salinizarea apelor de suprafaţă, ca şi reducerea volumului acviferelor subterane;

• eroziunea şi salinizarea stratului arabil; • contaminarea produselor agricole cu pesticide şi spălarea pesticidelor

la suprafaţa solului.

Ecologiştii, mai ales în ţările dezvoltate, blamează agricultura şi fermierii pentru poluarea pe care o provoacă, în special cursurilor de apă.

Aşadar, agricultura provoacă serioase daune mediului înconjurător ca urmare a proceselor de producţie prin care oferă umanităţii hrană şi materii prime. Agricultura este cel mai mare consumator de apă ca şi cea mai mare sursă de poluare cu nitraţi a apelor subterane şi a apelor de suprafaţă. Este, de asemenea, principala sursă de poluare cu azot amoniacal. Este un contribuant major la poluarea cu fosfaţi a apelor şi la eliberarea în atmosferăa gazelor puternice care determină efectul de seră (metan, oxid nitros). Este totuşi recunoscut şi faptul că agricultura şi pădurea pot avea şi efecte pozitive asupra mediului înconjurător precum înmagazinarea şi purificarea apei, captarea carbonului la nivelul solului, menţinerea peisajului rural. Mai mult, se apreciază că există chiar şi o latură pozitivă a intensivizării producţiei agricole în raport cu mediul înconjurător şi anume aceea căaceasta a permis salvarea de arii vaste înierbate sau împădurite, care s-au dezvoltat în absenţa culturilor pe suprafeţe mari (sistem extensiv) sau a crescătoriilor de animale.

Cuantificara impactului agriculturii asupra mediului înconjurător nu este o ştiinţă exactă. Magnitudinea efectelor agriculturii asupra mediului înconjurător ca şi aria de extindere a acestora sunt discutabile. Multe dintre lucrările de specialitate pun accent mai ales pe degradarea solurilor, în special prin eroziunea hidrică. Numeroase evaluări au în vedere daunele fizice, iar din punct de vedere al costurilor economice ale degradării există foarte puţine date. Totuşi, există o recunoaştere unanimă a oamenilor de ştiinţă, aecologiştilor, ca şi a societăţii civile în ceea ce priveşte efectele negative produse de agricultura modernă asupra solului (degradarea proprietăţilor fizice, în special a structurii), asupra apei (poluarea cu nitraţi şi fosfaţi, colmatarea cu aluviuni, etc.), asupra aerului şi biodiversităţii.

Page 12: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

12

2.2. Efectele agriculturii asupra solurilor Solul este afectat de metodele de lucrare a acestuia, de epocile la care se

execută lucrările, de frecvenţa lor. Impactul lucrărilor solului asupra acestuia depinde de tipul de sol şi de topografia terenului. Spre exemplu, compactarea solului se produce ca urmare a folosirii unor utilaje grele, a scăderii conţinutului solului în materie organică, ceea ce va afecta structura solului şi compoziţia acestuia. Materialele folosite în practicile agricole, precum pesticidele şi fertilizanţii organici şi anorganici, pot influenţa, de asemenea, structura solului în mod direct, iar prin impactul lor fauna solului.

Simplificarea sistemelor de cultură (reducerea rotaţiei), creşterea suprafeţelor parcelelor exploatate şi creşterea greutăţii utilajelor agricole şi afolosirii pesticidelor, toate acestea au contribuit la nivelurile actuale ridicate de eroziune a solului.

Evans (1996) raportează o medie anuală a ratei de pierdere a solului din terenurile arabile de 3,6 t/ha în Belgia, şi de 6,1 şi 5,1 t/ha în unele regiuni ale Angliei (Somerset şi Hampshire). Directoratul Uniunii Europene (DGXI) estimează că media anuală a solului pierdut în partea de nord a Europei este mai mare de 8 t/ha (Gardner, 1996). În sudul Europei, 30 pânăla 40 t/ha sol se pot pierde doar pe durata unei furtuni puternice (De la Rosa şi col., 2000). Pierderile de sol prin eroziune diferă de la o cultură la alta (tabelul 2.2.).

Eroziunea solurilor cultivate se produce ca urmare a acţiunii vântului sau apei şi conduce la pierderea de cantităţi importante de sol împreună cu nutrienţi, particule de pesticide, rădăcini ale plantelor, poluanţi, iar apele de la baza versanţilor pot fi colmatate, eutrofizate, producându-se sedimentarea habitatelor acvatice. Pagubele produse de eroziune pot mări considerabil cheltuielile exploataţiei agricole.

Numeroşi cercetători remarcă importanţa materiei organice din sol pentru stabilitatea structurală a acestuia. Peirderea materiei organice prin fenomenul de eroziune are implicaţii severe asupra solului. Pe lângăpierderea sursei de nutrienţi pe care o constituie materia organică, pierderea acesteia prin eroziune poate conduce la reducerea capacităţii solului de a reţine apa şi, în consecinţă la apariţia de soluri secetoase, uscate, iar în alte cazuri la soluri foarte umede, unde drenajul se face foarte greu sau deloc. Materia organică din sol are, de asemenea, o funcţie importantă în reducerea levigării pesticidelor prin adsorbţia acestora şi supunerea lor activităţii microbiene.

Se poate observa, din cifrele date în tabelul 2.2., că sub o culturăsemănată în rânduri dese (grâul) rata eroziunii este mult mai mică decât în cazul culturilor prăşitoare, semănate la distanţe mai mari între rânduri (floarea soarelui, sfecla pentru zahăr).

Page 13: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

13

Tabelul 2.2.

Estimarea ratelor (t/ha/an)* de eroziune a solului pentru 20 de situri Europene şitrei culturi (De la Rose şi col., 2000)

Grâu Sfeclă zahăr Floarea soarelui Zona MediteraneanăPortugalia Portugalia Portugalia Spania Grecia Italia Italia Zona AtlanticăIrlanda Anglia Scoţia Olanda Franţa

Zona ContinentalăFranţaFranţaGermania Germania Danemarca Danemarca Luxemburg Luxemburg

67,0 147,9 3,9 2,8 3,9 4,4 78,0

9,8 1,4 1,4 1,4 1,4

1,4 1,4 1,4 4,0 3,8 1,4 1,4 1,4

87,3 150,0 4,9 3,8 4,9 5,9

100,1

18,4 1,4 1,4 1,6 1,6

1,6 1,4 1,6 4,6 4,0 1,4 1,6 1,6

99,9 150,0 6,0 4,6 6,0 7,1

115,7

29,4 1,8 1,8 2,0 2,0

2,0 1,8 2,0 5,7 4,9 1,8 2,0 2,0

* tone pe milă pătrată = (x/1,016)/259 În România există o gamă foarte variată de soluri, care oferă posibilităţi

multiple de dezvoltare a unor activităţi agricole competitive, în funcţie de zona ecologică. Principalele categorii de folosinţă ale solurilor din România sunt prezentate în tabelul 2.3.

Deşi agricultura românească nu a cunoscut poate aceleaşi niveluri de intensivizare, precum cele atinse în multe dintre statele dezvoltate ale lumii, totuşi, acest tip de agricultură, ca şi regruparea parcelelor în suprafeţe deordinul sutelor de hectare şi defrişarea lizierelor şi a răzoarelor, unde se dezvolta o floră şi o faună specifică, practicarea diferitelor lucrări mecanizate şi a irigaţiilor nu au avut întotdeauna efecte favorabile.

În ceea ce priveşte solurile degradate prin eroziune, o situaţie orientativăa fost prezentată de Niţu şi col. (2000).

Situaţia categoriilor de folosinţă a cunoscut o anumită evoluţie odată cu aplicarea Legii 18/1991 şi a actelor normative ce o completează pe aceasta. Nu există în prezent o evaluare precisă a fenomenelor ce se petrec pe

Page 14: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

14

terenurile agricole intrate în proprietatea agricultorilor, nici din punct economic şi, cu atât mai puţin, din punct de vedere al impactelor asupra mediului înconjurător. Cert este că o mare parte din suprafeţele agricole aflate în posesia agricultorilor sunt exploatate, pe de-o parte ineficient, iar pe de altă parte neprofesional. Multe dintre suprafeţe, în acelaşi timp, rămân neexploatate de la un an la altul, fiind invadate de buruieni şi constituind un factor de contaminare a parcelelor învecinate.

Tabelul 2.3.

Categorii şi tipuri de folosinţă a solurilor din România (2000)

Categoria şi tipul de folosinţă ha %

Agricol

Arabil

Vii şi pepiniere viticole

Livezi şi pepiniere pomicole

Păşuni

Fâneţe

Păduri

Păduri de răşinoase

Păduri de foioase

14 793 989

9 341 349

286 314

265 685

3 409 807

1 490 834

6 688 527

2 025 852

4 662 675

68,87

43,49

1,33

1,24

15,87

6,94

31,13

9,43

21,70

TOTAL 21 482 516 100,00 Sursa: Dumitru şi col., 2000, ICPA Bucureşti şi FAO.

Din punct de vedere pedo-ameliorativ, nemaiexistând o strategie la nivel

naţional, este, de asemenea, greu de apreciat dacă astfel de lucrări se mai fac sau nu în prezent. Situaţia terenurilor agricole în România este încătranzitorie pentru un mare procent din suprafaţa agricolă. O serie de fenomene climatice, mai ales ploile torenţiale abundente, care au determinat inundaţii grave în ultimii ani şi deplasarea de cantităţi importante de sol, au trezit totuşi interesul, atât al specialiştilor, cât şi al responsabililor guvernamentali pentru studierea cazurilor şi adoptarea unor măsuri ameliorative.

Aprecierile de mai sus nu neglijează situaţiile în care se practică oagricultură pe baze ştiinţifice, unde, atât din punct de vedere economic, cât şi din punct de vedere ecologic, există preocupările corespunzătoare. Totuşi, comparativ cu situaţia anterioară Legii fondului funciar, este evident căagricultura se confruntă cu serioase probleme, atât organizatorice, cât şireferitoare la aplicarea unor planuri de dezvoltare durabilă.

Page 15: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

15

Tabelul 2.4.

Distribuţia pe judeţe a terenurilor ocupate de soluri erodate (după Niţu şi col., 2000)

Judeţul Agricol (mii ha) Arabil (mii ha) Alba Arad ArgeşBacăuBihor BistriţaBotoşani Braşov Brăila BuzăuCaraş-Severin CălăraşiCluj ConstanţaCovasna DâmboviţaDolj GalaţiGiurgiu Gorj Harghita Hunedoara IalomiţaIaşiIlfov MaramureşMehedinţiMureşNeamţOlt Prahova Satu-mare Sălaj Sibiu Suceava Teleorman TimişTulcea Vaslui Vâlcea Vrancea

274 112 160 213 176 254 285 164 1

122 282 11 360 113 95 67 99 100 26 174 310 239 11 222 4

249 157 308 150 66 117 60 210 223 198 46 81 85 279 177 87

96 35 29 95 70 84 214 35 122 52 9

159 73 22 13 65 62 21 51 67 38 10 136 362 80 183 68 37 833 105 69 65 38 46 44 205 42 23

TOTAL 6367 2571

Page 16: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

16

2.3. Agricultura şi impactul asupra apelor

Dezvoltarea civilizaţiilor a depins întotdeauna şi în mod crucial de disponibilităţile de apă, în special apă potabilă. Abundenţa apei a determinat prosperitatea societăţilor, iar absenţa acesteia a condus chiar la dispariţia lor .

Într-o lume în care există oameni cărora le lipseşte apa este imposibil sănu existe preocuparea pentru problemele complexe ale mediului înconjurător, ale echităţii sociale, ale supravieţuirii altor specii şi ale bunăstării generaţiilor viitoare. Conferinţa Internaţională asupra apei şimediului înconjurător a publicat o declaraţie de principiu care a servit drept bază pentru capitolul relativ la apă al Planului mondial de acţiune rezultat în urma Conferinţei Naţiunilor Unite asupra mediului înconjurător şi asupra dezvoltării (CNUED) de la Rio de Janeiro, Brazilia, 1992. Banca Mondială apublicat, la rândul ei, o politică a apei, care propune un cadru pentru gestiunea resurselor hidrice. În anul 2005, luna ianuarie, FAO şi guvernul Olandei au organizat, la Haga, un congres cu tema “Reconciling the water needs of agriculture and ecosystems (Reconcilierea dintre nevoile de apă pentru agricultură şiecosisteme)”. Acest congres a pornit de la considerentul că agricultura şiecosistemele naturale se află într-o foarte mare competiţie pentru resursele de apă, adesea inexistente. Reconcilierea nevoilor de apă ale acestor sectoare trebuie să ia în considerare asigurarea producţiei de hrană şi, totodată,salvarea resurselor naturale.

Toate acţiunile şi documentele produse la scară globală sau naţională în privinţa apei încurajează conştientizarea relaţiilor între dezvoltarea economică şi protecţia ecosistemelor naturale, tratarea apei ca pe un bun al tuturor şi planificarea utilizării şi punerii în valoare a apelor cu participarea publicului. Astfel numeroase ţări şi-au revizuit propriile politici privitoare la apă.

Apa devine din ce în ce mai rară şi mai preţioasă pe măsură ce cresc populaţiile şi se dezvoltă economia popoarelor. Deja, în multe ţări, dezvoltarea este frânată deoarece agricultura, industria şi aşezămintele umane se confruntă pentru apă. Din nefericire, faţă de această penurie crescândă, apa este încă utilizată ineficient în numeroase zone.

Securitatea alimentară este strâns legată de securitatea hidrică. În cursul secolului, care deja a început, securitatea şi stabilitatea aprovizionării alimentare vor depinde foarte mult de gestiunea resurselor de apă.

Relaţiile dintre agricultură şi resursele în apă constituie un factor esenţial pentru a relua în considerare sistemele şi tehnicile de producţie, care au permis atingerea nivelurilor de productivitate foarte ridicată cunoscute de statele dezvoltate ale lumii.

Pentru creştere şi dezvoltare, plantele cultivate au nevoie de apă în cantităţi suficiente în zona rădăcinilor. O mare parte din apa absorbită de

Page 17: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

17

către plante conţine şi nutrienţii din sol, pe care planta îi primeşte odată cu apa şi care sunt dirijaţi astfel către organele vegetative aeriene de unde, o parte din apă, se reîntoarce în atmosferă prin procesul de transpiraţie. Culturile au un consum specific de apă, iar acesta variază în funcţie de condiţiile climatice locale. In timp ce pentru producerea unui kilogram de grâu sunt necesari circa 1000 de litri de apă, pentru aceeaşi cantitate de orez este necesar de două ori mai multă apă. Producţia de carne necesită de la şase la douăzeci de ori mai multă apă decât cerealele, depinzând de modul de hrănire a animalelor şi de factorul de conversie a hranei în carne (FAO, 2003).

Cantitatea de apă necesară producţiei agro-alimentare este semnificativă,iar cea mai mare parte a acesteia este oferită de precipitaţii. Un calcul sumar al necesarului de apă pentru producerea alimentelor se bazează pe cerinţele specifice de apă ale unei persoane. In funcţie de compoziţia meniurilor şi depierderile post-recoltare, media actuală de 2 800 kcal/persoană/zi necesită1 000 m3/an. De aceea, la o populaţie a globului de 6 miliarde de locuitori, necesarul de apă pentru a produce hrana corespunzătoare este de 6 000 km3.Cea mai mare parte a apei folosită de agricultură se axează pe rezervele din precipitaţii acumulate pe profilul solului şi doar 15% din apa afectatăculturilor agricole provine din irigaţii. Irigaţiile necesită 900 km3 de apă pe an pentru culturile agricole destinate alimentaţiei umane (la care trebuie să se adauge o anumită cantitate de apă ce va fi consumată de speciile necultivate, de buruieni, respectiv). In medie, circa 40% din apa din râuri, lacuri şiacvifere folosită efectiv pentru agricultură contribuie la producţia culturilor, restul fiind pierdută prin evaporaţie, infiltrare în adâncime sau creşterea buruienilor. In consecinţă, consumurile globale curente de apă pentru irigaţii sunt estimate la circa 2 000 – 2 500 km3 pe an (FAO, 2003).

Este bine cunoscut că agricultura este cel mai mare consumator al resurselor de apă proaspătă, utilizând la nivel mondial, în medie, 70% din toate rezervele de apă. Exceptând apa pierdută prin evapotranspiraţie, apa folosită în agricultură este reciclată prin reîntoarcerea în apele de suprafaţă şi/sau în apele subterane. Totuşi, agricultura este deopotrivă cauza şi victima poluării apei. Aceasta datorită scurgerii poluanţilor şi sedimentelor ce se produc în apele de suprafaţă sau în apele subterane, datorită pierderilor nete de sol ca urmare a practicilor agricole precare şi datorită salinizării şisuprasaturării terenurilor irigate. Agricultura este totodată o victimă pentru că este obligată să folosească apele uzate, care pot contamina solurile şiculturile agricole, consumatorii şi lucrătorii agricoli prin transmiterea unor patogeni (FAO, 1996).

În condiţiile ţării noastre, agricultura, care se dezvoltă în prezent, foloseşte mai puţin apa de irigat, spre deosebire de anii 1980. Totodată,numeroase zone ale ţării se confruntă, de câţiva ani, cu cantităţi foarte mari

Page 18: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

18

de precipitaţii, care au condus chiar la mari inundaţii. Cauzele acestor inundaţii necesită studii şi cercetări ştiinţifice foarte serioase, care să ia în considerare numeroşi factori (schimbările climatice globale, defrişarea pădurilor în anumite zone, construcţiile civile, etc.).

Deşi ultimii ani, 2002, 2003, 2004 şi 2005 s-au caracterizat prin precipitaţii abundente chiar în zone caracteristic secetoase, acestea din urmărămân încă sub semnul scetei şi al măsurilor ce ar trebui luate pentru combaterea ei.

Numeroşi cercetători români de la ICIM, ICITID, ICPA, IGFCOT, INMH, ISPIF, IC - Fundulea au efectuat, în cadrul unui program finanţat de Banca Mondială, cercetări importante privind prevenirea şi combaterea fenomenului de secetă. Pentru caracterizarea secetei meteorologice din ţara noastră, cercetătorii reuniţi în acest program au utilizat, conform recomandărilor celei de-a 16-a Conferinţe Internaţionale a Regiunii Europene şi Comisiei pentru Irigaţii şi drenaj, care a avut loc în 1992 la Budapesta, indicele „PAI” (Palfai Aridity Index). Valorile indexului Palfai au fost calculate folosind parametrii lunari de temperatură şi precipitaţii la care s-au aplicat 3 corecţii pentru temperatură, precipitaţii şi aport freatic (figura 2.1.).

Figura 2.1. - Indicele PAI pentru caracterizarea secetei meteorologice (sursa - ASAS-INMH, 1997)

Page 19: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

19

Conform indicelui PAI, în România există trei zone cu sensibilitate diferită la secetă:

• Zona 1 - valorile anuale ale PAI sunt cuprinse între 6 şi 12, iar frecvenţa anilor secetoşi este de 63 % pentru Calafat, 60 % pentru Tulcea, 57 % pentru Adamclisi, 51 % pentru Valu lui Traian, 49 % pentru Griviţa şi Tecuci, 46 % pentru Craiova şi 40 % pentru Galaţi;

• Zona 2 - valorile anuale ale PAI sunt cuprinse între 4 şi 6, iar frecvenţa anilor secetoşi este de 5 % - 34 %, (34 % - Alexandria);

• Zona 3 - valorile anuale ale PAI sunt cuprinse între 2 şi 4, iar frecvenţa anilor secetoşi este de 6 % - 11 %, (6% - Piteşti, 11% - Suceava).

Cercetătorii apreciază că zona 1 este deosebit de sensibilă la fenomenul de secetă, indicii PAI care o caracterizează fiind cuprinşi în intervalul 6-12, iar zona 2 - sensibilă, indicii PAI caracteristici variind între 4 şi 6.

Situaţia prezentată mai sus readuce în atenţia specialiştilor fenomenul grav de secetă cu care se confruntă principala mare zonă agricolă din ţara noastră. Condiţiile climatice din timpul verii, arşiţa asociată cu secetă, sunt în măsură să calamiteze culturile agricole, în special pe cele de porumb, floarea soarelui, sfeclă pentru zahăr, dar nu de puţine ori şi pe cele de cereale păioase. Prin urmare, pentru realizarea de producţii agricole rentabile, în această zonă de cultură este necesară aplicarea irigaţiei.

În condiţiile exigenţelor impuse de lipsa de apă, precum şi ca urmare a necesităţii aplicării principiilor agriculturii durabile, privitoare la conservarea şi protecţia resurselor de apă, efectuarea lucrărilor de irigat trebuie să se realizeze pe baza unor calcule precise, din care să rezulte ameliorarea deficitului de umiditate al solului pentru satisfacerea cerinţelor culturilor agricole (evapo-transpiraţie) fără a provoca daune cantitative şi calitative asupra surselor de apă utilizate.

Fiecare ţară poate adopta politici şi strategii specifice în privinţa gestiunii apelor teritoriale dar, întotdeauna trebuie luat în considerare circuitul apei în natură şi efectele globale ale diferitelor măsuri. Surse FAO (1996) menţionează câteva acţiuni ce trebuie întreprinse în agricultură pentru a se putea păstra calitatea apei:

• stabilirea costurile efective ale sistemului de monitorizare a calităţii apei pentru utilizarea în agricultură;

• prevenirea efectelor adverse ale activităţilor agricole asupra calităţii apei pentru alte tipuri de activităţi, economice sau sociale şi pentru zonele umede prin utilizarea optimă a materialelor necesare producţiei

Page 20: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

20

agricole (îngrăşăminte, pesticide etc.), minimizarea intrărilor externe în activităţile agricole;

• stabilirea criteriilor de calitate chimică, fizică şi biologică a apei folosite în agricultură, precum şi pentru apele marine şi ecosistemele riverane;

• prevenirea scurgerilor la suprafaţă, a alunecărilor de teren şi asedimentării;

• depozitarea ecologică a nămolurilor de epurare, rezultate din epurarea apelor uzate menajere, ca şi a bălegarului produs în sectoarele zootehnice;

• minimizarea efectelor adverse ale produselor chimice folosite în agricultură prin adoptarea controlului integrat al bolilor, buruienilor şidăunătorilor culturilor agricole;

• educarea comunităţilor despre impactele poluării ca urmare a folosirii fertilizanţilor de sinteză şi a pesticidelor asupra calităţii apelor şisecurităţii hranei.

Termenii folosiţi curent pentru descrierea tipului de poluare sunt: „poluare punctuală” şi „poluare nepunctuală” sau „difuză”.

„Poluarea punctuală” se referă la orice fel de deversare a unui poluant, făcută cu discernământ, prin transfer discret, limitat, prin conducte, canale, jgheaburi, tunele sau prin fisuri discrete, din containere etc. din care poluanţii sunt sau pot fi descărcaţi.

În majoritatea ţărilor, în mod convenţional, se consideră că poluarea cauzată de oricare dintre tipurile de utilizare a terenurilor agricole, de practicile agricole folosite sau modurile de creştere şi hrănire a animalelor în crescătorii este o poluare „nepunctuală”. Principalele caracteristici ale surselor acestui tip de poluare sunt determinate de faptul că ele răspund condiţiilor hidrologice, nu sunt uşor de măsurat şi nici controlabile direct (de aceea este dificil să se producă reglementări) şi vizează solurile şi practicile agricole. Circuitul apei în natură, ca şi mişcarea, odată cu apa, atât în sol cât şi în atmosferă, a diferitelor substanţe, fac posibil transferul poluanţilor în mediul înconjurător şi impactul asupra resurselor de apă şi ecosistemelor acvatice (figura 2.2.)

În tabelul 2.5. sunt evidenţiate clasele surselor nepunctuale de poluare, provenind din numeroase domenii de activitate şi contribuţia lor la fenomenul de poluare, la scară globală. Aportul agriculturii este scos în evidenţă prin îngroşarea caracterelor, ea fiind doar una din numeroasele cauze ale poluării nepunctuale. Totuşi, agricultura este privită, în general, ca un mare „contribuabil” la poluanţii din toate categoriile.

Page 21: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

21

Tabelul 2.5.

Clasele surselor de poluare nepunctuală

Domeniu Cauze Poluanţi

AGRICULTURA:

(crescătorii de animale, irigare, lucrări ale solului, pajişti, livezi, piscicultură…)

Scurgerea la suprafaţă, cauzată de toate tipurile de agricultură, care conduce la poluarea apelor de suprafaţă şi a celor subterane. În climatele nordice, scurgerea la suprafaţă de pe solurile îngheţate constituie o problemă majoră, în special acolo unde se aplică dejecţii de la animale pe timpul iernii. Manipularea legumelor, în special spălarea acestora în apele de suprafaţă poluate, în numeroase ţări în dezvoltare, conduce la contaminarea rezervelor alimentare. Creşterea pisciculturii ca ramură economicăa devenit o activitate poluantă majoră în numeroase ţări. Apele folosite la irigat transportă la surse săruri, nutrienţi şipesticide. Canalele de drenaj preiau rapid ape de percolare, conţinând nitraţi, pe care le conduc în apele de suprafaţă.

Fosfor, azot, metale, patogeni, sedimente, pesticide, săruri, COB1, elemente-urmă (metale grele).

SILVICULTURA: Creşterea scurgerilor la suprafaţă pe terenurile perturbate. Cele mai afectate păduri sunt cele defrişate în scopul urbanizării.

Sedimente, pesticide.

Acvifere (roci permeabile)

Furtuni şiploi

Nori

Pesticide, fertilizanţi şiîngrăşăminte organice

Culturi

Vapori de apă

Marea

Râuri

Depozitdejecţii

Ferma

Sol cu poricapilari şinecapilari

Acvifere (roci permeabile)

Furtuni şiploi

Nori

Pesticide, fertilizanţi şiîngrăşăminte organice

Culturi

Vapori de apă

Marea

Râuri

Depozitdejecţii

Ferma

Sol cu poricapilari şinecapilari

Acvifere (roci permeabile)

Furtuni şiploi

Nori

Pesticide, fertilizanţi şiîngrăşăminte organice

Culturi

Vapori de apă

Marea

Râuri

Depozitdejecţii

Ferma

Sol cu poricapilari şinecapilari

Acvifere (roci permeabile)

Furtuni şiploi

Nori

Pesticide, fertilizanţi şiîngrăşăminte organice

Culturi

Vapori de apă

Marea

Râuri

Depozitdejecţii

Ferma

Sol cu poricapilari şinecapilari

Figura 2.2. - Mişcarea poluanţilor în circuitul sol-apă-atmosferă

Page 22: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

22

DEPOZITAREA REZIDUURILOR LICHIDE

Descărcarea/deversarea reziduurilor lichide, provenind de la municipalităţi (ape uzate, nămoluri de epurare, efluenţi industriali, ape uzate de la sistemele septice); în special deversarea pe terenurile agricole şideversarea, legală sau ilegală în cursurile de apă.

Patogeni, metale, compuşi organici.

AREALELE URBANE (rezidenţiale, comerciale, industriale)

Scurgerile de pe acoperişuri, străzi, loturile de parcare etc. conduc la supraîncărcarea staţiilor de tratare a apelor de canalizare sau scurgerile de apă poluată conduse direct în receptorii naturali; industriile locale şiserviciile pot deversa reziduuri în canalele colectoare stradale supraîncărcându-le; apele de la spălarea străzilor; sărurile stradale contribuie la poluarea apelor subterane.

Fertilizanţi, uleiuri şi produse de ungere, materii fecale şi patogeni, contaminanţiorganici (ex.: HAP2 şi BPC3 ), metale grele, pesticide, nutrienţi, sedimente, săruri, CBO, CCO4, etc.

SISTEMELE DE CANALIZARE RURALE

Supraîncărcarea şi proasta funcţionare a sistemelor septice conduce la scurgerea la suprafaţă şi/sau infiltrarea directă în apele subterane.

Fosfor, azot, patogeni (materii fecale).

TRANSPORT Străzi, căi ferate, reţele de conducte, coridoarele hidro-electrice, etc.

Nutrienţi, sedimente, metale, contaminanţiorganici, pesticide (în special erbicide).

EXTRACŢII MINIERE

Şiroirea de la mine şi de la depozitele de reziduuri miniere, balastiere, etc.

Sedimente, acizi, metale, uleiuri, contaminanţiorganici, săruri (saramură).

ZONE DE AGREMENT

Larga varietate de terenuri destinate agrementului şi recreării, inclusiv staţiunile, sporturile acvatice, terenurile de campare, parcările; reziduurile şi apele „gri” provenind de la sporturile acvatice constituie poluanţi majori, în special în lacurile mici. Vânătoarea (conduce la poluarea în zonele acvatice populate de specii de păsări).

Nutrienţi, pesticide, sedimente, patogeni, metale grele.

DEPOZITAREA REZIDUURILOR SOLIDE

Contaminarea apelor de suprafaţă şisubterane prin leşii (musturi sau ape conţinând diferite săruri) şi gaze. Reziduurile cu risc mare trebuie stocate în

Nutrienţi, metale, patogeni, contaminanţiorganici.

Page 23: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

23

depozite îngropate.

DRAGAREA Dispersia sedimentelor contaminate scăpate din ariile contaminate.

Metale, contaminanţiorganici.

ZĂCĂMINTELE DE ADÂNCIME

Contaminarea apelor freatice prin injectarea reziduurilor lichide, în special saramuara provenind din câmpurile petroliere şireziduurile lichide industriale.

Săruri, metale, compuşi organici.

TRANSPORTAREA ATMOSFERICĂ

Transportul poluanţilor atmosferici pe distanţe mari şi depozitarea pe suprafaţaapelor şi solurilor. Acest transport este privit ca o sursă semnificativă de pesticide (din agricultură, etc.), nutrienţi, metale, etc., în special în arealele virgine.

Nutrienţi, metale, contaminanţiorganici.

Sursa: FAO, 1996.

1CBO 2HAP 3BPC 4CCO

= Cererea Biologică de Oxigen = Hidrocarburi Aromatice Policiclice = Bifenili Policiclici Cloraţi= Cererea Chimică de Oxigen

Aşadar, o serie de activităţi economice, altele decât agricultura,

contribuie la poluarea apelor şi, de asemenea, la poluarea sau degradarea terenurilor agricole. Este evident că există o interdempendenţă a acestora şia impactelor lor asupra mediului înconjurător.

Aşa cum se prezintă în tabelul 2.6., oricare dintre practicile agricole, luate separat, pot avea impacte diferite asupra apelor de suprafaţă şi asupra celor subterane.

Tabelul 2.6.

Impactele agriculturii asupra calităţii apei

Impacte Activităţi

agricole Ape de suprafaţă Ape freatice Lucrările solului/aratul

Sedimente/turbiditate: sedimentele transportă fosfor şi pesticide adsorbite pe particulele ce le compun; argilizarea fundului râurilor şi pierderea habitatelor, a locurilor de depunerea icrelor, etc.

Fertilizarea Şiroirea nutrienţilor, în special a fosforului, conduce la eutrofizare, cauzând mirosuri urâte în apele destinate potabilizării, excesul de alge crescute conduce la dezoxigenarea apei şi la moartea peştilor.

Levigarea nitraţilor în apele freatice; nivelurile excesive sunt dăunătoare sănătăţii publice.

Împrăştiera Se folosesc ca materiele fertilizante; Contaminarea apei

Page 24: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

24

dejecţiilor de la animale

împrăştierea pe solul îngheţat conduce la niveluri ridicate de contaminare a apelor cu patogeni, metale, fosfor şi azot determinând eutrofizarea şi potenţiala contaminare.

freatice, în special cu azot.

Pesticide Şiroirea pesticidelor conduce la contaminarea apelor de suprafaţă, a vegetaţiei şi avieţuitoarelor; disfuncţii în sistemul ecologic al apelor de suprafaţă prin pierderea prădătorilor din vârful piramidei trofice, datorită creşterii inhibării şi scăderii reproducerii; impacte asupra sănătăţii publice prin consumarea peştilor contaminaţi. Pesticidele sunt aduse în apă ca pulberi prin intermediul vântului de la distanţe foarte mari şi contaminează sistemele acvatice la peste 1000 de mile (ex.: pesticidele tropicale/subtropicale au fost regăsite în mamiferele Arctice.); (1 milă = 1,60934 km).

Unele pesticide pot ajunge în apele subterane cauzând probleme de sănătate oamenilor prin contaminarea pânzelor freatice.

Crescătoriile de animale

Contaminarea apelor de suprafaţă cu numeroşi patogeni (bacterii, viruşi, etc.) conduce la probleme de sănătate publicăcronice. De asemenea, contaminareaprin metalele conţinute în urină şi în fecale.

Potenţial levigarea azotului, metalelor, etc. în apele subterane.

Irigarea Şiroirea sărurilor conduce la salinizarea apelor de suprafaţă; şiroirea fertilizanţilor şi apesticidelor în apele de suprafaţă conduce la daune ecologice, bioacumularea în speciile de peşti de consum, etc. Nivelurile ridicate de metale grele, precum seleniul pot determina serioase probleme ecologice şi impacte asupra sănătăţii umane.

Îmbogăţirea apelor subterane cu săruri, nutrienţi (în special nitraţi).

Defrişarea Eroziunea solurilor, conduce la niveluri ridicate de turbiditate a râurilor, argilizarea fundului râurilor, a habitatelor, etc.; întreruperea şi schimbarea regimului hidrologic, adesea cu pierderi de pâraie străvechi; cauzarea de probleme legate de sănătatea publică ca urmare a pierderii apei potabile.

Întreruperea regimului hidrologic, adesea cu creşterea suprafeţei de şiroire şi descreşterea pânzelor freatice; afectarea apelor de suprafaţă prin descreşterea cursului în perioadele secetoase şi concentrarea nutrienţilor în acestea.

Silvicultura Probleme de eroziune şi sedimentare.

Piscicultura Niveluri ridicate de nutrienţi în apele de suprafaţă şi în apele subterane datorate hranei şi fecalelor conduc la o eutrofizare serioasă.

Sursa: FAO, 1996.

Page 25: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

25

Alte surse FAO (2003) apreciază că necesarul de hrană global va necesita o creştere cu circa 60% în jurul anilor 2030 pentru a hrăni 8,1 miliarde de locuitori şi pentru a răspunde schimbărilor în dietă. Reducerea resurselor de apă se aşteaptă să fie de circa 14% în această perioadă.Provocarea la care va fi supusă omenirea în următoarele trei decenii va fi de a produce mai multă hrană folosind mai puţină apă, protejând ecosistemele naturale în acelaşi timp.

2.4. Poluarea agricolă şi schimbările climatice Acolo unde este formată, opinia publică este frecvent îndreptată către

semnele vizibile ale impactelor agriculturii asupra mediului înconjurător. La nivel global, agricultura afectează atmosfera, în general şi calitatea aerului, în special prin diferite emisii cauzate în mod deosebit de producţia zootehnicăşi cultivarea orezului (emisiile de metan), de utilizarea fertilizanţilor sintetici şi organici (oxidul nitros), de depozitarea dejecţiilor şi aplicarea acestora la suprafaţa solului sau de bălegarul şi urina rezultate pe pajişti în perioadele exploatării prin păşunat (amoniu), de tocarea materiei organice şi înlăturarea acesteia de pe terenuri prin ardere (gazele rezultate provoacă efectul de seră).

Poluarea prin arderea materiei organice sau a biomasei. Arderea este un procedeu de înlăturare fizică a resturilor vegetale practicat în diferite regiuni ale globului, urmând o anumită tradiţie sau fiind vorba de lipsa altor mijloace. În ţara noastră, deşi interzisă de legislaţie (HG 127/1994, Legea 137/1995), arderea paielor, a miriştilor, sau a cocenilor de porumb, este încăpracticată. Există şi situaţii în care acest procedeu de ardere a resturilor vegetale este folosit ca metodă eficientă în lupta integrată împotriva unor dăunători, în special boli şi buruieni de carantină. Totuşi, arderea reziduurilor, are un impact foarte mare la nivel global şi cauzează poluarea aerului mult mai departe de sursa focului. Schimbarea climatului, în sine, poate cauza creşterea temperaturii în anotimpurile uscate, mai ales vara, creşterea riscului pentru incendii şi, în consecinţă, poluarea cu gaze rezultate din arderea biomasei.

Arderea materiei organice, în afara situaţiilor în care nu există alte soluţii, va determina o lipsă de materie organică la nivelul solului ale cărei efecte asupra biologiei solului şi asupra proprietăţilor acestuia sunt de altfel absolut benefice.

Emisia gazelor ce determină efectul de seră. Pentru câteva ţări, contribuţia agriculturii la emisiile de gaze de seră este, în acelaşi timp, o contribuţie importantă la emisiile totale naţionale, deşi, adesea, este sursa dominantă. Există îngrijorări nu numai datorită dioxidului de carbon dar şi

Page 26: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

26

datorită emisiilor altor gaze din procesele de producţie agricolă, precum metanul, oxidul nitros, amoniul, aşa cum s-a menţionat şi în paragraful precedent. În unele ţări aceste gaze pot depăşi 80 % din gazele de seră emise din agricultură.

În prezent, agricultura contribuie cu circa 30 % la totalul emisiilor antropice de gaze ce produc efectul de seră, deşi variablitatea sezonieră şianuală nu permit o estimare foarte precisă (tabelul 2.7.).

Tabelul 2.7.

Emisii atmosferice din agricultură ce contribuie la efectul de seră

Gazul Dioxid de carbon

Metan Oxid nitros

Oxizi nitrici

Amoniu

Efecte principale

Schimbarea climatică Acidifiere Acidifiere Eutrofizare

Rumegătoare (15)

Zootehnia (inclusiv aplicarea dejecţiilor de la animale pe terenurile agricole) (17)

Arderea biomasei (13)

Zootehnia (inclusiv aplicarea dejecţiilor animale pe terenurile agricole) (44)

Producţia de orez (11)

Fertilizanţiminerali (8)

Îngrăşăminte organice şifertilizanţiminerali (2)

Fertilizanţiminerali (17)

Surse agricole (contribuţia estimată - %faţă de emisiile totale globale)

Schimbarea modului de folosinţă a terenurilor, în special despădurirea

Arderea biomasei (7)

Arderea biomasei (3)

Arderea biomasei (11)

Emisii din agricultură -% din total surse antropice

15 49 66 27 93

Din producţia de orez: stabil sau în declin

Schimbări anticipate privind emisiile din agriculturăîn 2030

Stabil sau în declin

Din zootehnie: în creştere pânăla 60 %

35-60 % creştere

Din zootehnie: în creştere pânăla 60 %

Sursa: Coloana 2: IPCC (2001a); coloana 3: Lassey, Lowe şi Manning (2000); coloana 4, 5 şi 6: Bouwman (2001) în FAO, 2003.

Page 27: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

27

Metan din producţia de orez şi de la animalele rumegătoare. În rapoarte ale FAO (2003) se menţionează că metanul este principalul gaz care provoacă efectul de seră şi schimbarea climatică. Emisiile globale de metan sunt în prezent de circa 540 milioane tone/an, crescând cu o rată anuală de 20-30 milioane tone. Producţia de orez contribuie curent cu circa 11 % la emisiile totale de metan. Circa 15 % provin din creşterea nimalelor (fermentaţiile enterice ale rumegătoarelor şi din excrementele acestora).

Oxidul nitros. Un alt gaz, care contribuie la efectul de seră, este oxidul nitros (N2O), iar agricultura este principala sursă antropică (tabelul 2.8.). Principalii vinovaţi sunt fertilizanţii minerali şi producţia bovină. Oxidul nitros este generat de procesele biologice dar, prin folosirea fertilizanţilor minerali, ca şi prin resturile vegetale ale culturilor, prin fecalele şi urina animalelor, prin pierderile de nitraţi, agricultura face să crească nivelurile acestei noxe în atmosferă. Formarea oxidului nitros este influenţată de climă,de tipul de sol, de tipul de lucrări ale solului şi de aplicarea fertilizanţilor minerali. De asemenea, este influenţată de eliberarea oxidului nitric şi aamoniului, care contribuie la ploile acide şi la acidifierea solurilor (Mosier şiKroeze, 1998).

Tabelul 2.8.

Emisiile globale de N2O

Milioane tone N pe an Media Limite Surse naturale Oceane 3,0 1-5Sol total, din care: 6,0 3,3-9,7Soluri tropicale Păduri umede 3,0 2,2-3,7Savana (uscat) 1,0 0,5-2,0Soluri temperate Păduri 1,0 0,1-2,0Pajişti 1,0 0,5-2,0Subtotal surse naturale 9,0 4,3-14,7Surse antropice Agricultură total, din care: 4,7 1,2-7,9Soluri agricole, îngrăşăminte, fertilizanţi 2,1 0,4-3,8Bovine pentru lapte şi carne 2,1 0,6-3,1Arderea biomasei 0,5 0,2-1,0Industrie 1,3 0,7-1,8Subtotal surse antropice 6,0 1,9-9,6Total general 15,0 6,2-

24,3Sursa:Mosier şi Kroeze (1998), modificat folosind Mosier şi col..(1996), în FAO, 2003.

Page 28: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

28

Fertilizanţii cu azot reprezintă sursa cea mai importantă de emisii de oxid mitros. Se estimează că până în 2030, cantităţile de fertilizanţi cu azot, folosiţi în cultura plantelor, vor înregistra doar o uşoară creştere comparativ perioada precedentă. Prin urmare şi creşterea emisiilor de N2O, directe sau indirecte, provenind din fertilizanţii cu azot sau din pierderile prin levigare sau şiroire, se aşteaptă să fie mai înceată. Depinde de cât de eficiente vor fi îngrăşămintele cu azot, de pătrunderea noilor sortimente şi în ţările aflate în curs de dezvoltare, care folosesc îngrăşăminte ineficiente. Surse FAO relatează cazul Chinei, cel mai mare consumator de fertilizanţi cu azot, unde aproape jumătate se pierd prin volatilizare şi 5-10 % prin levigare.

Amoniul. Agricultura este de departe sursa dominantă de emisii amoniacale rezultate din activităţile antropice, care sunt de circa patru ori mai mari decât cele ce provin din natură. În mod deosebit, producţia animală şi, din aceasta, producţia bovină, determină importante emisii de de amoniac, reprezentând cca. 44 %, fertilizanţii minerali determină cca. 17 %, iar reziduurile vegetale şi arderea biomasei cauzează 11 % din totalul global de emisii (FAO, 2003). Rata volatilizării din fertilizanţii minerali, în ţările în curs de dezvoltare, este de circa trei ori mai mare decât în ţările dezvoltate datorită temperaturilor ridicate şi calităţii slabe a fertilizanţilor.

Diferiţi autori apreciază că potenţialul de acidifiere al amoniului este mult mai mare decât cel al emisiilor de dioxid de sulf (SO2) şi oxizi de azot. Emisiile de amoniu provenind din zonele crescătoriilor intensive de animale contribuie, în egală măsură, la poluarea în imediata apropiere a exploataţiilor şi pe distanţe mari. Acestea sunt dăunătoare arborilor, în general şi provoacăacidifierea şi eutrofizarea ecosistemelor terestre şi acvatice, conducînd la scăderea biodisponibilităţii nutrienţilor, diminuarea sau întreruperea proceselor de fixare a azotului şi a altor procese microbiologice, ca şi la diminuarea numărului de specii.

Bazându-se pe schimbările ce au loc în numărul de animale şi pe cele legate de productivitate (schimbări în mărimea carcaselor, cantităţile de lapte pe cap de animal etc.), un studiu realizat de FAO apreciază că volumul de excremente pe cap de animal, care reprezintă sursa principală de amoniu, creşte de-a lungul timpului odată cu creşterea carcasei, care creştere, în final, se regăseşte şi în consumul de nutreţuri concentrate. În tabelul 2.9. sunt prezentate estimări ale emisiilor de amoniu în perioada 1997-1999 şi 2030.

Page 29: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

29

Tabelul 2.9.

Emisiile de amoniu determinate de producţia animală

Număr de animale Emisii de NH31997/1999 2030 1997/1999 2030

(milioane) (mii tone pe an) În lume

Total 30,34 48,60Bovine şi Bubaline 1497 1858 13,09 19,51Lăptării 278 391 5,35 9,98Ovine şi Caprine 1749 2309 2,02 3,50Porcine 871 1062 6,62 9,25Păsări 15119 14 804 3,27 6,35

Ţări în dezvoltare Total 21,35 38,55Bovine şi Bubaline 1156 1522 9,33 15,34Lăptării 198 312 3,63 8,08Ovine şi Caprine 1323 1856 1,59 3,02Porcine 579 760 4,52 7,02Păsări 10 587 19 193 2,29 5,09

Ţări industrializate Total 6,67 7,24Bovine şi Bubaline 254 243 3,03 3,18Lăptării 41 44 1,02 1,21Ovine şi Caprine 341 358 0,33 0,34Porcine 210 220 1,51 1,58Păsări 3 612 4 325 0,78 0,93

Ţări în tranziţie Total 2,32 2,80Bovine şi Bubaline 87 94 0,74 1,00Lăptării 39 35 0,69 0,69Ovine şi Caprine 85 95 0,10 0,14Porcine 81 82 0,59 0,65Păsări 920 1 287 0,20 0,32Sursa: FAO, 2003.

2.5. Agricultură şi biodiversitate Aproape în întreaga Europă, ca şi în România, sistemele de producţie

agricolă sunt integrate cu zootehnia şi cu silvicultura. Există tendinţa, pentru unele categorii de folosinţe multiple ale solurilor, ca acestea să fie mult mai durabile şi să fie asociate cu o mare biodiversitate a peisajelor spre deosebire de sistemele arabile.

Întrucât arabilul are o pondere foarte importantă în zonele rurale Europene în general şi în România în special, acesta poate avea o contribuţie

Page 30: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

30

importantă la estetica peisajului. Diversitatea peisajului în Europa a scăzut pe durata intensivizării agriculturii. În mare parte din vestul Europei, fermele mixte (arabil + creşterea animalelor) s-au redus foarte mult ca număr, creându-se un peisaj foarte puţin divers. Odată cu regruparea fermelor au crescut suprafeţele acestora. De asemenea, fermele au devenit mult mai specializate în sistemele de cultura plantelor, adoptând rotaţii mai simple decât în trecut. S-au creat astfel parcele foarte mari, „blocuri cultivate”, ceea ce a creat o uniformitate. Apariţia câmpiilor colorate de buruieni, precum macii s-a redus.

Simplificarea sistemelor culturale a determinat deci reducerea diversităţii culturilor şi pierderea habitatelor create de plantele necultivate, a răzoarelor, a unor cursuri de apă, a arboretului, tot ceea ce, altădată, forma o componentă a ecosistemelor arabile. Aceasta au condus la declinul biodiversităţii. Prin sistemele de cultură practicate, aplicarea fertilizanţilor şia pesticidelor, adesea însoţite de drenaj şi irigaţii, s-a ajuns la daune substanţiale în ecosistemele arabile, cu consecinţe asupra biodiversităţii.

Numeroşi oameni de ştiinţă au constatat şi relatat rezultate ale cercetărilor conform cărora, este necesară o mare diversitate a culturilor pentru a răspunde cerinţelor ecologice ale multor specii sălbatice, în special animale şi păsări. Folosirea actuală a erbicidelor împreună cu celelalte practici culturale, combinate cu reducerea producţiei de seminţe de buruieni pe terenurile agricole, contribuie la reducerea numărului de specii de păsări ce se hrănesc cu seminţe de buruieni în arealele în care se realizează habitate specifice pentru perioadele de iarnă în acele buruieni.

Utilajele moderne folosite în agricultură permit efectuarea rapidă atuturor lucrărilor agricole, de la pregătirea solului până la recoltare pentru majoritatea culturilor. Din nefericire, timpul rămas miriştilor după recoltare este foarte scurt, iar fauna sălbatică îşi pierde foarte repede habitatul, ceea ce a contribuit la diminuarea acesteia.

Compoziţia botanică a solurilor arabile este, de asemenea, influenţată demetodele de cultură. Actuala presiune economică a încurajat creşterea adoptării sistemului minim de lucrări ale solului şi semănatul direct faţă de sistemul convenţional cu arătură. Unii cercetători au constatat diferenţesemnificative în ceea ce priveşte prezenţa anumitor specii de buruieni în funcţie de metodele de lucrare a solului ceea ce face ca prezenţa unor specii din fauna sălbatică să fie condiţionată de acestea.

Folosirea fertilizanţilor şi a pesticidelor a crescut substanţial în cea de-a doua jumătate a secolului XX dar, în ultimul timp, se constată un declin în folosirea acestor produse. Totuşi, impactul asupra biodiversităţii nu este mic.

Soiurile moderne cresc viguros sub influenţa fertilizanţilor aplicaţi, iar creşterea folosirii fertilizanţilor a contribuit la schimbări în flora sistemelor agricole arabile.

Page 31: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

31

Deşi folosirea pesticidelor este mai redusă în sistemele agricole arabile faţă de alte sisteme de cultură (floricultură, legumicultură, pomicultură), suprafeţele mari ocupate de culturile de câmp fac să crească, în general, cantităţile de pesticide utilizate în sistemele arabile (Comisia Europeană,1999). Folosirea pesticidelor a crescut substanţial pe durata celei de-a doua jumătăţi a secolului XX dar a scăzut în ultimii ani. Între 1991 şi 1996, cea mai mare scădere a vânzării pesticidelor s-a constatat în acele ţări care au politici specifice de reducere: Finlanda (-46%), Olanda (-43%), Danemarca (-21%) şi Suedia (-17%) (Eurostat, 1998). Există unele variaţii, în ceea ce priveşte folosirea pesticidelor, de la o regiune la alta în Europa. Astfel, în sudul Europei se utilizează cu precădere fungicidele în timp ce în nord predomină erbicidele. Franţa reprezintă piaţa cea mai mare de pesticide din UE (31%), urmată de Italia (16%), UK (12%), Germania (12%) şi Spania (11%) (Comisia Europeană, 1999).

Numeroşi autori apreciază că erbicidele folosite în sistemele de culturămare au impact negativ asupra abundenţei intervertebratelor şi asupra diversităţii speciilor (Stoate şi col., 2001). Efectele directe ale insecticidelor au o mare influenţă asupra comunităţilor de intervertebrate, deşi aceste efecte diferă de la o specie la alta, depinzând de ecologia speciilor. Şi unele fungicide au fost implicate în influenţarea abundenţei intervetebratelor.

Toleranţa la erbicide a plantelor de cultură modificate genetic (OGM), va conduce, în viitorul apropiat, la folosirea unui spectru foarte larg de erbicide. Folosirea acestora la plantele modificate genetic va determina, de asemenea, mari pagube asupra habitatelor naturale. Există şi pericolul ca buruienile din culturile de câmp chiar să dobândească toleranţă la aceste erbicide. Rezistenţa insectelor la plantele modificate genetic va determina reducerea folosirii insecticidelor pe terenurile agricole, având drept consecinţă beneficii asupra vieţii sălbatice, dar impactul unor astfel de culturi de OGM asupra prădătorilor naturali ai dăunătorilor culturilor nu este încăbine înţeles. Nu există încă informaţii corespunzătoare disponibile privind impactul OGM asupra mediului înconjurător.

Impactul agriculturii asupra mediului înconjurător nu se opreşte aici. Chiar şi folosirea irigaţiilor şi a sistemelor de drenaj pot avea efecte nedorite. În sudul Europei, în zonele aride, irigaţiile s-au dezvoltat şi folosit foarte mult după anii 1960. Irigarea unor culturi, precum porumbul, este asociatăcu creşterea fertilizanţilor la unitatea de suprafaţă, ca şi a pesticidelor, iar impactul asupra mediului înconjurător creşte foarte mult, ca efect cumulat. Irigarea poate conduce şi la pierderea habitatelor naturale specifice zonelor umede. Din contra, în orezării, irigarea poate contribui la creşterea diversitaţii locale a păsărilor şi a intervertebratelor locale cu care acestea se hrănesc, dacă nu se folosesc cantităţi mari de pesticide. Orezăriile pot chiar să aibă un rol valoros în conservarea vieţii sălbatice din zonele umede.

Page 32: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

32

Capitolul 3

Concepte despre agricultură

3.1. Introducere În această epocă febrilă, în care ştiinţa şi tehnologia ating cote nebănuite

în planul descoperirilor şi realizărilor, în care comunicarea cu diferite colţuri ale lumii se poate petrece în câteva secunde dar, în care milioane de oameni trăiesc sub pragul sărăciei şi al mizeriei, în care pacea şi războaiele stau pe marginile unei mari prăpastii făcându-şi reciproc semne de ameninţare, există, totuşi, şi intenţii pentru o dezvoltare durabilă. În întreaga lume, în ştiinţă sau în producţie, în politică sau în cultură, se vorbeşte despre „durabil” sau „sustenabil”1. Întreaga lume se orientează spre o interacţiune durabilă între om şi natură.

Agricultura, care ocupă imense areale la nivel planetar, propune, în acest sens, sisteme alternative pentru a dezvolta relaţii durabile între producţia agricolă, mediul înconjurător şi om. De ce există preocuparea pentru a dezvolta astfel de relaţii? De ce nu se poate continua pe sistemele convenţionale de producţie agricolă? Există numeroase răspunsuri şiargumente care să susţină actuala orientare a dezvoltării globale. În ceea ce priveşte agricultura, în capitolul 2, s-au adus o serie de informaţii care pot justifica noile concepte privind dezvoltarea acestei ramuri economice, foarte importantă pentru întreaga omenire. În paragrafele ce urmează se vor gasi, deopotrivă, explicaţii şi argumente pentru negarea agriculturii convenţionale şi pentru încurajarea adoptării sistemelor alternative.

3.2. Concepte despre agricultură

A doua jumătate a secolului XX, perioada modernă, a cunoscut o creştere a îngrijorărilor privind impactul agriculturii moderne asupra ecosistemelor şi asupra viabilităţii sistemelor arabile. Datorită exploziei demografice a fost nevoie şi de o creştere continuă a producţiei, aşa-numita 1 Cuvântul “sustenabil” nu se regăseşte în DEX. Adoptarea lui în vorbirea curentă s-a făcut de la englezescul sustainable = sustain, care înseamnă a menţine, a sprijini. Etimologia cuvântului coboară în limba latină, “sustenere”. Este preferabil să folosim cuvântul “durabil”, existent în DEX, care înseamnă trainic, viabil…, din lat. “durabilis”, care explicămult mai fidel ceea ce se doreşte prin implementarea acestui nou concept şi, odată cu el, practicile care îl justifică.

Page 33: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

33

Revoluţie Verde, care s-a caracterizat prin apariţia de soiuri şi hibrizi noi ale plantelor cultivate, metode de cultură intensivă, adaptate zonelor ecologice. Cu toate acestea, inechitatea prezenţei resurselor pe Terra, mai ales în ţări suprapopulate, precum India, sau ţări din continentul African, face ca şiprezenţa hranei să fie o problemă, foametea atingând o mare parte a populaţiei globului. Aceste probleme, ca şi cele legate de controlul pieţelor sau cele legate de degradarea cntinuă a mediului înconjurător au determinat noi orientări privind practicile agricole, precum şi luarea unor decizii la nivel global, mai ales la sfârşitul secolului XX. Din ce în ce mai mult se vorbeşte de „agricultură şi mediul înconjurător”, „agricultură respectuoasă faţă de mediul înconjurător” etc. Uniunea Europeană reglementează prin norme stricte practicile agricole în raport cu mediul înconjurător (problema pesticidelor, problema nitraţilor, a fosfaţilor, folosirea nămolurilor de epurare ca materiale fertilizante, producţia de carbon etc.).

Deşi intensificarea agriculturii a fost o caracteristică a sistemelor arabile de cultură, mai ales în Europa de vest, ea a predominat şi în nord, iar în sud au supravieţuit sistemele de producţie agricolă mixte, extensive. Sistemele extensive au supravieţuit, de asemenea, în multe părţi ale Europei de est, dar şi aici s-a produs o mişcare rapidă spre intensivizare. Extinderea Uniunii Europene (UE) cu ţările din Centrul şi Estul Europeei influenţează rata producerii acestor schimbări, iar mediul înconjurător trebuie să fie parte integrantă a noilor politici agricole ale majorităţii ţărilor Central-Est Europene, ca şi în cele ce sunt deja membre ale UE.

Măsurile luate în Politica Agricolă Comună (PAC) au fost susţinute la început de Regulamentul 797/85, articolul 19. În 1992, ţările membre au cerut, prin reforma PAC, dezvoltarea unor scheme de protecţie a mediului prin practicile agricole (Regulamentul 2078/92), cu 50% finanţare de la UE. Sub reforma „Agendei 2000”, schemele privind agricultura şi mediul înconjurător sunt suportate de Regulamentul Dezvoltării Rurale (1257/99). Aceste măsuri s-au experimentat, cu diferite grade de succes, în ceea ce priveşte adoptarea lor de către fermieri, cu fonduri inadecvate, întâmpinându-se o rezistenţă la obligaţiile pe termen lung etc.

Pentru a redeveni prieteni ai mediului înconjurător mulţi agricultori europeni, care au conştientizat daunele intensivizării agriculturii, au trecut la convertirea fermelor la practici agricole care să evite efectele negative asupra mediului înconjurător. Există câteva concepte privind practicile agricole nepoluante, care definesc tipuri alternative de agricultură, precum agricultura biodinamică, agricultura biologică sau organică, agricultura durabilă. Aceste tipuri de agricultură sunt cel mai frecvent practicate. Există, de asemenea, conceptul de agricultură conservare şi cel de agricultură de precizie. Termenii ca atare ţin de autori şi de loc. Esenţialul acestor tipuri de

Page 34: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

34

agricultură îl reprezintă însă principiile pe care se bazează şi practicile pe care le adoptă.

3.2.1. Agricultura biodinamică

Introdusă de Rudolf Steiner în 1924, agricultura biodinamicăîmbrăţişează înţelesuri holistice şi spirituale ale naturii, cu ferma în interiorul acesteia, unde, aceasta din urmă, este un organism independent de dezvoltare, care ţine la minimum intrările externe: se foloseşte prepararea biodinamică, iar cerinţele includ, printre altele, armonia cu ritmurile cosmice, comerţ onest şi promovarea relaţiilor economice asociative între producători, procesatori, comercianţi şi consumatori. Cerinţele agriculturii biodinamice privind certificarea (marcarea sub reţeaua InternaţionalăDemeter în Africa, America, Australia şi Europa) include multe standarde biologice, care sunt recunoscute în Registrul Unit al Standardelor Alimentelor Biologice şi schemele guvernamentale pentru sprijinul agriculturii biologice.

Moore (1997) ne atrage atenţia ca, atunci când vom fi interesaţi deagricultura biodinamică, să nu mergem prea departe înainte de a ne fi confruntat cu Rudolf Steiner.

Rudolf Steiner (1861-1925) este cel care a introdus noţiunea de biodinamic atunci când şi-a oferit sprijinul agricultorilor şi veterinarilor din Germania, care erau foarte îngrijoraţi de deteriorarea rapidă a sănătăţii plantelor şi animalelor lor. El a insistat asupra necesităţii sănătăţii unui sol viu (bio-) şi un raport concret cu forţele cosmice (dinamic-).

În anul 1924, Steiner răspunde îngrijorării fermierilor prin prezentarea unor cursuri în care vine cu o nouă abordare a agriculturii. Aceste cursuri, la fel de bine ca şi lecţiile suplimentare, au fost publicate într-o carte intitulată”Fundamente spirituale pentru reînnoirea agriculturii” . El a iniţiat principiile unei agriculturi moderne, organice, care lucrează cu procesele regulate ale vieţii (ciclurile naturale) şi cu catalizatori subtili, precum elementele-urmă şienzimele. El a crezut că lucrarea solului necesită, în egală măsură, să fie fundamentată şi completată prin înţelegerea spirituală.

Steiner a recunoscut că în fiecare fiinţă umană există capacităţi pentru o percepţie spirituală conştientă şi aceasta poate fi trezită prin exerciţii de concentrare şi meditaţie. El a arătat că primul pas al acestui proces este intensificarea gândirii printr-o activitate internă disciplinată.

Acest subiect, biodinamica, este tratat în lucrarea lui Rudolf Steiner, cunoscută sub numele de Antroposofie, adică o nouă abordare a ştiinţei care integrează observaţii precise asupra fenomenelor naturale, o gândire clară şi cunoaşterea spiritului. Ea oferă un raport al istoriei spirituale a

Page 35: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

35

Pământului ca fiinţă vie şi descrie evoluţia constituţiei umane şi regatul naturii. Steiner a descris antroposofia ca ştiinţă a spiritului şi ca o cale a cunoaşterii care face trecerea de la spiritul fiinţelor umane la spiritul din univers. In această lucrare funamentală este imaginea că fiinţa umană este compusă din trup, suflet şi spirit şi că evenimentul Iisus Hristos este cheia istroriei umane deja derulată şi a reuşitei libertăţii umane.

Biodinamica este o ştiinţă a forţelor vieţii, o recunoaştere a

principiilor de bază ale lucrului în natură şi o abordare a agriculturii care ia în considerare aceste principii pentru a conduce spre echilibru şi sănătate. Iatăcâteva dintre aceste principii:

a. Citirea cărţii naturii .Totul în natură relevă ceva din caracterul săuesenţial în forma şi gesturile sale. Observarea atentă a naturii – în umbră şi în plin soare, în zonele umede şi aride, pe diferite soluri, va rezulta într-o înţelegere mai clară a elementelor. Deci, eventual unul învaţă să „citească” limbajul naturii apoi, altul învaţă să fie creativ, săaducă accente noi şi echilibru prin acţiuni specifice.

b. Ritmurile cosmice. Lumina soarelui, luna, planetele şi stelele vin în contact cu plantele în ritmuri regulate. Fiecare contribuie la viaţa, creşterea şi forma plantei. Prin înţelegerea gesturilor şi efectelor fiecărui ritm putem să ne programăm pregătirea solului, semănatul, prăşitul şi recoltarea în interesul culturii pe care o creştem.

c. Viaţa solului. Biodinamica recunoaşte că solul însuşi poate să fie viu, iar această vitalitate suportă şi afectează calitatea şi sănătatea plantelor care cresc în el. De aceea, unul din eforturile fundamentale este de a face să se producă un humus stabil în solurile noastre prin compostare. Reziduurile vegetale, gunoiul de grajd, frunzele, resturile alimentare, toate conţin o vitalitate preţioasă, care poate fi menţinutăşi folosită pentru ameliorarea solului, dacă este manipulată corect.

d. O nouă vedere asupra nutriţiei. Noi ne câştigăm forţa fizică prin transformarea alimentelor pe care le consumăm. Cu cât este mai vitală hrana noastră cu atât ea stimulează mai mult propria noastrăactivitate. De aceea, scopul fermierilor şi al grădinarilor biodinamici este calitatea şi nu doar cantitatea. Agricultura chimică a dezvoltat soluţii miracol pentru cantitate prin adăugarea de minerale solubile în sol. Plantele le absorb prin intermediul apei, acestea nu mai fac uz de abilitatea naturală de a căuta în sol ceea ce este necesar pentru sănătate, vitalitate şi creştere. Rezultatul este morbiditatea solului şistimularea artificială a creşterii. Biodinamica însă produce hrană cu o puternică conectarea la sănătatea şi viaţa solului.

Page 36: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

36

e. Medicină pentru Pământ. Rudolf Steiner a remarcat că o nouăştiinţă a influenţelor cosmice ar trebui să înlocuiască vechea şiinstinctiva înţelepciune sau superstiţie. Prin propria pricepere el a introdus ceea ce se cunoaşte sub denumirea de preparare biodinamică.Reziduurile naturale de plante şi animale sunt combinate după reţete specifice în anumite anotimpuri ale anului şi apoi aşezate în vrac pentru compostare. Aceste preparate sunt purtătoare ale unor forţeconcentrate în interiorul lor şi sunt folosite pentru a „organiza” elementele haotice din vracul de compost. Când procesul este încheiat, rezultatele preparatelor reprezintă „medicamente” pentru Pământ, care aduc forţe de viaţă noi din cosmos. Două dintre preparate sunt folosite direct în câmp, unul, pe pământ, înainte de plantare, pentru a stimula viaţa solului, iar altul, pe frunzele plantelor în creştere, pentru a le mări capacitatea de a primi lumina. Efectele preparatelor au fost verificate ştiinţific.

f. Fundamentare economică prin cunoaşterea muncii. Rudolf Steiner a insistat asupra absurdităţii agriculturii economice determinate de oamenii care nu au cultivat niciodată plante sau nu au gestionat niciodată o fermă.

Aşadar, la modul cel mai realist, biodinamica este mai mult decât un ansamblu de metode şi tehnici, este o cale continuă de cunoaştere.

Agricultura biodinamică este un sistem de producţie agricolă avansat care a câştigat o mare atenţie datorită accentelor pe care le pune asupra calităţii alimentelor şi asupra sănătăţii solului.

S-a dezvoltat astfel o nouă abordare a acestei situaţii, care conduce spre asocierea producătorilor şi a consumatorilor pentru beneficiul lor reciproc. Comunitatea pentru Susţinerea Agriculturii a luat fiinţă în mişcarea Biodinamică şi s-a împrăştiat cu rapiditate. Grădini sau ferme au reunit în jurul lor un cerc de suporteri care au fost de acord să vină anticipat în întâmpinarea nevoilor financiare ale întreprinderilor şi ale lucrătorilor şi, fiecare dintre aceşti susţinători, să primească o parte a producţiei de-a lungul timpului. Consumatorii s-au conectat la nevoile reale ale Pământului, ale fermei şi ale Comunităţii. Ei s-au bucurat de producţii bogate şi au rămas fideli şi în circumstanţe adverse.

Fermele biodinamice au demonstrat că au solurile cu cea mai mare calitate biologică şi fizică: conţinut semnificativ mare în materie organică şiactivitate microbiologică, mai mulţi viermi de pamânt, o structură mai bună,densitate aparentă mai mică, penetrabilitate uşoară şi un orizont arabil gros. Rezultatele analizelor chimice de sol sunt variabile.

Agricultura biodinamică se practică în unele ţări ale lumii, în special în Statele Unite ale Americii, unde există şi multe organisme de sprijin şi

Page 37: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

37

certificare. Totuşi, practicarea la scară largă a agriculturii biodinamice nu este posibilă sau, cel puţin, nu poate fi un obiectiv realist, întrucât, în condiţiile actuale, nu pot fi asigurate toate necesităţile, în ceea ce priveşte hrana şimateriile prime, la nivel mondial, pentru o populaţie mereu în creştere. Aşacum reiese chiar din descrierea lui Rudolf Steiner şi din modul în care acesta a prevăzut acest tip de agricultură, ea este mai degrabă un mod de viaţă, ofilozofie, care nu poate fi accesibilă oricui. Aceasta nu atât din motive legate de dorinţa sau plăcerea de a o practica, ci din raţiuni legate de modul de dezvoltare economică şi socială actuală, la nivel global.

3.2.2. Agricultura biologică

În plan teoretic, agricultura biologică reprezintă efectiv tentativa cea mai avansată de a imagina o practică agricolă, care să răspundă cel mai bine preocupărilor ecologice actuale. Ea se diferenţiază fundamental de metodele tradiţionale în măsura în care ea este asociată în mod conştient, coerent şisistematic unui ansamblu de tehnici (compostare, îngrăşăminte verzi, culturi de protecţie, lucrarea solului la suprafaţă, fertilizanţi organici sau minerali puţin solubili, etc.), care nu erau utilizate decât ocazional, parţial sau separat în epoca pre-industrială.

Exploataţia agricolă, în agricultura biologică, este privită ca un sistem deschis, care are o serie de relaţii în interiorul său dar care şi intercepteazăarmonios cu oricare dintre componentele exterioare, acestea la rândul lor fiind sisteme deschise (figura 3.1.). A nu se confunda noţiunea de sistem, ca exploataţie agricolă, care cuprinde sectoare diferite de activitate, cu cea de „sistem de cultură”, care este un „sub-ansamblu al sistemului de producţie şicare se defineşte, pentru o suprafaţă de teren tratată în mod omogen, prin culturile care se succed într-o anumită ordine şi cărora li se aplică anumite tehnici culturale” (Sebillotte, 1990).

Agricultura biologică este deopotrivă o filozofie şi un sistem de producţie agricolă. Ea îşi are rădăcinile în anumite valori care reflectă fidel realităţile ecologice şi sociale. Ea presupune proiecatrea şi gestiunea procedurilor care lucrează cu procesele naturale pentru a conserva toate resursele, a minimiza reziduurile şi daunele asupra mediului înconjurător, menţinând şi/sau crescând totodată profitabilitatea exploataţiei agricole. A lucra cu procesele naturale din sol presupune o importanţă particulară.Sistemele de agricultură biologică sunt proiectate pentru a maximiza avantajele ciclurilor apei şi nutrienţilor existenţi în sol, fluxurile de energie şiactivitatea organismelor din sol pentru producţia agricolă. La fel de bine, astfel de sisteme, au scopul de a produce alimente hrănitoare fără ca acestea să fie contaminate cu produse care ar periclita sănătatea umană.

Page 38: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

38

În practică, astfel de sisteme biologice tind să evite folosirea fertilizanţilor sintetici, a pesticidelor, a regulatorilor de creştere şi a aditivilor alimentari. Aceste substanţe sunt respinse datorită dependenţei lor de resursele neregenerabile, potenţialului lor de a perturba mediul înconjurător şi viaţa sălbatică, sănătatea animalelor domestice şi a omului. Spre exemplu, fertilizanţii sintetici şi pesticidele reduc, în general, activitatea biologică din sol. Unii regulatori de creştere şi aditivi alimentari sunt implicaţi în întârzierea descompunerii gunoiului de grajd şi prezintă un risc potenţial pentru sănătatea umană. Faţă de cele spuse mai sus, sistemele de agriculturăbiologică contează pe rotaţia culturilor, reziduurile culturilor, dejecţiile animalelor, plantele leguminoase, îngrăşămintele verzi, reziduurile organice din afara exploataţiei agricole, întreţinerea mecanică corespunzătoare a culturilor şi orientarea spre roci minerale care să maximizeze activitatea biologică a solului şi să menţină fertilitatea şi productivitatea acestuia. Pentru controlul insectelor, bolilor şi buruienilor, care provoacă daune culturilor, se folosesc metode naturale, biologice şi culturale.

Există serioase probleme care se pun atunci când se prezintă o explicaţie sau o definiţie relativ la agricultura biologică. Totodată, există numeroase concepţii greşite despre acest subiect care tind să-i prejudicieze imaginea şi

CULTURIAGRICOLE

FERMEZOOTEHNICE

SOL

PRODUCŢII

INTRĂRI

SISTEMUL FIZIC

PEISAJ RÂURI APĂFREATICĂVEGETAŢIE FAUNĂetc.

GESTIUNEA SISTEMULUI

SISTEME EXTERNE

INFLUENŢE

SCURGERI

Figura 3.1. – Sistemul agricol şi relaţiile sale

Page 39: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

39

să distragă atenţia de la rezultatul principal. În acelaşi timp, există onomenclatură variată în diferitele părţi ale lumii, care cauzează confuzii la observatorii neiniţiaţi. Mulţi practicanţi, existenţi deja, cred că succesul agriculturii biologice presupune concepţii neînţelese, precum şi folosirea unor tehnici de practică specifice.

Este greşit spus că agricultura biologică se defineşte ca fiind o agricultură fără produse chimice. Toată materia, care trăieşte sau care moare, este alcătuită din compuşi chimici, prin urmare, agricultura biologicăfoloseşte produse chimice. Totuşi agricultura biologică este un sistem care caută să evite folosirea îngrăşămintelor chimice, foarte repede solubile şitoate produsele biocide (care distrug), identice cu natura sau nu. O altăconcepţie greşită despre agricultura biologică este că aceasta este o întoarcere la agricultura de dinainte de 1939.

Există 16 nume diferite utilizate în lume pentru ceea ce, spre exemplu în Anglia, se cheamă „agricultură organică”. Totumişi chiar şi britanicii, odatăcu reglementările UE privind agricultura biologică şi cu adoptarea calificativului „Bio” tind să folosească mai degrabă termenul de „agriculturăbiologică”.

Oamenii politici, care, deseori, nu au luat în serios agricultura biologicăsau chiar au ridiculizat-o în ultimile decenii, realizează în prezent potenţialul acestei metode, care poate salva problemele actuale ale agriculturii. De aceea, în prezent, există reglementări după care se poate practica acest sistem de agricultură.

Conform Regulamentului CEE nr. 2092/91, există următoarele denumiri:

• în spaniolă: ecologic, • în daneză: økologisk, • în germană: ökologisch, biologisch, • în greacă:βιολογιкό,• în engleză: organic; • în franceză: biologique; • în italiană: biologico; • în olandeză: biologisch, • în portugheză: biólogico, • în finlandeză: luonnonmukainen, • în suedeză: ekologisk. Principiile şi practicile sunt similare spre deosebire de numele diferite.

Ele au fost exprimate concis în documentele standard ale “International Federation of Organic Agriculture Movments“ (IFOAM) – Federaţia Internaţionalăa Mişcărilor pentru Agricultură Organică:

Page 40: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

40

• producerea de hrană cu o calitate nutriţională ridicată şi în cantitate suficientă;

• a lucra cu sistemul natural mai dedrabă decât a-l domina;

• încurajarea şi sporirea ciclurilor biologice din interiorul sistemului agricol, cuprinzând microorganismele, solul, flora, fauna, plantele şianimalele;

• menţinerea şi creşterea pe termen lung a fertilităţii solului;

• folosirea resurselor regenerabile un timp cât mai lung, în organizarea sistemului agricol;

• a lucra cât de mult posibil precum într-un sistem închis folosind materia organică pentru elementele nutritive;

• a crea toate condiţiile animalelor pentru a le permite performanţe sub toate aspectele comportamentului lor;

• a evita orice formă de poluare care poate rezulta din practicile agricole;

• a menţine diversitatea genetică a sistemului agricol şi împrejurimile sale, inclusiv protejarea plantelor şi a viaţii sălbatice a habitatelor;

• a permite producătorilor agricoli un venit adecvat şi satisfacţia muncii lor;

• a lua în considerare marele impact social şi ecologic asupra sistemului agricol.

Conceptul despre sol ca un sistem viu, că acesta dezvoltă activităţi în beneficiul organismelor, este în centrul atenţiei, ca şi în agricultura biodinamică.

Din punct de vedere istoric, metodele de agricultură biologică nu sunt deloc noi. Primele definiţii clare au apărut, cel puţin la jumătatea anilor douăzeci. Agricultura biologică a fost suscitată de opoziţia agricultorilor şi aoamenilor de ştiinţă faţă de fertilizarea minerală şi artificială a plantelor. O cronologie a evoluţiei acestui sistem de agricultură, a fost realizată deCathrine de Silguy, 1997.

În 1840, Justus von Liebig formula o teorie asupra nutriţiei minerale a plantelor în care el gândea că sărurile minerale sunt singurele nutrimente ale plantelor şi că ele pot fi acoperite în totalitate de gunoiul de grajd.

Puţin înainte de primul Război Mondial, chimiştii Fritz Haber şi Carl Bosh pun la punct un procedeu pentru a sintetiza amoniacul plecând de la azotul din aer. Acest amoniac, care fusese utilizat pentru fabricarea explozibililor, va fi pus la dispoziţia agriculturii ca îngrăşământ, după război.

Page 41: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

41

În 1924, agricultorii îngrijoraţi de consecinţele nefaste ale fertilizării chimice au solicitat sfaturi filozofului austriac Rudolf Steiner care a pus bazele agriculturii biodinamice.

În 1946, a fost creată, în Marea Britanie, „Soil Association”. Ea a rezultat din mişcările pentru o agricultuă organică inspirată de teoriile dezvoltate de Albert Howard în lucrarea sa intitulată „Testamentul agricol” (1940). Acesta va opune fertilizanţilor minerali şi artificiali compostul „Indore”.

În Franţa, principiile agriculturii biologice au fost introduse după cel de-al doilea Război Mondial de către medici şi de consumatorii care incriminau produsele chimice agricole în dezvoltarea cancerelor şi a bolilor mentale.

În 1959, se înfiinţează „grupul agricultorilor biologici din vest”. În 1963, Jean Boucher, agronom şi Raoul Lemaire, negociant în

domeniul produselor agricole sub formă de boabe, elaborează o metodăprivitoare la utilizarea unui amendament marin al cărui constituent principal este o algă calcaroasă, respectiv „lithothamne”.

1964, în reacţie cu orientarea comercială a lui Lemaire şi Boucher, este fondată asociaţia „Natură şi Progres”.

În 1972, a fost creată, la Versailles, International Federation of Organic Agriculture Mouvement (IFOAM). IFOAM este un organism al sectorului privat, cu cca 750 organizaţii membre în peste 100 ţări. IFOAM defineşte standardele de bază care conturează termenul „organic/biologic”.

În 1991, Comunitatea Europeană dă un cadru legal denumirii de „agricultură biologică”.

La sfârşitul anului 1996, se înregistrau aproximativ 50 000 de producători „bio” certificaţi în Uniunea Europeană.

Agricultura biologică este o cale nouă, radicală, de gândire şi acţiune în domeniul producţiei agricole. Este ceva ce nu poate fi vândut, dar poate fi înţeles şi învăţat intensiv.

Există un număr de obstacole care nu permit o dezvoltare rapidă aagriculturii biologice, atât în Europa, cât şi în afara acesteia. Dintre acestea, cele mai importante sunt:

• lipsa unor servicii de consiliere şi extensie;

• lipsa cercetării;

• lipsa studiilor (atât pentru fermieri cât şi pentru consilieri);

• grupuri de presiune şi forţe puternice care se opun (ex.: industriile chimice, parţial uniuni ale fermierilor, diferite alte grupuri);

• rapida creştere a „pieţei gri” cu o etichetare dubioasă şi chiar cu fraude;

• lipsa unor legi favorabile pentru dezvoltarea agriculturii biologice.

Page 42: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

42

Agricultura biologică: definiţie şi principii Termenul de „agricultură biologică” se referă la procesele care folosesc

metode ce respectă mediul înconjurător de la stadiul de producţie până la manipulare şi procesare. Producţia biologică nu se ocupă doar de produse, ci şi de întregul sistem folosit pentru a produce şi comercializa către ultimul consumator. Departamentul SUA pentru Agricultură a dat agriculturii biologice următoarea definiţie:

“Agricultura biologică este un sistem de producţie care evită sau exclude utilizarea îngrăşămintelor sintetice, a pesticidelor, a regulatorilor de creştere şi a aditivilor în hrana animalelor.”

Conform Art. 2 din Regulamentul UE nr. 2092/91, modificat în 1999, privind producţia biologică a produselor agricole şi marcarea acestora: „un produs este considerat ca purtător al indicaţiilor referitoare la modul de producţie biologicăatunci când, în etichetarea, publicitatea sau în documentele comerciale, produsul, ingredientele sale sau materiile prime pentru alimentele animalelor sunt caracterizate prin indicaţii utilizate de către fiecare Stat membru, sugerând cumpărătorului că produsul, ingredientele sale sau materiile prime pentru alimentele animalelor au fost obţinute dupăregulile de producţie enunţate în Art. 6 şi, în special, prin termenii de mai-jos sau derivatele uzuale („bio”, „eco”, etc.) sau diminutivele, singure sau combinate, cu condiţia ca aceşti termeni să nu se aplice produselor agricole conţinute în produsele alimentare sau alimentele animale sau care nu prezintă deloc evidenţa unui raport cu modul de producţie”.

Principiile şi cerinţele agriculturii biologice se regăsesc în două surse principale:

a. „Codex Alimentarius Guideline” pentru producţia, procesarea, etichetarea şi marketing-ul alimentelor produse biologic.

Conform acestui „Codex” agricultura biologică este un sistem de producţie holistic, care promovează creşterea sănătăţii mediului înconjurător, inclusiv ciclurile biologice şi activitatea biologică a solului. Scopul principal al agriculturii biologice este de a optimiza sănătatea şi productivitatea comunităţilor interdependente din viaţa solului, plantelor, animalelor şioamenilor.

b. Standardele de Bază ale IFOAM, corespunzător cărora agricultura biologică este o abordare de ansamblu bazată pe procese care conduc la ecosisteme durabile, alimente sănătoase, bună nutriţie, bunăstarea animalelor şi justiţie socială. De aceea, producţia biologică este mai mult decât un sistem de producţie care include sau exclude anumite intrări1.

În contrast cu alimentele marcate cu calificativele „prietene faţă de mediul înconjurător”, „verde” sau „gamă liberă”, marca „biologic” denotă

1 vezi explicaţii în glosar

Page 43: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

43

conformitatea cu metodele specifice de producţie şi procesare.Majoritatea pesticidelor şi fertilizanţilor sintetici şi toţi conservanţii sintetici, Organismele Modificate Genetic (OMG), nămolul de epurare şi iradierea sunt interzise în toate standardele organice/biologice existente. Aderarea la standardele agriculturii biologice, inclusiv protecţia consumatorilor împotriva practicilor frauduloase, este asigurată prin inspecţie şi certificare.

Majoritatea statelor industrializate au regulamente care guverneazăasupra alimentelor marcate ca „biologic”.

Principiile agriculturii biologice sunt consonante cu principiile agriculturii biodinamice privitor la ferma ce se regăseşte în interiorul naturii şi care este privită ca un organism independent de dezvoltare, care ţine la minimum intrările externe, promovează un comerţ onest şi relaţii economice asociative între producători, procesatori, comercianţi şi consumatori.

Agricultura biologică nu este limitată la a certifica fermele biologice şiprodusele acestora, ci include toate sistemele de producţie agricolă care folosesc procesele naturale, altele decât intrările externe, pentru a creşte productivitatea agricolă. Fermierii biologi adoptă practici de conservarea resurselor, creşterea biodiversităţii şi menţinerea ecosistemelor pentru producţia durabilă.

Această practică este orientată adesea, dar nu întotdeauna, spre piaţă pentru alimentele marcate „biologic”. Aceia care caută să marcheze şi săscoată pe piaţă produsele lor ca biologice vor căuta mai întâi certificarea, aproape cu siguranţă, dacă vor face producţii pentru export. Totuşi, mulţiagricultori folosesc tehnici biologice fără să caute sau să primească primele date pentru alimentele biologice pe unele pieţe. Aceasta include multe sisteme tradiţionale de agricultură ce se găsesc în ţările în dezvoltare.

Oricare ar fi motivaţia, o fermă biologică reflectă un sistem de gestiune internaţional, în care producătorul utilizează resursele după principiile biologice.

„Agricultura biologică” nu este limitată la fermele şi produsele biologice certificate, ci include toate sistemele de producţie agricolă care folosesc procese naturale, altele decât intrările externe pentru a creşte productivitatea agricolă. De aceea, agricultura biologică necertificată include şi sistemele tradiţionale care nu folosesc substanţele chimice dar care aplică demersuri ecologice pentru a creşte producţia agricolă.

Prin contrast, unele sisteme agricole, foarte simplu, nu folosesc materiale cumpărate, precum fertilizanţi minerali sau pesticide, deoarece fermierii nu şile pot permite sau nici nu au acces la ele. Aceste sisteme au, de regulă, oproductivitate scăzută, în declin. Sistemele de producţie agricolă neglijente au adesea ca rezultat degradarea mediului înconjurător (ex.: eroziunea solului) şi pot crea daune publice care ameninţă fermele învecinate, ca rezervoarele de buruieni, agenţii patogeni sau dăunători.

Page 44: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

44

Standardele biologice cer operatorilor să conserve, să restaureze şi săîmbunătăţească procesele naturale; a lucra cu natura pentru a proteja culturile înseamnă mai mult decât a o supune sau a o stăpâni. De aceea, decizia producătorilor este esenţială pentru diferenţierea semnificativă aagriculturii biologice de sistemele care nu folosesc intrări sintetice din neglijenţă. Producţia agricolă prin neglijenţă sau ignoranţă nu este considerată „biologică” chiar dacă standardele biologice nu au făcut aceastădistincţie în unele jurisdicţii locale.

Toate sistemele de gestiune care aplică demersuri ecologice dar care folosesc unele intrări sintetice si/sau OMG (ex.: controlul integrat al dăunătorilor, sistemul „zero lucrări” ale solului sau semănatul direct, agricultură de conservare şi agricultură durabilă cu intrări extrem de reduse) sunt evident excluse din categoria „biologic”.

Liniile directoare care definesc producţia biologică sunt următoarele (FAO, 2000):

� producţie de plante şi animale şi folosirea materiilor prime, a resurselor, în armonie cu mecanismele naturale de control;

� producţie „optimă”, nu „maximă”, care este obţinută printr-o diversitate planificată;

� fertilitatea solului nu este numai menţinută, dar şi ameliorată pentru a obţine producţii optime folosind, în primul rând, resurse reînnoibile;

� folosirea tehnologiilor noi şi corespunzătoare, ca rezultat al unei bune înţelegeri a sistemelor biologice naturale este parte integrantă aacestui sistem de agricultură;

� producerea de hrană cu valoare nutriţională optimă şi cu minimum de reziduu;

� folosirea şi dezvoltarea de tehnologii corespunzătoare, în special soluţii mecanice;

� animalele integrate în sistemul de producţie sunt adăpostite şi hrănite de o manieră corespunzătoare fiecărei specii;

� agricultura biologică aduce, de asemenea, o satisfacţie esteticăacelora care o practică şi acelora din afara sistemului, prin frumuseţea peisajului;

� oamenii care trăiesc din lucrarea pământului reprezintă un alt factor şi trebuie să joace un rol central, reflectând nevoile lor, în interiorul sistemului de agricultură biologică.

Page 45: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

45

Liniile directoare menţionate aici oferă baza dezvoltării unui tip de agricultură, care nu este numai ecologică, dar şi economică şi socială în acelaşi timp.

Agricultura biologică în legislaţia europeanăÎn conformitate cu normele Uniunii Europene, agricultura biologică

diferă de alte tipuri de producţie agricolă. Ea privilegiază resursele reînnoibile şi reciclarea, redând solului elementele nutritive prezente în deşeuri. În domeniul creşterii animalelor, reglementările producţiei de carne şi de păsări pentru ouă veghează asupra bunăstării animalelor şi asupra unei alimentaţii naturale. Agricultura biologică respectă sistemele autoregulatoare ale naturii pentru a lupta împotriva dăunătorilor culturilor şi bolilor plantelor şi evită recurgerea la pesticide, erbicide, îngrăşăminte de sinteză, precum şi la hormoni de creştere, antibiotice sau la manipulările genetice. Agricultorii biologici folosesc o serie de tehnici care favorizează ecosistemele durabile şireduc poluarea.

Uniunea Europeană reglementează modul de producţie agricolăbiologică a produselor agricole şi prezentarea lor în cadrul produselor agricole şi al produselor alimentare prin regulamentul (CE) nr. 1804/1999. Astfel:

a. în exploataţiile agricole, care practică agricultura biologică, creşterea animalelor constituie o parte esenţială a organizării producţiei în măsura în care aceasta furnizează materiale organice şi elemente nutritive necesare terenurilor cultivate şi contribuie, prin aceasta, la ameliorarea solurilor şi la dezvoltarea unei agriculturi durabile;

b. pentru a evita poluarea mediului înconjurător, în mod deosebit resursele naturale, precum solurile şi apele, creşterea animalelor în agricultura biologică trebuie, în principiu, să asigure o legătură strânsă, între creşterea animalelor şi terenurile agricole, practicarea de rotaţii plurianuale corespunzătoare şi furajarea animalelor cu produse vegetale rezultate din agricultura biologică, obţinute în aceeaşi exploataţie agricolă;

c. pentru a evita poluarea apelor cu compuşi azotaţi, exploataţiile care practică modul de creştere a animalelor biologic trebuie să dispună de ocapacitate corespunzătoare de stocare şi de un plan de aplicare a efluenţilor zootehnici solizi şi lichizi;

d. pentru a întreţine şi valorifica zonele abandonate, creşterea animalelor prin păşunatul condus după regulile biologice, reprezintă o activitate fidel adaptată acestui principiu;

Page 46: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

46

e. trebuie să se încurajeze o mare biodiversitate, iar alegerea raselor trebuie să ia în considerare capacitatea acestora de adaptare la condiţiile de mediu;

f. organismele modificate genetic (OMG) şi produsele derivate din aceste organisme nu sunt compatibile cu metoda de producţie biologică; pentru a proteja încrederea consumatorilor în modul de producţie biologic, organismele modificate genetic, părţi ale acestor organisme sau produsele derivate din aceste organisme nu trebuie să fie utilizate în produsele etichetate ca fiind rezultate ale modului de producţie biologică.

Pachetul de reforme cuprins în „Agenda 2000” a pus mult mai mult accent decât în trecut pe dezvoltarea rurală, devenită „al doilea pilon” al Politicii Agricole Comune (PAC), având ca principală misiune respectarea mediului înconjurător. Acest ansamblu de reforme solicită Statelor membre să adopte măsuri de protecţia mediului înconjurător corespunzătoare pentru toate tipurile de agricultură. Agricultorilor li se impune să respecte principiul „poluator-plătitor”. Totodată, măsurile de protecţia mediului înconjurător din zonele agricole, reţinute în cadrul programelor de dezvoltare rurală,propun remunerarea agricultorilor, atunci când aceştia subscriu angajamentelor privind mediul înconjurător, mergând mai departe de aplicarea bunelor practici agricole. Agricultorii care practică agricultura biologică au dreptul de a primi prime pentru protejarea mediului înconjurător agricol, deoarece se consideră că acest sistem agricol (biologic) este benefic pentru mediul înconjurător. În plus, agricultura biologică poate fi încurajată prin ajutoare pentru investiţii în domeniul producţiei primare, transformării şi comercializării. Datorită acestui ansamblu de măsuri, cadrul politicii de dezvoltare rurală ar trebui să contribuie considerabil la expansiunea agriculturii biologice. Pentru a înţelege rolul şi funcţionarea agriculturii biologice în sânul politicii agricole a Uniunii Europene (UE), aceasta trebuie examinată din mai multe puncte de vedere, după cum urmează:

• preocupările consumatorilor; • asigurarea calităţii şi reglementările în vigoare; • extinderea agriculturii biologice în Uniunea Europeană de astăzi; • rolul agriculturii integrate; • agricultura biologică şi dezvoltarea rurală.

Dezvoltarea agriculturii biologice Agricultura biologică este sectorul care, în prezent, are cea mai rapidă

creştere. Suprafeţele totale afectate agriculturii biologice s-au triplat în Europa şi în Statele Unite ale Americii în intervalul 1995-2000. În ultimii 5

Page 47: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

47

ani, în Argentina, suprafeţele destinate agriculturii biologice au crescut cu 1280 %.

În SUA, statele Oregon şi California au adoptat legislaţia biologică în 1974 şi 1979, respectiv. Franţa a adoptat legislaţia în 1985, iar anul 1991 a marcat adoptarea de către Uniunea Europeană (UE) a Regulamentului nr. 2029/91. Recunoaşterea rolului agriculturii biologice în atingerea obiectivelor privind mediul înconjurător, inclusiv folosirea durabilă aterenurilor scoase din uz a condus la adoptarea măsurilor agricole de protecţia mediului pentru a încuraja agricultura biologică. Pe de altă parte, în UE, instrumentele politice au stimulat micii fermieri să-şi converteascăfermele la agricultura biologică prin oferirea de compensaţii financiare pentru pierderile apărute pe durata convertirii.

Consumatorii preocupaţi de calitatea alimentelor, la fel de bine ca şi deprotecţia mediului înconjurător, au fost primii care au stimulat aceastăcerere. S-au dezvoltat noi oportunităţi de piaţă, ca parte a strategiei de afaceri pentru a se adresa preocupărilor consumatorilor, în special în UE şiSUA. Marile companii văd procesarea, manipularea, depozitarea şipromovarea alimentelor biologice ca parte pozitivă a imaginii lor publice. Comercianţii cu amănuntul, de toate dimensiunile, promovează acum agresiv şi comercializează alimentele biologice într-o gamă foarte largă, atât proaspete cât şi procesate.

Consumatorii sunt tot mai sceptici în ceea ce priveşte sănătatea alimentelor convenţionale ale agriculturii industriale. Folosirea regulatorilor de creştere (precum Alar în SUA) a stimulat interesul pentru alimentele biologice. Criza alimentelor contaminate cu dioxină şi bolile din zootehnie (ESB în Europa) au crescut şi mai mult cererea de produse biologice.

Aceste preocupări au deschis, de asemenea, posibile pieţe pentru ţările în dezvoltare care exportă, permiţându-le să crească profiturile schimburilor externe şi să-şi diversifice exporturile.

Agricultura biologică - aspecte economice şi sociale În practică, o exploataţie agricolă trebuie văzută ca o unitate ecologică.

Prin intensificarea proceselor biologice cu un minimum de aport extern pot fi atinse obiectivele de randament ale exploataţiei. Scopul este deci de a structura exploataţia agricolă pe cât de autonom posibil, ceea ce presupune o organizare polivalentă (ex.: culturi, producţie animală, valorificarea materiilor prime, comercializarea). Experienţa practică, precum şi cercetările ştiinţifice au demonstrat că îngrăşămintele de fermă (organice), mai ales cele de la bovine, au o mare importanţă pentru fertilitatea permanentă a solurilor. Astfel, îngrăşămintele organice vor intra în circuitul productiv al exploataţiei sub diferite forme (compost, puril, ape uzate pentru irigat etc.). Cu cât o

Page 48: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

48

astfel de exploataţie, ca şi structura culturilor sale sunt mai variate, cu atât şansele de succes de autonomie sunt mai mari.

Una din bazele esenţiale pentru menţinerea fertilităţii solului o constituie rotaţia culturilor. Lupta împotriva buruienilor este facilitată şi ea de o bunărotaţie. De asemenea, în ceea ce priveşte bolile plantelor de cultură, rotaţia jocă un rol decisiv. În plus, utilizarea îngrăşămintelor de fermă variază de la o cultură la alta.

Studii ale FAO au arătat că, de regulă, fermierii trăiesc experienţadeclinului producţiilor imediat după eliminarea intrărilor sintetice (îngrăşăminte chimice, pesticide, regulatori de creştere, etc.) şi convertirea proceselor de producţie convenţională la producţia biologică. După ce agroecosistemul se restaurează şi sistemul de gestiune biologică este implementat complet, producţiile cresc semnificativ.

Productivitatea sistemelor de agricultură biologică variază datoritădiferitelor etape ale gestiunii:

• în tranziţie de la gestiunea convenţională la cea biologică;• în conversie de la gestiunea tradiţională la cea biologică;• gestiune biologică bazată pe substituirea intrărilor; • modificarea completă a demersurilor sistemelor.

Uneori pierderile de producţie sunt foarte mult exagerate de către unii cercetători ataşaţi ferm tipului convenţional de producţie agricolă.Experienţa actuală din multe ferme în tranziţie este că pierderile de producţie sunt tolerabile.

Pierderile de producţie sunt cauzate de un număr de factori aflaţi în interrelaţii:

• materia organică din sol şi activitatea biologică necesită timp să se stabilizeze;

• multe ferme convenţionale au folosit atât de multe pesticide, încât, pe termen scurt, este greu să se stabilizeze organismele benefice pentru suprimarea agenţilor patogeni, a buruienilor şi adăunătorilor;

• problemele de fertilitate sunt comune până la restaurarea întregii activităţi biologice (ex.: creşterea volumului edafic, ameliorarea procesului de fixarea azotului, stabilizarea prădătorilor naturali ai dăunătorilor plantelor).

Nivelul pierderilor de producţie variază şi depinde de atributele biologice inerente ale fermei, de expertiza fermierului, de măsura în care s-au folosit intrările sintetice în condiţiile gestiunii anterioare şi de starea resurselor naturale. Uneori sunt de ajuns câţiva ani sau este nevoie de mult mai mulţiani pentru a restaura ecosistemul până la punctul la care producţia biologicăeste viabilă din punct de vedere biologic.

Page 49: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

49

Pe termen mediu şi în funcţie de creşterea expertizei, valoarea agriculturii biologice devine mai evidentă datorită creşterilor de producţie şi fertilităţii crescute a sistemului agricol. Pe termen lung performanţele agriculturii biologice cresc în paralel cu ameliorarea funcţiilor agro-ecosistemului şi agestiunii tehnicilor aplicate în producţie.

Performanţa agriculturii biologice nu poate fi judecată pe baza comparaţiei cu o singură cultură sau cu un singur an. Agricultura biologicăare rezultate foarte bune dacă sunt luate în considerare producţiile culturilor utile din zonă. Cele mai mari obstacole pentru fermierii în tranziţie sunt: lipsa de cunoştinţe, sursele de informaţii, suportul tehnic. Investiţiile mai mari ale guvernelor în cercetările corespunzătoare şi în serviciile de extensie pot ajuta la depăşirea acestor obstacole.

Pe pieţele marginalizate şi în zonele sărace în resurse, unde fermierii nu au acces la materialele moderne şi la tehnologii, agricultura biologică poate creşte productivitatea sistemelor tradiţionale prin optimizarea folosirii resurselor locale.

Performanţele economice ale agriculturii biologice în Europa arată osituaţie unde fermierii biologici primesc un suport financiar şi prime dar unde forţa de muncă este costisitoare. O analiză extensivă a economiei fermelor europene în ceea ce priveşte forţa de muncă, producţiile, preţurile, costurile şi subvenţiile conduce la concluzia că profitul fermelor biologice este, în medie, comparabil cu cel al fermelor convenţionale. În Statele Unite ale Americii profiturile sunt, de asemenea, comparabile, chiar dacă nu existăsubvenţii directe pentru agricultura biologică.

În ţările în dezvoltare, unde agricultura biologică nu este subvenţionată,unde intrările sintetice sunt scumpe, iar forţa de muncă este relativ ieftină,fermierii biologici orientaţi către piaţă pot obţine venituri ridicate datorităreducerii costurilor de producţie şi diversificării acesteia.

Conversia unei ferme la practicile biologice influenţează toate faţetele şioperaţiile, inclusiv cererea forţei de muncă, structurile sociale şi procesele de luarea deciziilor. Exploataţiile de agricultură biologică cer adesea mai multăforţă de muncă decât agricultura convenţională pentru a înlocui energia externă, cheltuielile privind fertilizanţii şi erbicidele. Se aşteptată ca producţia biologică să continue să ofere prime şi o alternativă profitabilă la sistemele de producţie convenţională pentru mulţi fermieri. Pentru ca ferma biologicăsă fie competitivă, operatorii biologici necesită experimentarea unor noi tehnici şi trebuie să gestioneze forţa de muncă, solul şi capitalul total diferit faţă de operatorii convenţionali.

Prin construirea pe baza cunoştinţelor locale, agricultura biologicărevitalizează obiceiurile locale şi independenţa locală:

• încurajarea oamenilor să rămână în agricultură;• revigorarea comunităţilor rurale;

Page 50: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

50

• coeziune socială puternică;• parteneriat în interiorul comunităţilor biologice pentru contacte

mai bune cu instituţiile externe; • grupurile organizate, precum cooperativele de producţie, au acces

mai bun la pieţe şi pot să-şi negocieze nevoile ca parteneri egali în lanţul de oferte de alimente.

Agricultura biologică şi mediul înconjurător. În multe ţări agricultura este forma cea mai largă prin care este utilizat

pământul. Agricultura, în special în formele ei extrem de moderne, modificăpeisajele şi dăunează ecosistemelor, inclusiv biodiversităţii la toate nivelurile.

Actualele abordări ale agriculturii ecologice, precum controlul integrat al dăunătorilor, sistemele integrate de nutriţia plantelor şi lucrările de conservarea solului, iau în considerare doar unele aspecte ale componentelor sistemului agricol: ecologia dăunătorilor, ecologia plantelor şi a solului. Abilitatea de a defini strategii care să le combine pe cele menţionate, precum şi alte elemente de gestiune într-un singur demers, este caracteristica agriculturii biologice.

În agricultura biologică, natura este deopotrivă instrument şi scop. Întrucât fermierii biologici nu pot folosi substanţe sintetice (ex.: fertilizanţi, pesticide, produse fitofarmaceutice etc.) ei au nevoie să restaureze echilibrul ecologic natural deoarece funcţiile ecosistemului sunt principalele sale „intrări”. Spre exemplu:

• mulţi dăunători nespecifici, precum afidele, tripşii ş.a., dăunători din punct de vedere economic pentru multe culturi, pot fi ţinuţi sub Pragul Economic de Dăunare (PED) în mod natural sau ca prădători şi parazitoizi. Pe termen lung aceştia pot fi utili în zonele gardurilor vii, care constituie răzoarele parcelelor cultivate, bogate din punct de vedere botanic, unde se va constitui un habitat bogat.

• singura cale de a suprima dăunătorii de sol şi bolile în agricultura biologică este o rotaţie lărgită a culturilor, cu numeroase componente botanice (diversitatea speciilor cultivate). Aderarea la o astfel de rotaţie este crucială pentru ameliorarea diversităţii agroecosistemului.

• structura diversă a culturilor din cadrul rotaţiei, sau sistemele agro-forestiere garantează o mai bună absorbţie a elementelor nutritive din sol şi o utilizare foarte eficientă a apei şi luminii, graţie variabilităţii spaţiale şi temporale a creşterii rădăcinilor şi dispersiei frunzelor.

• solurile cu o mare diversitate funcţională a microorganismelor, care apare adesea după practicarea agriculturii biologice de-a lungul a zeci

Page 51: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

51

de ani, dezvoltă proprietăţi de suprimare a agenţilor patogeni, existând şi posibilitatea de inducere sau creştere a rezistenţei plantelor.

• restrângând intrările, fermierii trebuie să folosescă tehnici preventive corespunzătoare. Interzicerea erbicidelor, spre exemplu, face imposibilă ignorarea bunelor principii ale rotaţiei culturilor.

Considerarea agro-ecosistemului în agricultura biologică face parte dintr-o strategie pentru gestiunea integrată a terenurilor agricole, a apelor şiresurselor vii, care promovează conservarea şi utilizarea durabilă pe o cale echitabilă. O abordare a agro-ecosistemului este bazată pe aplicarea metodologiilor ştiinţifice corespunzătoare, care ţintesc asupra nivelurilor organizării biologice, care conţin structura esenţială, procesele, funcţiile şiinteracţiunile dintre organisme şi mediul lor înconjurător. Prin acest mod de abordare se recunoaşte că fiinţa umană, cu diversitatea ei culturală, este un component integral al multor ecosisteme. Abordarea agro-ecosistemului necesită o gestiune adaptativă pentru a trata cu natura complexă şi dinamicăa ecosistemelor, în general şi cu abundenţa de cunoştinţe complete sau înţelesuri ale funcţionării lor. Următoarele 12 principii ale abordării agro-ecosistemului sunt complementare şi interlegate:

1. obiectivele gestiunii terenurilor agricole, apei şi resurselor vii sunt o chestiune de alegere socială.

2. această gestiune trebuie să fie descentralizată la cel mai jos nivel corespunzător.

3. administratorii agro-ecosistemelor trebuie să ia în considerare efectele (actuale şi potenţiale) activităţilor lor asupra ecosistemelor adiacente sau asupra altor ecosisteme.

4. recunoaşterea potenţialelor câştiguri din modul de gestiune este adesea necesară pentru a înţelege şi gestiona agro-ecosistemul într-un context economic. Oricare program de gestiune a ecosistemului ar trebui:

• să reducă acele distorsiuni ale pieţei care afectează negativ diversitatea biologică;

• să alinieze recompense pentru a promova conservarea biodiversităţii şi folosirea durabilă;

• să internalizeze costurile şi beneficiile în agro-ecosistemul dat la existentul posibil.

5. conservarea structurii şi funcţionării agro-ecosistemului pentru a menţine utilitatea acestuia (serviciile pe care le oferă), ar trebui să fie o sarcină prioritară a abordării ecosistemului.

6. agro-ecosistemele trebuie gestionate în limitele funcţionării lor.

Page 52: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

52

7. abordarea agro-ecosistemului ar trebui să fie asumată la scale temporale şi spaţiale corespunzătoare.

8. recunoaşterea variaţiei scalelor temporale şi efectele întârziate care caracterizeză procesele agro-ecosistemului; obiectivele pentru gestiunea agro-ecosistemului ar trebui să fie puse la punct pe termen lung.

9. cadrul administrativ trebuie să recunoască cum că această schimbare este inevitabilă.

10. abordarea ecosistemului ar trebui să caute echilibrul corespunzător dintre şi integrarea, conservarea şi utilizarea diversităţii biologice.

11. abordarea agro-ecosistemului trebuie să ia în considerare toate formele de informare relevantă, inclusiv ştiinţifică şi indigenă şi cunoştinţele legale, inovaţiile şi practicile.

12. abordarea agro-ecosistemului ar trebui să includă toate sectoarele relevante ale societăţii şi disciplinele ştiinţifice (Convenţia asupra Diveristăţii Biologice, 2002).

Solul în agricultura biologică.Agricultura biologică este un demers care nu se limitează doar la

producţie. Cooperarea industrială dintre fermieri, specialiştii din protecţia mediului, procesatori şi comercianţi, controlorii de calitate şi consumatori este o caracteristică proprie agriculturii biologice.

Solul este una din principalele resurse naturale şi baza pentru toate activităţile agricole. Dacă agricultorii nu pot compensa pierderile de fertilitate ale solului prin aporturi de nutrienţi sintetici, construirea şimenţinerea fertilităţii solului este un obiectiv central al agriculturii biologice.

Importanţa materiei organice pentru mediul înconjurator este dată decapacitatea acesteia de a limita degradarea proprietăţilor fizice ale solului şi aameliora disponibilitatea nutrienţilor, precum şi activitatea biologică.

Spre deosebire de agricultura convenţională, fermierii biologici, depind mai mult de o mare şi susţinută rezervă de substanţe organice, inclusiv rotaţia culturilor, culturi de protecţie a solului (trifoi alb), subînsămânţare, culturi ascunse, îngrăşăminte verzi şi îngrăşăminte provenind de la animale.

Eroziunea solului este asumată de aceleaşi cauze care duc la degradarea solului oriunde în lume. Pierderea fertilităţii stratului arabil de sol prin eroziune conduce la o capacitate mult mai mică de producţie, pe de-o parte şi la un transfer nedorit de nutrienţi, pesticide şi sedimente în apele de suprafaţă, pe de altă parte.

Page 53: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

53

În general, tehnicile de gestiune biologică a solului, precum fertilizarea organică, mulcitul şi culturile de protecţie ameliorează structura solului şi, prin urmare, fac să crească permeabilitatea pentru apă a solului, capacitatea de reţinere a apei, reducând substanţial riscurile de eroziune. Aceste tehnici de gestiune au, de asemenea, o relevanţă specială pentru solurile uşoare, susceptibile de a fi mai uşor erodate, mai ales în condiţii de ploi torenţiale.

Agricultura biologică şi apele de suprafaţă şi subterane. Efectele negative ale agriculturii intensive asupra apelor subterane şi de

suprafaţă sunt datorate foarte mult eroziunii şi poluării cu nitraţi şi pesticide. Principalele ameninţări ale agriculturii faţă de calitatea apei se referă la: nivelul ridicat de fertilizare organică în combinaţie cu depozitele mari de îngrăşăminte organice, aplicarea excesivă a azotului mineral din fertilizanţi; lipsa unor sisteme de protecţia solului prin acoperire cu covor vegetal; limitarea rotaţiei culturilor şi lucrările frecvente ale solului; niveluri ridicate de azot disponibil după recoltare şi contaminarea apei cu nitraţi sau cu pesticide. Surse FAO (2000) menţionează că numeroşi cercetători au constatat reducerea ratei de levigare a nitraţilor, în medie cu 50%, în sistemul de agricultură biologic comparativ cu agricultura convenţională.

O rezervă echilibrată de substanţe nutritive în sol este esenţială din mai multe motive. Surplusul de nutrienţi poate conduce la pierderi care pot, în consecinţă să conducă la contaminarea apei şi aerului şi la eutrofizare.

Totuşi, deficienţa este sinonimă cu supraexploatarea nutrienţilor din sol pe termen lung, care, în consecinţă, conduce la o descreştere a producţiei plantelor şi calităţii acesteia. De aceea, procesele de producţie biologică iau în considerare şi ameliorarea permanentă a solului.

Agricultura biologică şi biodiveristatea Timp de sute de ani agricultura a contribuit la creşterea diversităţii

speciilor şi a habitatelor. Odată cu industrializarea agriculturii s-a petrecut şireversul, astfel că sistemele intensive de agricultură au făcut să diminueze biodiversitatea. Însăşi Convenţia asupra Biodiversităţii, adoptată cu ocazia Reuniunii la vârf organizată de ONU la Rio de Janeiro (1992), constituie un document a cărui iminenţă a fost determinată de consecinţele agriculturii convenţionale.

Agricultura biologică este, spre deosebire de cea convenţională,dependentă de stabilitatea şi complexitatea ecosistemelor, de menţinerea echilibrului acestora şi de aceea, procesele pe care le dezvoltă sunt neapărat optime, în bune relaţii cu natura. Speciile sălbatice oferă numeroase servicii agriculturii biologice: polenizare, controlul bolilor şi dăunătorilor, menţinerea fertilităţii solului, etc. De aceea, nivelurile ridicate ale

Page 54: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

54

biodiversităţii pot întări funcţiile esenţiale ale sistemului agricol şi, ca urmare, performanţele agricole. Creşterea funcţionalităţii biodiversităţii este chiar cheia strategiei ecologice, care determină viabilitatea producţiilor în fermele biologice.

Respectînd capacitatea naturală a plantelor şi a peisajelor, scopul agriculturii biologice este de a optimiza calitatea sub toate aspectele relaţiei dintre agricultură şi mediul înconjurător. Spre exemplu, controlul biologic al dăunătorilor în fermele biologice se bazează pe menţinerea sănătăţii populaţiilor de prădători şi parazitoizi.

Biodiversitatea este evaluată în general din trei puncte de vedere distincte:

• diversitatea genetică: variabilitatea între indivizii şi între populaţiile diferitelor specii;

• diversitatea speciilor: diferite tipuri de plante, animale şi alte forme de viaţă în cadrul comunităţilor regionale;

• diversitatea ecosistemelor: varietatea habitatelor ce se regăsesc în aceeaşi arie (pajişti, mlaştini, etc.).

În general, gradul de biodiversitate a agroecosistemelor depinde de patru caracteristici principale ale acestora:

• diversitatea vegetaţiei în cadrul şi în împrejurimile agroecosistemului; • permanenţa diferitelor culturi din cadrul agroecosistemelor; • intensitatea gestiunii; • scopul izolării agroecosistemului faţă de vegetaţia naturală.Întrucât agricultura biolgică se bazează pe principiul fermelor mixte,

integrând creşterea animalelor cu producţia vegetală, utilizarea unor rotaţii complexe, a interculturilor şi a culturilor de îngrăşăminte verzi, cu menţinerea fertilităţii solului prin culturile de leguminoase, ea reuşeşte săafişeze o foarte mare diversitate de specii domestice spre deosebire de agricultura convenţională.

3.2.3. Agricultura durabilă

Conceptul de „dezvoltare durabilă” („sustainable development”) a apărut oficial în discursul politic al primului ministru norvegian, Gro Harlem Brundtland, cu ocazia publicării, în 1987, a unui raport cerut de Naţiunile Unite („raportul Brundtland”) şi care prezida comisia ce pregătea Conferinţade la Rio de Janeiro. Cinci ani mai târziu, la Conferinţa de la Rio de Janeiro, în 1992, acest concept l-a consacrat, el fiind definit astfel: „dezvoltarea durabilă este o dezvoltare care răspunde nevoilor prezentului fără acompromite capacitatea generaţiilor viitoare de a răspunde propriilor nevoi”.

Page 55: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

55

În ceea ce priveşte agricultura durabilă, acest concept integrează trei scopuri principale: sănătatea mediului înconjurător, profitabilitatea şipoliticile economico-sociale. La atingerea acestor scopuri contribuie o varietate de filozofii, politici şi practici. Oamenii, având diferite capacităţi, de la fermieri la consumatori, au împărtăşit această viziune şi au contribuit la ea.

De aceea, în cadrul acestui sistem de agricultură, resursele naturale şi cele umane sunt onorate cu aceeaşi importanţă. În ceea ce priveşte resursele umane, este vorba de luarea în considerare a responsabilităţilor sociale, precum condiţiile de viaţă şi de muncă ale lucrătorilor, nevoile comunităţilor rurale, sănătatea şi siguranţa consumatorilor. În ceea ce priveşte pământul şiresursele naturale, este vorba de menţinerea şi creşterea acestor resurse vitale pe termen lung.

„Durabilitatea” agriculturii trebuie să aibă caracteristici tangibile şimăsurabile. Fundamentul este, desigur, „durabilitatea” solului. Aceasta nu în mod absolut, dar ceea ce este perceput în mod curent ca „durabil” este tocmai cantitatea şi calitatea solurilor noastre.

Creşterile enorme ale productivităţii în timpul „Revoluţiei verzi”, de-a lungul ultimilor 50 de ani - prin triplarea producţiei pe hectar - nu reflectăneapărat marele potenţial de producţie al solurilor în condiţii durabile. Acestea reflectă, de departe dezvoltările în domeniul ameliorării plantelor. Aceste creşteri, de fapt, au fost preţul solurilor ca atare, prin eroziune şidegradare (pierderea calităţii).

Eroziunea solului în agricultura intensivă (convenţională, industrială)poate fi de 100 de ori mai rapidă decât rata formării solului . Există oevidenţă crescătoare cum că agricultura extensivă este cel puţin la fel de productivă şi de profitabilă atunci când produsele fermelor mici, cel mai mult pentru consumul casnic sau local, sunt luate în considerare şi mai „durabilă” prin folosirea forţei de muncă, ce stimulează economia locală(Fricker, 2000).

Sistemele durabile de gestiune agricolă pentru solurile cultivate se bazează de regulă pe gestiunea practicilor de conservare, precum reducerea numărului de lucrări ale solului, aportul de materie organică şi rotaţia culturilor (Pankhurst et al., 1996).

Agricultura durabilă a fost definită de unii autori ca: „o inginerie a soluţiilor ecologice care au scopul de a manipula şi gestiona la minimum ecosistemele în beneficiul naturii şi umanităţii”.

Într-o lume aflată în permanentă şi rapidă schimbare, ce poate fi durabil ? Ce am dori să facem durabil în agricultură? Cum am putea îndeplini un astfel de scop? Iată că definiţia nu este uşor de dat. Există numeroase controverse şi întrebări legate de actualele sisteme de producţie agricolă. Un lucru poate fi sigur şi anume conceptul de „agricultură durabilă” a oferit, în ultimii 15 ani, noi subiecte de dezbatere, o nouă direcţie şi chiar o urgenţă,

Page 56: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

56

care a determinat foarte mult entuziasm şi inventivitate în gândirea agriculturii mondiale.

Literatura de specialitate română a adoptat mai degrabă termenul provenind din limba franceză, „agriculture durable”. În limba engleză acesta este „sustainable agriculture”. Cuvântul „sustain” provine din latinescul, „sustenere”, adică a păstra viu sau a menţine, ceea ce presupune a permanentiza sau a oferi un suport pe termen lung. Referitor la agricultură,„sustainable”, „durable” sau „durabil” descrie sistemele de agricultură care sunt „capabile să-şi menţină productivitatea şi utilitatea pentru societate. Astfel de sisteme trebuie să conserve resursele naturale, să susţină societatea, să fie competitive din punct de vedere economic şi rezonnante faţă de mediul înconjurător” (Ikerd,1990).

În legislaţia americană, termenul „sustainable agriculture” defineşte un sistem integrat de practici de producţie vegetală şi animală având un loc specific de aplicare care, pe termen lung va trebui:

• să satisfacă necesarul de hrană pentru oameni,

• să ridice calitatea mediului înconjurător şi baza de resurse naturale de care depinde economia agricolă,

• să valorifice cât mai eficient resursele nereînnoibile, resursele de la fermă şi, unde este cazul, resursele naturale,

• să reconsidere ciclurile biologice,

• să susţină viabilitatea economică a tuturor operaţiilor ce se realizează la fermă,

• să ridice calitatea vieţii fermierilor şi a societăţii rurale ca întreg.

Aşadar, oricare ar fi interesul pentru a vorbi despre agricultură, despre practicile agricole, în prezent aceasta nu se poate face decît luînd în considerare şi mediul înconjurător. De aceea, prin cursul predat studenţilor ce se pregătesc în domeniul ingineriei mediului înconjurător agricol, se urmăreşte dobândirea de cunoştinţe legate de sistemele de producţie agricolăîn relaţie cu mediul înconjurător, mai ales cu componentele cele mai fragile ale acestuia: sol, apă, aer, biodiversitate. Astfel, în această lucrare ne propunem să prezentăm un volum important de informaţii, pornind de la unele particularităţi ale componentelor mediului înconjurător şi până la practicile agricole şi impactul acestora asupra mediului. De asemenea, vor fi prezentate soluţiile optime ce pot fi adoptate pentru a face agriculturădurabilă, soluţii care răspund, în prezent, cel mai bine cerinţelor de calitate, atât pentru produsele agricole obţinute cât şi pentru mediul înconjurător.

Page 57: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

57

CAPITOLUL 4

Noţiuni de biologia solului

4.1. Introducere Solul nu este un mediu inert, ci dimpotrivă. Pe lângă organismele vii ce

trăiesc în sol şi pe care le putem observa cu ochiul liber (viermii de pământ sau diferite alte insecte), solurile găzduiesc o microfaună şi mai ales o microfloră deosebit de abundente şi de diversificate. Pentru aceastăcomplexitate ecologică s-au arătat interesaţi de-a lungul timpului anumiţicercetători ştiinţifici. În prezent interesul acestora a crescut, iar conştientizarea necesităţii protejării ecosistemelor relansează discuţii şiîntrebări privitoare la rolul organismelor vii în sol şi importanţa acestora în funcţionarea globală.

Diversitatea organismelor din sol este foarte importantă pentru agricultura durabilă întrucât acestea oferă numeroase „servicii” sistemelor agricole, inclusiv reciclarea nutrienţilor necesari plantelor cultivate, menţinerea structurii solului, transformarea unor compuşi chimici din toxici în netoxici şi controlul asupra bolilor şi dăunătorilor plantelor şi animalelor. Numeroşi cercetători ştiinţifici au raportat constarea că biomasa microbianăşi diversitatea funcţională a microorganismelor din sol capătă o mare amploare în condiţiile sistemului de cultură „zero lucrări” sau „semănat direct”faţă de sistemul convenţional de lucrare a solului.

În agricultura biodinamică, în agricultura biologică dar şi în agricultura durabilă, contribuţia organismelor vii la diferitele funcţii ale solului este larg recunoscută. Dacă ne referim la funcţiile agronomice, acestea sunt implicate în producerea de elemente nutritive pentru plante, contribuie la menţinerea structurii solului, pot afecta starea sanitară a plantelor etc. Organismele vii sunt, de asemenea, implicate în funcţionarea solurilor în contextul mediului înconjurător în ansamblul său, fie că este vorba de producerea sau transformarea poluanţilor potenţiali ai apelor şi solurilor, de epurarea poluanţilor organici sau producerea gazului cu efect de seră.

Dată fiind diversitatea acestor funcţii, ca şi varietatea organismelor vii implicate, este iluzoriu să vrem să măsurăm, într-o manieră simplistă,„calitatea biologică a solurilor”. În schimb, se poate încerca înţelegerea potenţialului biologic al solurilor pornind de la trei noţiuni complementare: abundenţa, activitatea şi diversitatea organismelor care trăiesc în sol. Înţelegerea acestora va permite adoptarea de soluţii agronomice mai puţin dăunătoare.

Page 58: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

58

Impactul activităţilor umane asupra calităţii biologice a solurilor este o preocupare recentă legată, în parte, de îmbunătăţirea cunoştinţelor din acest punct de vedere şi de punerea la punct a unor metode de studiu fiabile. Caracteristicile biologice ale solurilor sunt determinate, fără doar şi poate, nu numai de constituenţii şi de proprietăţile lor fizico-chimice, ci şi deactivităţile umane, mai ales de practicile agricole şi de poluanţi. Pentru a putea aborda şi înţelege ulterior efectele practicilor agricole asupra biologiei solului, care, în agricultura durabilă este considerat „un organism viu”, se impune o anumită cunoaştere a componenţei biotice a solului, a rolului, funcţiilor şi caracteristicilor acesteia. Aceasta cu atât mai mult cu cât, de componenta biotică a solului depinde fertilitatea acestuia, fixarea azotului atmosferic, transformarea materiei organice proapete, mineralizarea humusului, biodegradarea unor compuşi toxici etc. Altfel spus, aceastăcomponentă biotică a solului constituie laboratorul care hrăneşte solul, îl curaţeşte şi ajuta la reciclarea unor materii, deseori stânjenitoare, cel puţin pentru mediul înconjurător. Dacă solul este denumit uneori „sistem epurator” aceasta se datorează, printre altele, şi componenţei sale biotice.

4.2. Componenţa biotică a solului Solul adăposteşte o imensitate de forme de viaţă, aparţinând regnului

animal şi celui vegetal, având mărimi şi forme diferite şi, de asemenea, întreţinând o activitate biologică foarte importantă. Toate aceste organisme contribuie nu numai la formarea şi evoluţia solului, ca agenţi de sinteză amateriilor humice şi argiloase dar, de asemenea, şi la capacitatea lui productivă, ca membri activi ai proceselor de transformare sau în ciclurile elementelor nutritive pentru plantele superioare. Importanţa organismelor solului, ca şi greutatea acestora sunt derizorii în raport cu activitatea pe care sunt capabile să o desfăşoare. Această activitate ne permite să spunem cătoate reacţiile naturale ce se petrec în sol sunt de natură biochimică, direct sau indirect.

Cunoaşterea profundă a solului şi înţelegerea transformărilor care se petrec în interiorul acestuia, nu pot fi dobândite decât printr-un studiu prealabil al biologiei solului. Numărul şi diversitatea speciilor care populeazăun hectar de teren agricol sunt mult mai mari decât comunitatea de animale şi plante ce se pot găsi la suprafaţa solului. Organismele solului sunt concentrate în special în resturile vegetale, mai ales în primii 10 cm de sol, precum şi de-a lungul rădăcinilor plantelor. Ele interacţionează unele cu altele, cu rădăcinile plantelor şi cu mediul lor înconjurător, formând reţeaua nutritivă a solului.

Page 59: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

59

În sol sunt predominante organismele aparţinând regnului vegetal, din punct de vedere cantitativ, calitativ şi din punct de vedere al numărului şi al rolului pe care îl au. Totuşi nu se poate minimiza regnul animal, care are o importanţă covârşitoare în ceea ce priveşte primele etape ale descompunerii materiei organice.

Într-o clasificare mai generală a organismelor din sol se pot distinge: macroorganisme şi microorganisme. Atât unele, cât şi celelalte cuprind forme animale şi vegetale.

4.2.1. Macroorganisme Macrofauna. În această categorie intră animale multicelulare

(metazoare) al căror ciclu biologic se petrece integral sau măcar parţial în sol (nematozi, milipede, centipede, rotifere, acarieni, anelide, păianjeni şiinsecte). Cei mai mici membri ai acestei grupe (ex. unii nematozi) sunt capabili să se mişte prin porii solului fără a perturba particulele de sol şi, adesea, sunt desemnaţi, împreună cu protozoarele, drept microfauna solului. Locuitorii permanenţi ai solului, care cauzează cel puţin o uşoarăperturbare a acestuia, reprezintă macrofauna solului. Macrofauna cuprinde următoarele grupe mari de organisme ale solului:

a. Rozătoare, Insectivore, Insecte. Aceste organisme au, în general, influenţă mecanică asupra solului. În cazul insectelor apar şi fenomene de digestie a unor constituenţi humici.

b. Diplopode, Isopode, Acarieni, Gasteropode.Diplopodele (Myriapodae), Isopodele (Crustaceae), Acarienii (Arachnidae) şigasteropodele contribuie în primele stadii de descompunere a ţesuturilor vegetale cu care se hrănesc, deschizând astfel calea micro-organismelor active în stadiile următoare ale descompunerii materiei organice.

c. Cilopode, Araneide. Cilopodele (Myriapodae) şiAraneidele (Arachnidae) au o influenţă indirectă asupra solului ca prădători ai altor forme de vieţuitoare.

d. Anelide. În cadrul macrofaunei, organismele cele mai importante şi cele mai cunoscute sunt viermii de pământ (Anelide), care au o

Collembola

Acarieni

Cilopode

Page 60: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

60

acţiune foarte favorabilă asupra solului. Existănumeroase specii, multe dintre ele diferind de la un tip de climat la altul. În Europa, în solurile arabile, sunt comune două specii: Lumbricus terrestris, de culoare roşie şiAllolobophora caliginosa, de culoare roz. Ecologia viermilor de pământ este una dintre cele mai bine studiate.

Anelidele nu rezistă la ger dar, la apariţia primului îngheţ, covorul vegetal le poate asigura o protecţie suficientă, înainte ca ei să migreze în profunzimea solului pentru a putea rezista mult mai bine.

Viermii de pământ preferă un habitat umed, bogat în materie organică şiîn Ca disponibil. Numărul lor este, în general, mult mai mare în solurile mai grele, cu conţinut mare de materie organică, neutre sau foarte slab acide. Dar, numărul şi activitatea lor, şi chiar speciile lor variază, uneori, pe distanţefoarte scurte, în funcţie de pH şi de alte condiţii de sol, în mod deosebit materia organică de care au nevoie în cantităţi foarte mari. Creşterea numărului de viermi de pământ după aplicarea îngrăşămintelor organice a fost probată de numeroase studii şi cercetări de specialitate.

Efectul viermilor de pământ asupra solului nu se limitează doar la acţiunile mecanice de transfer, de amestecare sau de aerare a acestuia. Totuşiaceste acţiuni sunt foarte importante, mai ales în solurile necultivate unde se realizeză transporturi de cantităţi apreciabile de sol înspre suprafaţă şi invers, încorporarea materiei organice nedescompusă (resturi vegetale) servindu-le acestora de hrană şi adăpost. În anumite cazuri, mărimea şi stabilitatea agregatelor de sol pot creşte şi chiar, în unele soluri de pădure, este favorizată dezvoltarea „mullului” la suprafaţă. O serie de alte activităţi ale viermilor de pământ, cunoscute astăzi, au legătură cu fertilitatea solului. Chiar în lucrările lui Darwin (1885, citat de Pochon şi col., 1958) s-a consemnat că masa solului care traversează corpul acestor organisme poate atinge valori considerabile (până la 30 tone pe an). În aceste condiţii se poate aprecia că există o aşa-zisă „predigestie” a elementelor nutritive necesare plantelor. De fapt, traversând organismul viermilor de pământ, atât fracţiunile organice ale solului, cât şi cele minerale, mai ales cele azotate, sunt supuse enzimelor digestive care eliberează nutrienţi foarte valoroşi pentru plante.

Cercetări efectuate pe dejecţiile viermilor de pământ în solurile cultivate şi în solurile de pădure, au arătat că acestea, comparate cu solul ca atare, aveau un pH şi o capacitate de schimb cationic mai ridicate şi, totodată, erau net mai bogate în materie organică, în N total şi NO3

−, în Ca şi Mg schimbabil şi în P mobil. Prin urmare, viermii de pământ contribuie, prin dejecţiile lor, la creşterea directă a capacităţii productive a solului.

Viermi de sol

Page 61: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

61

Importanţa macrofaunei solului este legată în general de efectele asupra proprietăţilor fizice şi chimice ale solului, asupra descompunerii rocilor şiasupra structurilor comunităţilor microbiene. Viermii de sol, furnicile, termitele fragmentează şi transportă materia organică în straturile mai profunde ale solului. Milipedele, acarienii, isopodele şi colembolele participăla fragmentarea reziduurilor organice. Metazoarele, care străbat solul producând canale sau care amestecă materia organică cu solul, influenţeazăinfiltrarea apei şi rata de percolare. În cazul reziduurilor organice fragmentate, în special materia organică lemnoasă provenind din stratul organic rezidual de la suprafaţa solurilor împădurite, cu cît creşte suprafaţaexpusă ploii, cu atât creşte şi microflora solului.

Mineralizarea produsă direct de fauna solului este mică în raport cu activitatea bacteriilor. Mecanismele implicate în accelerarea descompunerii de către fauna solului, prin efectele indirecte, precum schimbarea proprietăţilor fizice şi chimice ale solului şi ale masei de reziduuri organice şicompoziţia microflorei solului nu au fost încă pe deplin înţelese. Măsurătorile obţinute în sisteme închise nu pot fi extrapolate în câmp. În sisteme complexe precum solul, orice factor poate fi implicat. Când mai mulţi factori acţionează simultan, orice factor singular poate avea o influenţă mult mai mică decât cea dovedită prin măsurătorile indirecte ale sistemului închis.

Se poate conchide că efectele faunei solului asupra acestuia sunt benefice dat fiind rolul lor în transferul şi amestecarea solului cu materia organică, în formarea structurii granulare, în aerarea şi drenarea straturilor de sol. În plus, aceste organisme pot influenţa transformările chimice, care se petrec în sol, fie direct prin propria digestie, fie indirect prin intermediul acţiunii lor prădătoare asupra Bacteriilor, Ciupercilor, Protozoarelor sau Algelor. Cele mai multe dintre aceste animale mor, contribuind astfel la acumularea materiei organice.

Macroflora. Rădăcinile plantelor. Platele superioare, la fel de bine ca

şi anumite forme inferioare, fac parte din sistemul bio-teluric. Rădăcinile plantelor constituie o sursă de primă importanţă de materie

organică întrucât aportul lor îl depăşeşte cantitativ pe cel al ansamblului celorlalte organisme. De fapt, această formă de întoarcere automată amateriei organice în solurile arabile este indispensabilă menţinerii humusului în sol, ca şi subzistenţei microorganismelor. În afară de această funcţie, rădăcinile plantelor superioare interferează cu echilibrul soluţiilor apoase ale solului, asimilând compuşi dizolvaţi şi, de asemenea, cu valorile proprii numeroaselor elemente nutritive, prin intermediul acizilor, în special acidul carbonic concentrat la suprafaţa lor. Rădăcinile plantelor, prin produşii pe care-i excretă, stimulează în general contactul lor cu microflora. Este vorba

Page 62: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

62

de „rizosferă”. Echilibrul microflorei solului este un echilibru dinamic, în perpetuă variaţie, datorită variaţiei condiţiilor ecologice şi climatice.

Cercetările ştiinţifice au dovedit existenţa unei influenţe a rădăcinilor plantelor asupra acestui echilibru. De fapt, rădăcinile plantelor au în primul rând o influenţă mecanică modificând structura solului; ele degajă gaz carbonic; ele lasă să se difuzeze substanţe cu acţiune energetică, enzimaticăsau auxinică; ele abandonează resturi ale ţesuturilor lor, care pot fi metabolizate de către microorganisme. Prin toate aceste moduri de acţiune, rădăcinile plantelor modifică, desigur, microflora solului.

Pe de altă parte, microorganismele au o acţiune asupra dezvoltării, în special asupra nutriţiei plantelor, prin puterea lor de mineralizare a substanţelor organice, prin puterea lor solubilizatoare (sau, din contra, de insolubilizare) a elementelor minerale. Practic toate substanţele utilizate pentru nutriţie de către plante au fost în prealabil metabolizate de către microorganisme.

Aşadar, există o zonă a solului, aproape de perii radiculari, unde au loc interacţiuni microfloră-plantă de mare intensitate şi a căror importanţă agronomică este deosebită. Este vorba de zona denumită „rizosferă”. Efectul rizosferei este cu atât mai evident şi cu atât mai bine marcat cu cât se ia în considerare o zonă a solului foarte apropiată de radicelele plantelor.

Se pot distinge, de asemenea, două sectoare în zona rizosferei:

a. zona îndepărtată, care se întinde de la 50 cm până la cîţiva milimetri faţă de radicele (denumită, de asemenea, Edafosferă);

b. rizosfera apropiată, care este reprezentată de stratul de sol ce vine în contact propriu-zis cu radicelele (denumită, de asemenea, Rizoplan sau Histosferă). Densitatea microbiană poate fi atât de importantă în această zonă încât rădăcinile sunt înconjurate de un veritabil manşon, care practic le izoleazăaproape complet de sol (Bacterioriză); toate activităţile nutritive ale plantei se fac prin intermediul manşonului microbian aşa încât se poate înţelege că în aceste condiţii există repercusiuni care se pot răsfrânge asupra dezvoltării şi sănătăţii plantei.

Dat fiind interesul agronomic, numeroase cercetări au fost şi sunt încăconsacrate Rizosferei. Totuşi este dificil uneori să se emită concluzii precise şi concordante asupra relaţiei dintre rădăcinile plantelor şi comunitatea microbiană care alcătuieşte rizosfera, datorită varietăţii tehnicilor şimetodelor de cercetare utilizate de către diferiţi cercetători, în special pentru

Rădăcină - rizosferă(Lebek şi Bader, 2002)

Page 63: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

63

a judeca activitatea diferitelor grupuri fiziologice şi pentru numărarea florei totale.

4.2.2. Microorganisme Microfauna. În cadrul microfaunei există două grupuri de organisme

considerate a fi cele mai importante şi anume Metazoarele şi Protozoarele.

METAZOARE. Dintre metazoare, nematozii, denumiţi şi viermi rotunzi sau viermi filamentoşi, sunt organismele cele mai numeroase în sol. Numărul lor poate atinge câteva milioane pe metru pătrat. Numeroase forme de nematozi din sol au mai puţin de 0,05 mm lărgime şi 2 mm lungime. Sunt organisme de formă rotundă sau cu extremitatea posterioară în general ascuţită. Doar câteva specii sunt dăunătoare pentru plante.

Nematozii pot fi clasaţi în trei grupe în funcţie de modul lor de hrănire: cei care se hrănesc cu materia organică aflată în descompunere; cei care se hrănesc cu alţi nematozi sau care parazitează plante, bacterii, protozoare şidiferite alte forme de viaţă; cei care infestează plantele superioare (tomate, morcov) şi pe care îşi petrec o parte din ciclul lor de viaţă.

Prima grupă este în general cel mai frecventă în multe soluri unde ajutăla descompunerea materiei organice, la amestecarea intimă a acesteia cu fracţiunile minerale ale solului şi chiar la aerarea solului. Ca şi alţi prădători ai solului, nematozii măresc viteza ciclului nutrienţilor în sol.

PROTOZOARE. Protozoarele reprezintă forma de organizare cea mai simplă a vieţii animale. Ele sunt organisme unicelulare ca şi bacteriile dar au dimensiuni mult mai mari, un grad de organizare şi de dezvoltare mult mai ridicat. Sunt microorganisme care se mişcă singure sau înoată în apa dintre particulele de sol. Acest grup este foarte divers din punct de vedere morfologic şi nutriţional. Au fost descrise circa 30 000 de specii .

Se disting trei grupe în funcţie de morfologia lor şi de mijlocul de locomoţie: cele care se mişcă prin intermediul cililor, Ciliate; cele care se mişcă prin intermediul flagelilor, Flagelate şi cele care se mişcă prin intermediul pseudopodelor, Amibe. Protozarele care trăiesc libere în sol se hrănesc cu substanţe organice dizolvate, precum şi cu alte organisme. Ciliatele din sol depind în primul rând de hrana bacteriană. În plus, ele se hrănesc cu drojdii şi alte protozoare şi chiar cu mici metazoare, precum rotiferele. Amiba se hrăneşte cu bacterii, cu alte protozoare, cu drojdii, spori fungici şi alge. Studii de laborator au semnalat că doar un singur protozoar

Nematod

Page 64: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

64

poate consuma câteva sute de mii de celule bacteriene într-o oră. Numărul consumat este în funcţie demărimea, atât a organismului protozoar cât şi acelui bacterian.

Aflate în general în numărmare în soluri, mai ales ultimele două grupe, Protozoarele sunt printre cele mai diverse şi mai abundente microorganisme telurice. Peste 250 despecii au fost izolate, din care se pot găsi până la 40 sau 50 în acelaşi sol. Numărul lor pare a fi foarte fluctuant mergând de la 500 000 la 1 milion pentru Flagelate, de la 100 000 la 500 000 pentru Amibe, de la 80 la 1 000 pentru Ciliate, fără a se exclude posibilităţile unor fluctuaţii mult mai ample. Masa totală a materiei vii astfel reprezentată a fost evaluată de la 100 la 300 kg/ha.

Condiţiile de bună de aerare a solului precum şi existenţa surselor nutritive reprezintă factorii primordiali ai controlului repartizării acestor microorganisme în sol dar ecologia Protozoarelor este încă un subiect de cercetare şi cunoaştere.

Adăpostite în general de straturile superficiale ale solurilor, protozoarele, par a se regăsi în număr mare mai ales primăvara şi toamna. Protozoarele din sol au un efect asupra structurii şi funcţionării comunităţilor microbiene.

Creşterea numărului de bacterii, observată în mod obişnuit dupăîncorporarea reziduurilor organice în sol, este urmată aproape întotdeauna de creşterea numărului de protozoare. Modul de hrană selectiv al protozoarelor poate altera modul de amestecare a genurilor de bacterii. În laborator, procedeele de descompunerea reziduurilor organice se petrec mult mai rapid în prezenţa, atât a bacteriilor cât şi a protozoarelor decât doar în prezenţa bacteriilor (Paul şi Clark, 1989). Prin consumarea şi digestia bacteriilor, protozoarele măresc viteza de desfăşurare a ciclului azotului, făcându-l pe acesta mult mai disponibil pentru plante.

ROTIFERE. Rotiferele sunt animale multicelulare dar au dimensiuni foarte mici, atât de mici încât pot fi confundate cu organisme unicelulare. Ele nu au foarte multe celule totuşi, circa 1000, dar care au atribute speciale. Rotiferele au fost descoperite de către Leeuwenhoek cu

Protozoare – Ciliate

Protozoare – Flagelate

Page 65: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

65

circa 200 de ani în urmă. În lume există circa 2 000 - 2 500 de specii cu o mare varietate de forme ale corpului. În condiţii de umiditate ridicată(terenuri mlăştinoase), numărul şi varietatea lor pot fi mari. Circa cincizeci de specii se regăsesc în mod curent în soluri.

Numele rotiferelor este dat de extremitatea lor anterioară, care este de forma unui disc retractabil purtând coroane de cili care, în mişcare, se aseamănă unor roţi. Graţie acestor cili animalele reuşesc să atragă înspre ele materiile nutritive.

Extremitatea posterioară se termină ca un fel de picior ascuţit cu care animalul se fixează pe un suport convenabil. Ele măsoară ceva mai mult de 2 mm în lungime şi se pot recunoaşte prin dubla sau multipla coroană de cili. Rotiferele pot fi întâlnite în apele proaspete, nealterate din mediul înconjurător şi în apa din sol, unde locuiesc practic în filmele de apă care se formează în jurul particulelor de sol.

În apele din mediul înconjurător, rotiferele se pot întâlni în lacuri, râuri, pârâuri. De asemenea, rotiferele, sunt întâlnite în mod obişnuit în muşchii şilichenii care cresc pe trunchiurile copacilor sau pe roci, în picăturile de ploaie, în bălţi, în sol şi în litieră (stratul de frunze de sub coroana copacilor), pe ciupercile ce cresc în apropierea copacilor, în bazinele de tratare a apelor uzate şi chiar pe crustaceele şi larvele insectelor acvatice (Örstan, 1999, citat de Speer şi col., 2000).

Deşi au în general mărimea protozoarelor, animale unicelulare, rotiferele sunt multicelulare (mai puţin de 1000), făcând parte din metazoare, fiind una din principalele cinci clase ale viermilor rotunzi (van Egmond, 1995). Deşinu se cunosc foarte multe în ceea ce priveşte semnificaţia rotiferelor în procesele biologice ale solurilor, se presupune că şi ele, ca şi protozoarele şinematozii, intră în ciclul de descompunere a materiei organice în general şiaceasta cu atât mai mult cu cât condiţiile ambientale sunt mai umede, precum în turbării sau în zonele inundate.

Mezofauna şi microfauna pot influenţa în mod direct structura comunităţilor microbiene. Rata de consumare a bacteriilor de către nematozi a fost estimată la peste 5 000 de celule/min, iar consumul total al microflorei de către bacterivore şi fungivore la circa 50 % din producţia anuală de biomasă microbiană (Paul şi Clark, 1989).

Microflora. Microflora solului este constituită din patru mari grupe,

care sunt clasificate, după mărimea şi complexitatea lor, în: Alge, Ciuperci, Actinomicete şi Bacterii.

Rotifer cu discuri şi cili.

Page 66: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

66

ALGE. Algele eucariote pot fi întâlnite sub diferite denumiri „mătasea broaştei”, spuma apelor, buruienile mării, marea roşie, etc. Algele sunt cele mai simple dintre eucariotele clorofiliene, distingându-se dintre alte plante verzi prin caracteristicile sexuale. La algele unicelulare, organismul întreg poate funcţiona ca un gamet.

Algele sunt un grup important de microorganisme, conţinînd câteva sute de specii a căror culoare poate fi verde, galben-verzuie, pot fi izolate din sol, dar un număr mic sunt predominante oriunde în lume. În categoria algelor intră şi diatomele, care fac parte din clasa Bacillariophyceae, se găsesc în apele de suprafaţă, în apele marine, singure sau în colonii. Celulele lor au un perete celular alcătuit din două jumătăţi şi este impregnat cu silice. Numele acestui gen vine din Latină, Diatoma, care, la rândul lui vine din grecescul diatomos, care înseamnă tăiat în două şi care se referă tocmai la caracteristicile peretelui celular.

Populaţiile de alge sunt alcătuite din 1000 – 100 000 celule per gram de sol. Algele verzi preferă umiditatea, solurile acide neinundate, iar diatomele preferă solurile bine drenate şi bogate în materie organică.

Algele verzi-albăstrui, Cyanobacteriile sunt procariote şi sunt calsificate, de obicei, ca bacterii. Ele îşi pot fixa azotul necesar, o parte din acesta devenind mai târziu disponibil pentru rădăcinile plantelor. Din aceastăcategorie face parte Spirulina, o algă cotată ca valoroasă sursă nutritivă; ea este bogată în proteină şi poate fi cultivată cu uşurinţă în amenajări acvatice. În ţările tropicale ea poate fi o importantă parte a dietei şi se pare că a fost folosită ca hrană în mod regulat de către Azteci. Popularitatea acestei specii a crescut şi în România în ultimii 10 ani fiind considerată o sursă de hranăsănătoasă şi/sau utilizată în terapia naturală.

Multe alte specii aparţinând cyanobacteriilor produc populaţii care sunt toxice pentru oameni şi animale. Cianobacteriile pot cauza o serie de alte probleme; specii aparţinând genului Lyngbya sunt responsabile de iritaţii ale pielii, precum „mâncărimea înnotului”.

În ceea ce priveşte distribuţia algelor, factorul ecologic cel mai important îl reprezintă umiditatea, ele fiind mai abundente în solurile umede chiar dacă pot rezista şi unor perioade de secetă prelungită.

Diversitatea lor morfologică este foarte mare dar speciile comune ale solului sunt, aproape toate, microscopice şi, fie unicelulare, fie filamentoase. Se pot distinge trei grupe principale în funcţie de pigmentarea lor: Cyanophyte, Clorophyte şi Diatome.

Primele două grupe sunt, în general, superioare ca număr şi pot atinge fiecare până la 100 000 pe gram de sol, dacă condiţiile ambientale sunt favorabile. În solurile de grădină sunt mai abundente Diatomele.

Fiziologia algelor este atât de suplă încât acestea se pot adapta unor condiţii de mediu foarte diverse. În straturile superficiale de sol, algele preiau

Page 67: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

67

N şi alte elemente nutritive din sol, C şi CO2 din atmosferă, precum şienergie şi lumină solară. În straturile mai profunde, unde nu mai au acces liber la lumină, algele pot, din contra, să utilizeze energie derivată din descompunerea materiilor organice. După caz, algele se pot comporta, aşadar, de o manieră asemănătoare plantelor superioare sau formelor inferioare, precum ciupercile.

Rolul algelor în procesele biochimice ale solului nu este foarte bine cunoscut în toate detaliile sale. În afara faptului că ele au un aport la materia organică a solului prin dezvoltarea propriei biomase, ceea ce este propriu tuturor populaţiilor de organisme ce trăiesc în sol, unele dintre alge au o acţiune favorabilă asupra fixării azotului, altele contribuie direct la aceastăfixare, iar altele indirect asociindu-se bacteriilor fixatoare de azot. În plus, prin sintezele lor, algele, în general, ca multe alte organisme, exercită oacţiune care contribuie la reţinerea temporară a nutrienţilor în sol. De fapt, în urma sintezelor protoplasmice, mai ales când acestea sunt foarte importante, precum în cazul algelor şi ciupercilor, apare o transformare temporară a constituienţilor solubili şi minerali în forme insolubile şiorganice. Acestea diminuează pierderile solului în elemente nutritive solubile dar dezvoltarea acestui efect binefăcător în perioadele de creştere şidezvoltare a plantelor poate deveni dăunătoare, limitând sursele nutritive disponibile plantelor.

Numeroase specii de alge trăiesc în primii 2,5 cm ai stratului de sol. Algele din sol, conţinând clorofilă, sunt capabile, ca şi plantele, săfotosintetizeze dacă sunt expuse la lumină şi umiditate. Ele pot să apară ca un film verzui la suprafaţa solurilor, anterior saturate cu apă. Ele pot produce o cantitate importantă de materie organică în solurile fertile şi, anumite alge, excretă polizaharide care au rol în agregarea solului.

FUNGI (CIUPERCI). Fungii sunt microorganisme eucariote grupate în numeroase specii, având mărimi şi forme diferite. Ele reunesc mucegaiuri, făinări, rugini, tăciuni şi ciuperci. Dintre organismele solului, fungii, ca grup, sunt organotrofe, primele care sunt responsabile de descompunerea reziduurilor organice, chiar dacă la numărarea lor pe vase Pétri sunt mult mai puţin numeroase decât bacteriile. Fungii sunt clasificaţiîn subgrupe, în funcţie de caracteristicile morfologice. Este tipic pentru fungi să formeze filamente mici sau hife, septate sau neseptate şi, în mod curent, multinucleate. Hifele constituie un miceliu, un corp sau un talus. Asemenea corpuri pot atinge câţiva decimetri în diametru şi sunt uşor vizibile.

Mucegaiuri vâscoase Unele specii apar în colonii filamentoase în timp ce altele sunt

organisme unicelulare. Unitatea structurală este amiba uninucleată care se

Page 68: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

68

hrăneşte cu bacterii. Ea se caracterizează prin aceea că celulele sunt agregate într-un pseudoplasmodiu.

Acest grup de microorganisme vegetale se caracterizează printr-un stadiu de organizare inferior algelor, cu absenţa clorofilei la toate formele.

Fungii mari Ascomicetele şi Bazidiomicetele sunt denumite uneori şi „fungi mari”.

Ele se disting de ceilalţi fungi prin formarea unui sac sau a unei asce în care se formează ascospori (de obicei patru sau opt) după reproducerea sexuată.Multe specii sunt saprofite în sol, miceliul rămânând în sol, iar la suprafaţaacestuia, la anumite intervale de timp, apar corpuri foarte mari. Ascomicetele au un mare impact asupra oamenilor. Multe sunt parazite ale plantelor, cauzând putrezirea rădăcinilor, putrezirea spicului la porumb, diferite făinări. Cornul secarei (Claviceps purpurea) invadează inflorescenţele plantei şiproduce alcaloizi toxici pentru oameni şi animale. El poate ataca secara dar şi alte graminee perene, precum pirul gros (Agropyron repens). Ciuperca infectează florile tinere şi determină anumite creşteri denumite scleroţi, aşacum se poate observa în imaginea de mai jos. Aceşti scleroţi sunt structuri foarte puternice, rezistente la condiţii vitrege de mediu.

Într-o perioadă în care nu erau încădezvoltate şi larg utilizate produsele pesticide, 1951, într-un mic orăşel din Franţa, St.-Paul Esprit, s-a produs un atac spontan, violent şi brusc al unei boli. Locuitorii Franţei, în general, obişnuiesc să-şi cumpre pâinea zilnic, proaspătă, de la brutărie. Locuitorii acelui orăşel, cumpărau toţi pâinea de la aceeaşi brutărie. Foarte ciudat, dar oamenii au început sa simtă arsuri de-a lungul picioarelor, au început să aibăhalucinaţii, să se poarte ciudat. De fapt, halucinaţiile erau provocate de acidul lisergic, produs de această ciupercă (Volk, 1999).

Specii de Chaetomium sunt destructive în fabricile de celuloză. Pe de altăparte, există specii benefice, precum Saccharomyces, levuri cu activităţifermentative, care sunt exploatate în industriile de producere a berei şi avinului.

Bazidiomicetele includ un larg sortiment de fungi, mai ales ceea ce numim „ciuperci”, bureţi, tăciuni, rugini etc. Bazidiomicetele diferă de alti fungi prin producţia lor de spori (bazidiospori) externi, având o structurăspecializată, denumită bazidiu. Ca plante parazite, Bazidiomicetele determină

Cornul secarei – Claviceps purpurea

(Volk, 1999)

Page 69: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

69

pierderi imense în cultura plantelor, la arbori şi arbuşti. Pierderi deosebite se înregistrează la cereale prin atacul tăciunilor şi al ruginilor. Speciile din ordinul Uredinales sunt cele mai rele, fiind agenţii care cauzează tăciunii plantelor. Există mii de specii dăunătoare între care se evidenţiază tăciunele negru al cerealelor şi tăciunele alb al pinului. Există şi specii benefice, care formează asociaţii cu rădăcinile plantelor (micoriza), precum şi specii bine recunoscute pe piaţa internaţională a ciupercilor comestibile. Agaricus bisporus este o specie cultivată cel mai adesea pe compostul din bălegar de cal. Printre multe altele, Boletus edulis este o specie „sălbatică” cel mai adesea culeasă pentru consum. Există multe alte genuri otrăvitoare (ex., Amanita, Coprinus, Clitocybe, Psilocybe) făcând parte din ordinul Agaricales. Acest ordin include, de asemenea şi fungi care fac asociaţii cu rădăcinile plantelor.

Bazidiomicetele sunt foarte bune descompunătoare ale materialelor lemnoase, inclusiv talaşi sau partea bazală a trunchiurilor copacilor tăiaţipentru valorificare. Fungii care descompun celuloza, dar nu şi lignina, sunt agenţi care cauzează tăciunii bruni ai lemnului, denumiţi astfel datorităculorii ligninei reziduale, parţial oxidată şi având o culoare închisă. Tăciunele alb este cauzat de fungi care distrug atât celuloza cât şi lignina. Printre genurile importante în provocarea putrezirii lemnului se numără: Fomes, Polysporus, Poria şi Armillariella.

Agaricus bisporus (Stevens, 1996) Boletus edulis

Fomes fomentarius (Volk, 2001)

Amanita muscaria (M-ţii Bucegi, 2004)

Page 70: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

70

Fungi imperfecţiMajoritatea speciilor incluse în această grupă

se numesc fungi imperfecţi şi fac parte din clasa Deuteromycetes, care se caracterizează prin hife septate. Stadiile sexuale reproductive nu au fost observate la aceste microorganisme. Datorităabsenţei stadiului sexual din reproducerea lor, aceste microorganisme au primit denumirea de „fungi imperfecţi”. Unii micologişti cred că mulţidintre fungii imperfeţi reprezintă stadii conidiale ale ascomicetelor, ale căror stadii sexuate sunt rareori formate sau observate. Există circa 17 000 de specii de fungi imperfecţi descrise.

Majoritatea Deuteromicetelor sunt saprofite în sol dar există multe specii parazite pe alţi fungi , pe plantele mari, pe oameni şi animale. În sol se găsesc următoarele genuri: Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Fusarium, Cladosporium, Arthrobotrys, Gliocladium şi Helminthosporium. De asemenea, mai poate fi întâlnit genul Rhizoctonia, care face parte dintr-un subgrup al deuteromicetelor, deosebit prin aceea că speciile nu ating faza conidiană,reproducerea făcându-se prin fragmentarea hifelor.

Din punct de vedere economic, cele mai importante genuri din cadrul fungilor imperfecţi sunt Penicillium şi Aspergillus. Unele specii de Penicillium sunt sursele celor mai cunoscute antibiotice, pecum penicilina, iar altele dau caracteristicile şi aromele unor brânzeturi franţuzeşti, precum Roquefort şiCamembert. Specii aparţinând genului Aspergillus sunt folosite pentru fermentarea soiei şi a pastei de soia. Aşa cum s-a menţionat mai sus, un anumit număr de fungi imperfeţi pot afecta plantele mari, alimentele, oamenii şi animalele. Aflatoxinele, printre care şi cei mai cunoscuţi compuşicarcinogenici, sunt produşi de tulpini ale lui Aspergillus flavus crescând pe porumb, alune de pământ, etc. Multe dintre ţările dezvoltate au precizate şiaplicate limite legale privind concentraţia aflatoxinelor permisă în diferite alimente.

Ciupercile sunt foarte diferite din punct de vedere morfologic şifiziologic. Totuşi ele sunt repartizate în trei grupe având doar o valoare sugestivă a unui anumit tip structural:

• levuri şi forme levurice; • mucegaiuri incluzând şi ciupercile filamentoase; • ciuperci „cu pălărie” (Basidiomycetes).

Prima grupă este foarte puţin întâlnită în soluri. Celelalte două grupe sunt mult mai numeroase în soluri, în special ultima grupă, care este asociatăsolurilor forestiere unde este responsabilă de formarea micorizelor. Deşiciupercile sunt foarte numeroase, numărul lor este totuşi mult mai mic decât

Hifă septată

Page 71: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

71

cel al bacteriilor, cu excepţia, poate, a terenurilor acide sau foarte bogate în materie organică. Condiţiile de mediu favorabile cipercilor, în afară de prezenţa materiei organice şi a acidităţii, comportă aerarea (ciupercile pot trăişi în condiţii de anaerobioză parţială), care le stimulează creşterea.

Numărul de ciuperci pe gram de sol superficial variază, aproximativ de la 8 000 la 1 milion, ceea ce ar echivala cu o biomasă la hectar de 1 000 pânăla peste 1 500 kg. Rolul în sol şi influenţa lor asupra proceselor biochimice sunt minimizate în favoarea bacteriilor.

Numeroşi fungi sunt utili solului şi plantelor prin acţiunea de descompunere pe care o exercită asupra materiei organice sau prin eliberarea nutrienţilor din compuşii minerali ai solului. Fungii au o mare rapiditate în colonizarea materiei organice şi în demararea procesului de descompunere a acesteia. Există şapte specii de fungi care sunt capabili să acţioneze ca şicapcane asupra nematozilor dăunători ai plantelor.

Anumite ciuperci ale solului sunt capabile să formeze asociaţii simbiotice cu rădăcinile plantelor. Acestea reprezintă micorizele. Ele favorizează absorbţia de către rădăcinile plantelor a elementelor minerale din zona rizosferei şi din sol şi ameliorează astfel nutriţia majorităţii speciilor vegetale. Structurile generate de asociaţiile micoriziene pot fi clasate pe baza criteriilor ecologice, morfologice şi fiziologice.

Ciupercile micoriziene sunt toate heterotrofe pentru carbon şimajoritatea sunt pentru vitamine precum tiaminele şi biotinele. Pentru marea majoritate a acestor ciuperci, sursa de carbon este furnizată de către planta-gazdă sub formă de zaharoză, glucoză şi fructoză dar, anumite specii, utilizează proteine şi complexe polimerizate, precum celuloza şi lignina. Când ciuperca nu este asociată plantei-gazdă, capacitatea sa de degradare a compuşilor macromoleculari, precum lignina, este limitată. Plantele sunt limitate în creşterea lor datorită incapacităţii lor de a optimiza absorbţia de către rădăcini a elementelor minerale din sol, precum fosforul şi azotul.

Ciupercile ectomicoriziene joacă un rol important şi în absorbţia şitransferul sau imobilizarea altor elemente minerale din sol, precum cuprul, fierul, zincul şi potasiul. Metalele grele, uneori prezente în exces în anumite soluri acide (aluminiu, cadmiu, zinc), sunt absorbite şi acumulate de cordoanele miceliene care le prind în capcană. Această facultate face din aceste ciuperci buni detoxifianţi ai solului (solul, mediu epurator).

În cursul ultimilor ani, cunoştinţele privitoare la fiziologia şi la simbioza ectomicoriziană s-au multiplicat şi au permis o mai bună înţelegere a mecanismelor de absorbţie, acumulare şi transport al fosfatului, azotului şi al glucidelor în aceste asociaţii. Observaţii recente au evidenţiat că dezvoltarea şi funcţionarea simbiozei ectomicoriziene sunt sub controlul metabolic şigenetic al celor doi parteneri, plantă şi ciupercă, respectiv.

Page 72: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

72

În importanţa binecunoscută şi recunoscută a agenţilor microbiologici pentru edificarea stabilităţii structurii solurilor, ciupercile filamentoase ocupăun loc predominant, fiind reprezentate de specii şi genuri precum Cladosporium, Penicillium şi Trichoderma. Ciupercile, prin aderenţa particulelor fine de sol la hifele constitutive, formează agregate poroase, stabile şirezistente.

Atât prin sinteza protoplasmică importantă, prin care participă la acumularea materiei organice în sol, cât şi prin degradarea compuşilor azotoşi şi carbonici constituind resturile vegetale, ciupercile sunt agenţiputernici antrenaţi în formarea humusului. Cercetătorii au remarcat formarea substanţelor negre, similare substanţelor humice, în culturi de ciuperci pe celuloză sau alţi compuşi vegetali săraci în lignină. Principalele roluri fungice în raport cu solul, care au fost semnalate, au ca rezultat participarea la humificare.

Ciupercile joacă în sol un rol de primă importanţă: în descompunerea materiei organice carbonate; în sinteza complecşilor carbonaţi şi azotaţiproteici ce reintră în constituţia propriului miceliu, care are un raport C/N în medie de 10, precum humusul aflat într-un grad de evoluţie satisfăcător; prin participarea la humificare. Activitatea ciupercilor în sol depinde, printre altele, de raportul C/N al substraturilor asupra cărora ele acţionează, datăfiind exigenţa lor faţă de C, mai mare decât faţă de N.

ACTINOMICETE. Între Ciuperci şi Bacterii se plasează un stadiu morfologic intermediar: acela al Actinomicetelor. Micobacteriile sau Actinomicetele sunt microorganisme clasate mai degrabă în zona bacteriilor decât în ce a ciupercilor. Ele nu sunt tot atât de numeroase ca şi bacteriile dar au un rol vital la nivelul solului.

Actinomicetele sunt poate microorganismele cel mai universal repartizate în sol, ape şi în îngrăşămintele organice. Aceasta se produce datorită capacităţii lor de a supravieţui tot atât de bine în condiţii defavorabile, datorită puterii lor de a metaboliza substanţe foarte diverse. Se găsesc practic în toate tipurile de sol (chiar în unele turbării acide) cultivate sau necultivate, fertile sau nu. Totuşi, habitatul pe care acestea îl preferă este reprezentat de soluri neutre sau alcaline, bogate în materie organică, unde pot atinge 15 milioane pe gram de sol (Conn, 1913 – citat de Pochon şi Barjac, 1958). Factorii de care depinde repartizarea actinomicetelor la nivelul solului sunt următorii:

pH-ul. Dacă în solurile al căror pH are valori cuprinse între 6,8 şi 8, Actinomicetele sunt abundente nu acelaşi lucru se petrece în cazul solurilor al căror pH scade la 5. Totuşi, chiar în anumite soluri acide, proporţia lor, în raport cu ansamblul microflorei, poate varia de la 0 la 37 %. Modificarea pH-ului se poate însă utiliza pentru a elimina unele specii patogene.

Page 73: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

73

Umiditatea. Marea lor rezistenţă la uscăciune le permite ca, în mare parte, Actinomicetele să se regăsească în proporţie mai mare în solurile aride şideşertice.

Bogăţia în materie organică. Actinomicetele sunt în special abundente acolo unde materie organică este metabolizată activ, cu formare de humus şi acolo unde humusul este în curs de mineralizare. Majoritatea autorilor unor lucrări ştiinţifice privind aceste microorganisme le atribuie acestora un rol esenţial în metabolismul materiei organice. Actinomicetele sunt însă foarte puţin prezente în solurile nisipoase.

Anotimpul. Cercetări foarte vechi, dar şi recente evidenţiază că numărul de Actinomicete în sol are o anumită variabilitate în funcţie de sezon. Primăvara acestea reprezintă 20 % din microflora solului, toamna se ajunge la 30 %, deci numărul lor creşte odată cu creşterea cantităţii de materie organică în sol, iar iarna se ajunge la 13 % din microflora solului.

Adâncimea stratului de sol. Numărul acestor microorganisme descreşte cu profunzimea stratului de sol, dar mai puţin repede decât acela al altor microorganisme.

Tratamentele solului. Neutralizarea unui sol acid, aplicarea de îngrăşăminte, mai ales organice, au rolul de a stimula Actinomicetele. Există adesea un fel de balans între proliferarea bacteriilor şi cea a Actinimicetelor; spre exemplu, dacă se reumidifică un sol uscat, are loc mai întâi o proliferare bacteriană(scade proporţia Actinomicetelor), urmată apoi de o încetinire, iar apoi creşte numărul şi proporţia Actinomicetelor.

Totuşi nu se pot formula concluzii foarte precise ţinând cont de aceste aspecte. De fapt, numărarea actinomicetelor rămâne foarte aleatorie; rezultatele sunt diferite în funcţie de mediile de cultură utilizate. Vor fi valabile mai ales numărătorile care se bazează pe celulele germenilor realmente activi în sol, adică starea de viaţă vegetativă şi nu forma de rezistenţă (conidii); numărătorile banale sunt globale şi artificiile propuse pentru aprecierea separată a miceliului şi a conidiilor sunt de o eficacitate aleatoare.

Prezenţa aproape generală a Actinomicetelor în soluri şi caracterul lor polifag ne lasă să presupunem că ele trebuie să aibă funcţii importante în procesele naturale, mai ales la contactul cu rădăcinile plantelor (rizosfera apropiată) unde sunt deosebit de numeroase. Actinomicetelor li se pot atribui următoarele:

• descompunerea reziduurilor animale şi vegetale din sol cu eliberare de acizi organici plecând de le compuşi ai carbonului şiamoniac plecând de la substanţe azotate;

• procesele de humificare, însoţite de formarea de substanţenegre; invers, fenomenul de mineralizare a humusului, cu eliberare de materii minerale accesibile plantelor şi sinteza de

Page 74: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

74

miceliu celular care, ulterior, prin descompunere şi autoliză, va intra în ciclul humusului;

• acţiune favorabilă asupra creşterii plantelor, prin eliberarea de minerale biodisponibile; este posibil ca aceste microorganisme să favorizeze chiar şi formarea nodozităţilor în simbioza pe care o realizeză Leguminoasele cu bacteriile din genul Rhizobium.

• prin secreţia lor de compuşi antibiotici, Actinomicetele joacă, cu certitudine, un rol foarte important în echilibrul microflorei şi în fenomenele de antagonism.

Totuşi, rolul şi funcţiile microorganismelor solului, aşa cum stabilea Winogradski, „nu trebuie să fie considerate ca o sumă a activităţilor individuale, ci ca o lucrare colectivă autoreglabilă” (Pochon şi Brjac, 1958).

BACTERII. Grupul de organisme care le depăşeşte pe toate celelalte ca număr şi varietate, în solurile cultivate, este cel al Bacteriilor. Bacteriile sunt forme microvegetale unicelulare având, în majoritate, mărimea particulelor coloidale. Numărul lor, în sol, este dependent de rapiditatea cu care acestea se înmulţesc şi de sensibilitatea lor la numeroşifactori. Prin numărare indirectă a culturii în diluţie pe placă Pétri, numărul lor poate varia de la 300 000 la 95 de milioane pe gram de sol, iar prin numărarea directă la microscop, de la 1 la 4 miliarde. În medie, în solurile având o bună productivitate, biomasa bateriană totală a fost evaluată la peste 500 kg/ha.

Bacteriile sunt cele mai comune dintre organismele vii de la suprafaţapămâmântului. Ele sunt lipsite de membrană nucleară făcând parte din procariote. Nucleoplasma lor nu este separată de citoplasmă, precum la fungi, protozoare sau alte eucariote. Pereţii celulei bacteriene sunt compuşiîn principal din peptidoglicani, iar reproducerea se bazează pe fuziune binară. Schimbul de gene este îndeplinit prin conjugare şi transducţie. Conjugarea presupune transferul unei mari cantităţi de material genetic între celulele perechi, donor şi receptor. Transducţia presupune transferul genetic direct al ADN de către viruşii care atacă bacteria (bacteriofagi).

Atât sursa energetică, precum şi sursa de carbon, pot fi utile în a descrie diferenţele de bază ale fiziologiei bacteriilor, ca şi ale altor organisme în general. Bacteriile pot fi astfel împărţite grosso modo în două grupe: autotrofe şi heterotrofe. Heterotrofele îşi obţin sursa de energie necesară, precum şisursa de carbon, din substanţe organice complexe, unele fixând N atmosferic în simbioză sau nu, altele necesitând azot combinat. Autotrofele îşi preiau energia din oxidarea compuşilor minerali, C din CO2 şi N din compuşi minerali. Bacteriile nitrificatoare se deosebesc nu numai datoritănevoilor lor de nutriţie dar şi prin răspunsul la condiţiile de mediu, ceea ce

Page 75: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

75

face ca natura, numărul şi activitatea diferitelor tipuri de bacterii să depindă,totodată, de elementele nutritive prezente şi de condiţiile de sol.

În cele ce urmează vor fi prezentate pe scurt cle mai cunoscute genuri ale bacteriilor care sunt implicate, printre altele, în activităţi de transformare a materiei organice din sol şi nu numai.

Arthrobacter Acest gen este, din punct de vedere numeric, predominant în sol. Unele

estimări îl plasează la peste 40 % din totalul bacteriilor numărate în cultură în vase Pétri, ca populaţii. Bacteriile din acest gen se caracterizează prin pleomorfism (pe durata unui cliclu de viaţă apar forme diferite) si variabilitate Gram. Celulele lor sunt mici, de formă cilindrică în stadiile iniţiale de creştere, Gram-negative (G―), iar mai târziu devin, foarte încet, Gram-pozitive (G+) cilindrice şi G+ cocoide (vezi colorarea Gram la lucrări practice de Microbiologie). Cilindri foarte lungi şi chiar ramificări pot fi observate în primele 2 ore după inoculare pe substraturile proaspete. Multe bacterii din acest gen au o slabă mobilitate care trece adesea neobservată. Numărul lor foarte mare în sol face ca o mare diversitate de substraturi să fie folosite în metabolismul lor oxidativ. Bacteriile din acest gen cresc încet (formeazăcolonii mici pe mediu de agar) şi sunt competitori slabi în primele stadii de descompunere a reziduurilor organice, pe durata cărora, substanţele uşor dedescompus (zaharuri, aminoacizi) sunt atacate rapid de alte genuri.

Streptomycetes Ca şi alte două genuri, Pseudomonas şi Bacillus, Streptomycetes nu poate

atinge, în sol, decât 5 până la 20 % din totalul bacteriilor determinate prin numărare în vase Pétri. În rândul bacteriilor, acest gen descinde din ordinul Actinomycetales. Circa 90 % din izolatele de Actinomicete din sol pot fi atribuite genului Streptomycetes. Membrii acestui gen produc micelii ramificate, compacte, bine dezvoltate şi colonii compacte pe mediu de agar. Reproducerea are loc cu o producţie importantă de spori aerieni şi prin fragmentarea miceliană. Bacteriile din acest gen sunt G+, oxidativ organotrofe (heterotrofe). Ele nu tolerează excesul de apă în sol, sunt mai puţin tolerante decât fungii şi, în general, intolerante la aciditatea solului.

Numeroase bacterii din acest gen sunt producătoare de antibiotice, antibacteriene, antifungice, antialgice, antivirale etc. Descoperirea streptomicinei a fost atribuită, de altfel, unui specialist în microbiologia solului (S. A. Waskman), care a şi primit Premiul Nobel pentru medicină în anul 1942 (Paul şi Clark, 1989).

Pseudomonas Bacteriile din genul Pseudomonas sunt G―, de formă cilindrică, drepte sau

curbate cu o flagelare polară. Sunt aerobe, cu excepţia speciilor denitrificatoare. Majoritatea speciilor sunt heterotrofe; foarte puţine sunt

Page 76: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

76

facultativ autotrofe, folosind H2 sau CO ca sursă de energie. Bacteriile din acest gen nu se întâlnesc doar în sol, ci şi în apele marine ; câteva specii sunt cauzatoare ale unor boli ale plantelor; multe dintre bacteriile nepatogene sunt foarte puternic asociate cu plantele. Ca grup, bacteriile din acest gen, se pot regăsi pe o mare varietate de substraturi organice pe care le atacă,inclusiv zaharuri şi aminoacizi, alcooluri, substanţe hidrocarbonate, uleiuri, acizi humici şi multe dintre pesticidele sintetice. Multe specii pot produce pigmenţi fluorescenţi difuzibili, în special în medii deficitare în fier.

Un gen foarte apropiat de Pseudomonas este Xanthomonas, care cuprinde specii similare, cu excepţia că doar oxigenul molecular este electronul acceptor, iar nitraţii nu sunt reduşi. Bacteriile din genul Xanthomonas spp. sunt patogene pentru numeroase plante.

Bacili sporulaţiMembrii genului Bacillus au formă cilindrică şi pot varia de la G+ la G―;

multe specii manifestă motilitate. Majoritatea bacililor sporulaţi sunt organisme organotrofe, iar metabolismul lor este strict respirator, strict fermentativ sau şi respirator şi fermentativ în acelaşi timp. Există o mare diversitate în cadrul genurilor, după cum o arată gama produşilor formaţi decătre diferitele specii pe durata fermentării glucozei; pot fi produse: glicerol, 2,3-butandiol, etanol, H2, acetonă şi acizi (formic, acetic, lactic şi succinic). Unele specii au fost descrise ca fiind facultativ litotrofe, care folosesc H2 ca sursă de energie, în absenţa carbonului organic. O specie a fost identificatăca fiind fixatoare de N2 (Cacillus polymixa). Numeroase specii produc enzime litice şi antibiotice din clasa polipeptidelor, care sunt destructive faţă de alte bacterii. Toxina produsă de Bacillus turingiensis este patogenă faţă de larvele câtorva insecte şi este folosită pe scară largă ca agent biologic de combatere în agricultura biologică sau în agricultura durabilă (ex.: folosirea bioinsecticidelor (trichogrammes) sub formă de granule, conţinând toxina produsă de Bacillus turingiensis, în combaterea sfredelitorului porumbului, (Pirausta (Ostrinia) nubilalis) sau a ţânţarilor în zonele umede). Bacillus macerans a fost folosit în mod extensiv în tehnologia extragerii fibrelor de in. Bacillus anthracis este un patogen foarte virulent al animalelor. Limitele de temperatură ce pot fi tolerate de aceste genuri sunt de la –5 la 75°C, toleranţa la aciditate este de la pH 2 la pH 8, iar toleranţa la sare este la peste 25 % NaCl.

Clostridium este un alt gen sporogen. Majoritatea spciilor acestui gen sunt strict anaerobe, dar sunt microaerofile, formând mici colonii pe suprafeţele de agar, dar nu sporulează în prezenţa aerului. Unele specii din genul Clostridium au importanţă economică; aceste specii sunt folosite în producerea alcoolurilor şi a solvenţilor comercializaţi. Numeroase specii, precum C. butyricum şi C. pasteurianum, sunt cunoscute ca fixatoare de N2.

Page 77: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

77

Genul este larg răspândit în soluri, în sedimentele apelor marine, în bălegar şi, de asemenea, în tractul intestinului animalelor. Există, de asemenea, doi patogeni ai animalelor, foarte bine cunoscuţi, C. tetani şi C. botulinum, ai căror spori pot persista în sol pe durate lungi de timp.

Aceste genuri sunt foarte prezente în sol, participând la transformarea, în anumite grade, a carbonului şi a altor nutrienţi din sol. Întrucât există sute de genuri de bacterii şi mii de specii în sol, nu este practic să ne propunem a descrie atât de multe unităţi taxonomice. De aceea, în continuare, doar câteva genuri vor fi descrise pe scurt, pentru a face o introducere în ceea ce înseamnă numele cel mai adesea întâlnite în literatura referitoare la microbiologia solului:

Azotobacter sunt bacterii aerobe organotrofe capabile să fixeze N2, pe cale asimbiotică. Alte genuri fixatoare de azot asimbiotic, dar nu tot atât de mult cunoscute sunt Azotomonas, Beijerinkia, Derxia şi Azospirillum.Rhizobium şi Bradyrhizobium sunt genurile cele mai larg cunoscute, care fixează azotul prin simbioză. Celulele lor invadează perişorii radiculari ai plantelor leguminoase, induc formarea nodozităţilor şi cresc ca simbionţi intracelulari. Un gen apropiat, Agrobacterium, induce nodozităţi sau hipertrofii, precum rădăcinile foarte păroase la plante dar nu fixază azotul. Nitrosomonas şiNitrobacter sunt genuri chemolitotrofe cunoscute de multă vreme, care determină nitrificarea în sol. Acestea transformă NH4

+ în NO2―, iar mai

târziu, în NO3―.

Lactobacillus sunt bacterii fermentative organotrofe, care merită a fi menţionate datorită asocierii lor comune cu plantele erbacee. Producţia lor de acid lactic este exploatată în producerea nutreţurilor însilozate, în fermentarea laptelui, în producerea verzei murate sau în producerea maielei pentru pâine. Enterobacter, de asemenea, bacterii fermentative, se găsesc în mod obişnuit în fecalele animalelor şi în canalizări, dar câteva specii sunt larg răspândite în sol şi pe plante.

Rădăcină de soia cu nodozităţi(Casa de vegetaţie USAMVB-2004)

Page 78: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

78

Cianobacteriile Regatul Procariotelor cuprinde două divizii, bacteriile şi cianobaceriile

(Buchana şi Gibbons, 1974-citaţi de Paul şi Clark, 1989). Despre bacterii s-a vorbit în paragrafele de mai-sus. Cianobacteriile, aşa cum s-a menţionat şi în sub-capitolul referitor la alge, sunt procariote fotosintetizatoare, conţinând clorofilă şi, de asemenea, pigmenţi ficobiliproteinici precum ficocianina. Algologiştii argumentează că bacteriile verzi-albăstrui ar trebui incluse în cadrul algelor, cu atât mai mult cu cât ele conţin clorofilă, care este similarăcu cea întâlnită în plantele mari şi în alge. Bacteriile fotosintetizatoare conţin bacteriocloriofile dar nu eliberează O2 liber pe durata procesului de fotosinteză.

Cianobacteriile pot fi întâlnite ca organisme unicelulare, sub formă decolonii şi filamente. Celulele singure, celulele reproductive, sau unităţi şiforme filamentoase, care nu sunt închise în structurile protectoare rigide manifestă adesea motilitate. Citoplasma celulară este structurată în lamele fotosintetice perechi, a căror suprafaţă externă de susţinere produce granule conţinând pigmenţi caracteristici. Pereţii celulei sunt complecşi sau multistratificaţi şi conţin peptidoglican şi mucopolimer, care este dizolvat de către lizozim, la fel ca şi pereţii bacteriilor G−. Uneori pot apare carcase mucilaginoase, uneori neavând limite externe bine definite; ele constau din mucopolizaharide şi acizi pectici. Reproducerea se face prin diviziune celulară şi implică numeroase tipuri de celule specializate: endospori, exospori şi akinete. Diferite cianobacterii unicelulare manifestă fisiune binară. Formele filamentoase se reproduc printr-o fragmentare la întâmplare şi prin micul şi captivul lanţ de celule terminal, denumit hormogoniu. Anumite forme filamentoase produc akinete şi heterocişti. Akinetele sunt celule cu dimensiuni mai mari decât cele normale, care, după germinare produc hormogonium. Heterociştii sunt celule nereproductibile, care diferăde celulele vegetative învecinate prin posesia unor granule refractile şi a unuiperete extern subţire.

Bold şi Wine (1979 – citaţi de Paul şi Clark, 1989) au clasificat bacteriile albastru-verzui în trei ordine: Chemaesiphonales (sporogene, producând endospori şi exospori), Chroococcales (unicelulare sau coloniale şiasporogene) şi Oscillatoriales (filamentoase şi asporogene). Alţi autori s-au folosit de caracteristicile filamentelor pentru a subdiviza ultimul ordin în Oscillatoriales şi Stigonemetales. Cianobacteriile sunt ubicuiste în răspândirea lor, putând fi întâlnite în apele de suprafaţă sărate, în sol şi pe rocile expuse şi nisip. Pe roca mamă a solului ele sunt la fel de importante ca primi colonizatori, singure sau ca simbionţi ai fungilor şi lichenilor. Cianobacteriile se pot întâlni în corpul anumitor briofite, ferigi de apă şiangiosperme. În unele ecosisteme, cianobacteriile au o mare semnificaţie datorită abilităţii lor de a fixa N2.

Page 79: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

79

4.3. Marile cicluri biogeochimice

Indiferent de care dintre elementele minerale, majore (P, K, S… ) sau minore (microelemente) este vorba acestea, datorită activităţilor vegetale sau microbiene multiple şi variate, acestea trec alternativ de la forma organică la forma minerală şi « vice versa ». Forma organică este, când redusă, când oxidată, solubilă sau insolubilă, deci utilizabilă sau nu pentru plante; liberă în sol sau intrând în complexele humice. Activitatea microorganismelor, în funcţie de condiţiile biologice ale solului, este cea care reglează aceste diferite stări şi echilibrul lor dinamic. Ciclurile sunt articulate cu cele ale carbonului şi azotului întrucât, spre exemplu, s-a putut calcula, în ceea ce priveşte bacteriile fixatoare, cantitatea de P consumat pentru fiecare gram de azot fixat.

4.3.1. Ciclul carbonului Vieţuitoarele acestei planete au capacitatea de a recicla permanent

elementele chimice din care sunt compuse. Cel mai comun dintre procesele ciclice este ciclul carbonului (figura 4.1.). Ciclul carbonului este unul foarte complicat, diferind de ciclurile altor elemente minerale. În acest ciclu, în formele sale simple, plantele verzi folosesc fotosinteza pentru a transforma CO2 din atmosferă în substanţe utile creşterii şi dezvoltării, respectiv în biomasă. Animalele, prin consumarea plantelor, digerarea acestora şiutilizarea componentelor lor carbonice, reîntorc în atmosferă carbonul sub formă de CO2. De aceea, atomii de carbon ai vieţuitoarelor sunt continuu reciclaţi pe calea CO2 din aer. Ciclul carbonului are multe subtilităţi şi este foarte sofisticat dacă este studiat în detaliu dar, pe scurt, descrierea deja datăeste adevărată: vieţuitoarele acestei planete depind de ciclul carbonului, care se petrece între materia vie şi CO2 din atmosferă, un proces „întărit” de energia solară şi condus de organismele fotosintetizatoare.

Sursele de carbon introduse în sol sunt numeroase: carbonul mineral din CO2 atmosferic şi carbonaţi telurici; carbonul organic al plantelor şi al animalelor sub multiple forme, pornind de la glucidele simple până la substanţele puternic polimerizate, precum celuloza sau, alte structuri complexe, precum lignina. Metabolismul acestor forme diverse este, desigur, foarte diferit în sol: datorită structurii însăşi a acestor substanţe carbonate, datorită multiplelor microorganisme active în aceste substraturi. Aceste diferenţe se traduc prin viteze de acţiune asupra materiei organice variabile şiprin produşi metabolici intermediari diverşi. Practic, dacă produsele finite de oxidare, de mineralizare a carbonului organic sunt, în mod constant CO2 şiH2O (cu CH4 în anaerobioză), în ceea ce priveşte produsele intermediare,

Page 80: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

80

acestea sunt extrem de variabile (acizi organici, aldehide, alcooli, zaharuri mai mult sau mai puţin complexe). De fapt, în general, mineralizarea carbonului organic este realizată în mod excepţional într-o singură etapă denumeroase grupuri bacteriene şi fungice, care intervin succesiv astfel încât sfârşesc prin a ajunge la substanţe simpe.

Ciclul carbonului este complicat şi datorită faptului că substanţele hidrocarbonate sunt întotdeauna asociate, în proporţii variabile, cu alte substanţe azotate (proteine) sau lipidice, cu lignină, ceruri, răşini, taninuri etc., ori, proporţia relativă a acestor substanţe diverse va modifica substanţial metabolismul hidrocarbonatelor.

Acest metabolism este, de asemenea, variabil şi în funcţie de structura fizică şi chimică a solului, în funcţie de climat (temperatură şi umiditate), în funcţie de tipurile de culturi şi tehnologia aplicată.

Procesul de bază al reciclării carbonului pe termen scurt este cuplul fotosinteză – respiraţie, adică conversia carbonului anorganic din CO2 în Corg prin fotosinteză şi invers, în continuare, conversia Corg din materia organică în Canorg prin respiraţie.

HUMUS

C/N # 10

Scăderea C/N este determinată de

“combustia” materiei carbonate,

cu degajare de CO2

Arderea materiei

organice, a reziduurilor înseamnă

diminuarea fertilităţii solului

HUMIFICARE

Reziduuri vegetale, dejecţii, cadavre…

C/N # 100

DESCOMPUNERE

MINERALIZARECO2

(Gaz carbonic)

Substanţenutritive

organice şiminerale

Metabolism şirespiraţie

Metabolism şirespiraţie

Sinteza glucidelor

O2

O2CO2

Microflora rizosferei

Nutriţia plantei prin intermediul microorga-nismelorsolului

Acţiunea microorganismelor

Minerale insolubile în sol şi

îngrăşăminte insolubile

H2CO3

(Acid carbonic)

H2O

Acţiunea microorganismelor

HUMUS

C/N # 10

Scăderea C/N este determinată de

“combustia” materiei carbonate,

cu degajare de CO2

Arderea materiei

organice, a reziduurilor înseamnă

diminuarea fertilităţii solului

HUMIFICARE

Reziduuri vegetale, dejecţii, cadavre…

C/N # 100

DESCOMPUNERE

MINERALIZARECO2

(Gaz carbonic)

Substanţenutritive

organice şiminerale

Metabolism şirespiraţie

Metabolism şirespiraţie

Sinteza glucidelor

O2

O2CO2

Microflora rizosferei

Nutriţia plantei prin intermediul microorga-nismelorsolului

Acţiunea microorganismelor

Minerale insolubile în sol şi

îngrăşăminte insolubile

H2CO3

(Acid carbonic)

H2O

Acţiunea microorganismelor

Figura 4.1. – Ciclul carbonului (prelucrat după D. Soltner-1990 )

Page 81: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

81

Trebuie considerate trei reacţii de bază. Întâi fotosinteza (1), care utilizează energia solară pentru a sintetiza materie organică fixând carbonul în hidraţi de carbon (CH2O):

Materia organică este reprezentată aici de CH2O, forma cea mai simplăde hidrat de carbon. În realitate, este vorba de molecule mai mari şi mai complexe la a căror bază stau elementele C, H şi O, dar cărora li se ataşeazăalte elemente în cantităţi mai mici, precum azotul (N), fosforul (P) şi/sau sulful (S). Această parte a materiei organice corespunde producţiei primare, iar organismele implicate (bacterii, alge şi plante) sunt producătorii primari.Aceştia captează energia solară şi o transformă în energie chimică pe care o depozitează în ţesuturile lor. Aceasta din urmă este transferată organismelor consumatoare, inclusiv animalele, aşa cum s-a descris şi mai-sus. Este interesant de notat că natura biomasei consumatorilor este inferioară(aproximativ 1%) celei producătorilor primari.

Consumatorii îşi iau energia necesară din cea care este conţinută în producătorii primari ingerând ţesuturile acestora şi respirând. Respiraţia (2) este procesul invers fotosintezei: pornind de la oxigen liber O2, care transformă toată materia organică în CO2:

Este vorba de o reacţie care necesită disponibilitatea oxigenului liber (O2). În natură, o parte din materia organică este respirată (oxidată) de animalele sau plantele însele; o altă parte se regăseşte în solurile terestre sau în sedimentele marine. Descompunerea se face sub acţiunea micoorganismelor, bacterii şi ciuperci. Aceste microorganisme formeazădouă grupe: cele care utilizează oxigenul liber, O2 pentru metabolism, acestea sunt aerobe şi cele care utilizează moleculele materiei organice chiar în absenţa oxigenului liber, acestea sunt anaerobe. Descompunerea aerobăproduce CO2 (ecuaţia 2). În mediile anoxice (fără oxigen liber), anaerobele descompun materia organică prin procesul de fermentaţie.

Fermentaţia (3) produce dioxid de carbon şi metan (hidrocarbura cea mai simplă, cu o singură moleculă de carbon). Acest gaz se eliberează în atmosfera oxigenată.

CO2

dioxid de carbon

+ H2O

apă

+ energie solară CH2Ohidrat de carbon

+ O2

oxigen liber

(1)CO2

dioxid de carbon

+ H2O

apă

+ energie solară CH2Ohidrat de carbon

+ O2

oxigen liber

(1)

CH2O

Hidrat de carbon

+ (2)O2

oxigen liber

CO2

dioxid de carbon

H2O

apă

+CH2O

Hidrat de carbon

+ (2)O2

oxigen liber

CO2

dioxid de carbon

H2O

apă

+

Page 82: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

82

Metanul, care este un gaz cu efect de seră de 20 de ori mai eficient decât CO2, este atunci oxidat şi se transformă rapid în dioxid de carbon. De fapt, timpul său de rezistenţă în atmosferă nu este decât de 10 ani, dar nu trebuie uitat că el se transformă în CO2, … ceea ce nu este nicidecum bine pentru planeta noastră. O parte din metan rămâne în sediment unde formeazărezervoare de gaz natural.

4.3.2. Ciclul azotului Elementle biologice majore, carbonul, azotul, oxigenul şi sulful sunt

subiecte comparabile ca procese ciclice, iar cel mai important, atât din punct de vedere economic, cât şi din punct de vedere ecologic este azotul.

Ciclul biogeochimic al azotului poate fi reprezentat sub diferite forme, mai simple sau mai complexe dar, esenţial este de a simboliza transformările la care este supus elementul azot (N) pe această planetă prin intermediul vieţuitoarelor (figura 4.2.).

Pe de-o parte este vorba de azotul sintetizat, în principal în proteine, de către materia vie plecând de la compuşi ai azotului anorganic (nitraţi, nitriţi şiioni de amoniu) pe durata creşterii plantelor şi, în continuare, prin consumarea acestora de către animale. Procesul continuă prin întoarcerea în sol, ca rezultat al putrezirii şi descompunerii plantelor şi animalelor, a materiei organice, respectiv. Acesta este practic sectorul ce se regăseşte la baza ciclului azotului. Sectorul următor arată pierderile de azot în atmosferădin nitraţi şi întoarcerea în ciclu prin procesele de fixare a azotului. Un aspect foarte important este acela că, în aproape toate arealele agricole ale planetei (areale unde apa, lumina şi căldura nu constituie factori limitativi de creştere a plantelor), productivitatea biologică este determinată de disponibilitatea azotului anorganic din sol. Aceasta înseamnă că în toate exploataţiile agricole, indiferent de gradul lor de complexitate, dotare, eficienţă sau productivitate, rata cu care se petrece ciclul azotului determinăproductivitatea biologică, prin urmare productivitatea exploataţiei.

Elementul azot este un constituient esenţial al tuturor vieţuitoarelor. Proteinele şi acizii nucleici sunt constituiţi în majoritate din azot dar şi multe alte materii biologice conţin azot. Astfel se poate calcula că plantele şianimalele din apă şi din/de pe solurile acestei planete, împreună, conţin aproximativ 1,5 x 1010 tone N (Postgate, 0000). În fiecare an ciclul azotului

CH2O

Hidrat de carbon

(3)CO2

dioxid de carbon

CH4

metan

+CH2O

Hidrat de carbon

(3)CO2

dioxid de carbon

CH4

metan

+

Page 83: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

83

transformă aproximativ a cincea parte din acest azot. Cercetătorii apreciazăcă astfel de cantitaţi sunt greu de calculat. În practică, aportul de azot anorganic din biosferă, realizat prin procesul de fixare, este limitat pentru productivitatea biologică a celei mai mari părţi a planetei (suprafaţă de apăsau de pământ). Doar arealele în care nu a pătruns omul, precum savanele virgine sau în fermele unde necesarul de N provine din reciclarea reziduurilor sau dintr-o aplicare de fertilizanţi cu N care depăşeşte nevoile plantelor cultivate, acesta poate deveni limitativ.

Pe parcursul ciclului, azotul (N) este supus unor procese precum: amonificarea, nitrificarea sau denitrificarea (reorganizarea).

Amonificarea.. Azotul anorganic se reîntoarce în ciclu din materia organică, ca rezultat al unui proces de autoliză, dezintegrare şi putrezire a materialului biologic. Stocul de materie organică al solului are un conţinut în azot ce reprezintă 1/20 din greutatea sa.

Dispariţia acestei rezerve de materie organică (în special humică), a cărei greutate atinge frecvent 50 până la 100 t/ha (adică 2,5 până la 5 t N) se efectuează cu un ritm de 1 – 3%. Această mineralizare va elibera deci azot de ordinul a 25 – 150 kg în fiecare an, ritmul şi importanţa acestui proces

AZOT ORGANIC din substanţe

HUMICE

AZOT MINERAL

în soluţia solului

AZOT ORGANIC ANIMAL

AZOT ATMOSFERIC

AZOT ORGANIC VEGETAL

Fixarea azotului de

către bacteriile libere sau simbiotice

Îngrăşă-minte

chimice

Azotat de

amoniu

NH3degajat de apa mării

când scade

proporţia de NH3 în

aer

Ploi şi furtuni

cale indirectă:humificare

Mineralizare

Reorganizare

DESCOMPUNERE:

cale directă:mineralizare

ASIMILARE

Reziduuri vege-tale, dejecţii, cadavre…

Pierderi sub formă de

NH3

Pierderi prin denitrificare

Pierderi prin drenaj spre cursurile de apă şi mare :

NITRAŢI

Sinteza proteinelor…

VEGETALE ANIMALE

AZOT ORGANIC din substanţe

HUMICE

AZOT MINERAL

în soluţia solului

AZOT ORGANIC ANIMAL

AZOT ATMOSFERIC

AZOT ORGANIC VEGETAL

Fixarea azotului de

către bacteriile libere sau simbiotice

Îngrăşă-minte

chimice

Azotat de

amoniu

NH3degajat de apa mării

când scade

proporţia de NH3 în

aer

Ploi şi furtuni

cale indirectă:humificare

Mineralizare

Reorganizare

DESCOMPUNERE:

cale directă:mineralizare

ASIMILARE

Reziduuri vege-tale, dejecţii, cadavre…

Pierderi sub formă de

NH3

Pierderi prin denitrificare

Pierderi prin drenaj spre cursurile de apă şi mare :

NITRAŢI

Sinteza proteinelor…

VEGETALE ANIMALE

Figura 4.2. – Ciclul azotului (prelucrat după D. Soltner-1990 )

Page 84: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

84

depinzând de populaţiile microbiene şi de factorii ecologici. În ceea ce priveşte azotul, eliberarea acestuia sub formă minerală este foarte lentă, dacăadmitem proporţia anuală de 1 la 2%, cel mai adesea. Azotul organic al solului se regăseşte în compuşi proteici (34 la 50%), acizi nucleici (3 la 10%), aminosurse (5 la 10%), substanţe uşor biodegradabile. Aparenta rezistenţă a populaţiilor microbiene din sol este atribuită diverşilor compuşi proteici complecşi: cu lignina, cu compuşii fenolici, substanţe humice, minerale argiloase, etc. Aceasta permite stocului azotat de a constitui în sol o rezervănutritivă cu acţiune lentă şi progresivă, pe care agricultorul o poate completa (Duthil, 1973).

În cazul proteinelor, enzimele din sol sau enzimele extracelulare elaborate de microorganisme asigură clivajul macromoleculelor, care rezultăîn peptide şi aminoacizi liberi. Existenţa acestora este efemeră deoarece, nefiind preluate de microflora solului sau încorporate în humus, ei sunt dezaminaţi şi dau azotul amoniacal. Această dezaminare poate corespunde apariţiei unui alcool (4), unui acid gras, unei hidrocarburi, etc (Duthil, 1973).

Eexemplu:

Este vorba de degradarea anaerobă (sub acţiunea bacteriilor din genul Clostridium), eliberarea de NH3 intervenind mai lent.

Procesul de amonificare este reglat de raportul C/N. De fapt, oricare ar fi raportul C/N, azotul din substraturile fermentescibile va fi degajat sub formă amoniacală. Dar, atunci când substanţele hidrocarbonate, sursăenergetică pentru microorganismele solului, sunt în cantităţi suficiente, acestea din urmă proliferează, se multiplică abundent şi refolosesc o mare parte din amoniac pentru a-şi forma propriile celule. Raportul C/N nu influenţează practic reorganizarea amoniacului degajat. El traduce, de fapt echilibrul dintre fenomenele de descompunere şi fenomenele de sintezămicrobiană din sol.

Nitrificarea. Amonificarea contribuie la eliberarea în biosferă aamoniacului. Oxidarea biologică a amoniacului în nitriţi şi nitraţi este denumită nitrificare, iar microorganismele ce o produc sunt denumite bacterii nitrificatoare. Ele pot fi împărţite în două grupe principale:

• Nitrosomonas reprezintă circa şase genuri care oxidează amoniacul în nitrit (figura 4.3.);

• Nitrobacter reprezintă un număr relativ mic de genuri de bacterii care oxidează nitritul în nitrat.

NH2

C

H

R COOH + H2O R CH2OH + CO2 + NH3 (4)

NH2

C

H

R COOH + H2O R CH2OH + CO2 + NH3 (4)

Page 85: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

85

Ambele grupe de bacterii sunt foarte răspândite dar dificil de izolat şi decultivat în laborator. Din punct de vedere ecologic ele au două funcţii importante, una benefică şi alta destructivă. Chiar dacă amoniul este un nutrient adecvat pentru plante, el este mai puţin capabil de a fi absorbit de către acestea spre deosebire de nitrat, iar multe plante îl preferă pe acesta din urmă.

Bacteriile nitrificatoare efectuază o acţiune benefică prin transformarea azotului amoniacal şi punerea rapidă a acestuia la dispoziţia plantelor. Pe de altă parte, azotul amoniacal este foarte bine reţinut de către sol, în timp ce nitraţii sunt spălaţi repede, levigaţi, aşa încât nitrificarea poate conduce la pierderea azotului din acea zonă a solului unde este accesibil cu uşurinţă rădăcinilor plantelor, adică în orizontul superior al solului care este supus şispălării cu apa din precipitaţii sau din irigaţii. Un exemplu în care acest proces este important din punct de vedere economic este drenarea sau îndeprăratarea rapidă prin şiroire a fertilizanţilor artificiali. Mulţi dintre fertilizanţii artificiali, cu azot, folosiţi în agricultură conţin amoniac liber sau săruri de amoniu; nitrificarea poate conduce la pierderea azotului de pe terenurile fertilizate, acesta mergând pe terenurile învecinate sau în ape cauzând ocazional contaminarea apelor potabile. Amoniacul rezultat din procesele naturale de amonificare (ex.: composturile bogate în azot) poate fi, de asemenea, convertit în nitrat şi poate cauza probleme ca urmare a levigării sau şiroirii; există însă şi substanţe chimice folosite în agricultură pentru a inhiba creşterea bacteriilor nitrificatoare şi a diminua acest proces.

N2

Proteine, etc. ale microorganismelor,

plantelor şi animalelor

NITRAŢI

(NO3-)

AMONIAC

(NH3)

NITRIŢI

(NO2-)

AMONIFICARE

ASIMILA

RE

FIXAREAAZOTULUI

DENITRIFICARE

NITRIFICARE

N2

Proteine, etc. ale microorganismelor,

plantelor şi animalelor

NITRAŢI

(NO3-)

AMONIAC

(NH3)

NITRIŢI

(NO2-)

AMONIFICARE

ASIMILA

RE

FIXAREAAZOTULUI

DENITRIFICARE

NITRIFICARE

Figura 4.3. - Ciclul biologic al azotului(prelucrat după Postgate, 0000)

Page 86: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

86

Denitrificarea. (5). Este procesul prin care azotul se reântoarce în atmosferă sub forma sa moleculară (N2), având ca produs secundar CO2 şioxid de azot (N2O), un gaz cu efect de seră, care contribuie la distrugerea stratului de ozon din atmosferă. Este vorba de or reacţie de reducere a NO3

prin intermediul bacteriilor care transformă materia organică(denitrificatoare).

Intensitatea cu care se produce fiecare dintre aceste procese depinde şide modul de gestiune a tuturor surselor terestre de azot, mai ales în cazul exploataţiilor agricole.

4.4. Organisme implicate în fixarea azotului Azotul este larg răspândit pe pământ, în stare solidă, dizolvată şi

gazoasă. Rezervorul de azot, potenţial disponibil din punct de vedere biologic, îl reprezintă atmosfera, care deţine, sub formă gazoasă (N2), 79 %, ceea ce înseamnă doar echivalentul a 1,2 % din azotul total al solului.

Plantele pot acumula azot, în masa lor vegetativă, de-a lungul a sute de ani, în cazul copacilor, sau pe durata ciclurilor de viaţă bienale sau anuale, în cazul culturilor sau speciilor sălbatice.

Fixarea simbiotică este relativ scăzută faţă de mineralizarea azotului în sol dar reprezintă 8,5 % din azotul absorbit de către plante datoritătransferului direct al azotului fixat de către plantă.

Ecosistemele relativ închise, precum pădurile mature, sau terenurile înierbate au pierderi mici de azot şi rate foarte mari de reciclare internă.Acestea pot, prin urmare, să-şi obţină majoritatea azotului necesar din exterior prin acumulări din atmosferă. Rata de depunere a NH3 şi a NO3

prin intermediul furtunilor şi ploilor torenţiale depinde de concentraţia acestora în atmosferă şi de importanţa precipitaţiilor. Depunerea azotului nitric (NO3

―) prin intermediul umidităţii poate ajunge de la 5 kg/ha în zonele poluate până la 0,5 kg/ha în zonele neafectate de furtuni şi ploi torenţiale, îndepărtate de sursele poluării industriale. Azotul amoniacal are limite asemănătoare, respectiv, de la 5-10 kg/ha în zonele industriale la 0,5 kg/ha în zonele îndepărtate, precum tundra.

Perturbarea ecosistemelor naturale conduce la pierderi mari de azot, atât în atmosferă, cât şi în apele subterane. Zonele perturbate sau cultivate, precum terenurile agricole, necesită cantităţi mari de azot. Aplicarea de

4NO3

nitrat + + 4H+

hidrogen

CO2

dioxid de carbon

+ 7H2O

apă

(5)5(CH2O)materie organică

2N2

azot (gaz)

+4NO3

nitrat + + 4H+

hidrogen

CO2

dioxid de carbon

+ 7H2O

apă

(5)5(CH2O)materie organică

2N2

azot (gaz)

+

Page 87: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

87

îngrăşăminte azotoase joacă un rol foarte semnificativ acolo unde se practicăagricultura intensivă.

Fixarea azotului este procesul care compensează pierderile nete de azot determinate de denitrificare, iar economisirea acestuia la nivel planetar se petrece în cele mai fertile regiuni, rata fixării azotului determinând productivitatea biologică. Abilitatea de a fixa azotul este restricţionată la nivelul celor mai primitive vieţuitoare, bacteriile, şi chiar şi în cadrul acestui grup ea nu are caracter universal. Primul produs al fixării este amoniul dar este important de evidenţiat că amoniul este aproape întotdeauna asimilat imediat ce s-a format. Din punct de vedere ecologic sau agricol, cele mai importante fixatoare de azot sunt acele microorganisme care se asociază cu plantele deoarece azotul fixat este depozitat chiar în apropierea rădăcinilor plantelor care au nevoie de el.

Fixarea azotului (6) corespunde conversiei azotului atmosferic în azot utilizabil de către plante şi animale. Ea se face prin intermediul acelor bacterii care trăiesc în soluri sau în apă şi care reuşesc să asimileze azotul diatomic (N2). Este vorba în special de cianobacterii şi de anumite bacterii ce trăiesc în simbioză cu plantele (între altele, leguminoasele). Reacţia este de tipul:

Efectele benefice ale plantelor leguminoase au fost descrise în scrierile Romane cu peste 2000 de ani în urmă. Autori chinezi au scris, în aceeaşiperioadă, despre efectele benefice ale folosirii ferigii de apă, Azolla, în cultura orezului.

Paul şi Clark (1989) relatează că, în 1813, Sir Humphery Davey, a fost primul care a sugerat că azotul este preluat de către plante din atmosferă. El a scris: „mazărea şi fasolea par a fi cel mai bine adaptate pentru a pregăti solul pentru grâu.” De asemenea, J. B. Boussingault, în studiile sale în Franţa, privind rotaţia culturilor, a publicat o serie de articole în perioada 1937-1942 care au stabilit principiile fixării azotului de către leguminoase. Albert Thaer (1856), în Germania, scria: „recent practica semănatului trifoiului alb cu ultima cultură a devenit foarte general. Doar câţiva agricultori, apatici şi indolenţi, care sunt foarte fermi asupra opiniilor şiobiceiurilor lor neagă această practică.” Semnificaţia nodozităţilor în fixarea azotului atmosferic (N2) a fost descrisă de către Helriegel şi Wilfarth în 1886. Beijerinck, în 1888, a izolat organisme responsabile de fixarea N2 de către leguminoase şi le-a numit Bacillus radicicola. Acestea urmau să fie redeumite

2N2

azot(gaz)

+ + 3H2O

apă

CO2

dioxid de carbon

(6)3(CH2O)materie organică

4NH4+

amoniu

+2N2

azot(gaz)

+ + 3H2O

apă

CO2

dioxid de carbon

(6)3(CH2O)materie organică

4NH4+

amoniu

+

Page 88: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

88

mai târziu Rhizobium. Organismele care fixează asimbiotic N2, Clostridium, au fost izolate de către Winogradsky în 1890, iar organismele aerobe, Azotobacter, au fost descrise de Beijerinck în 1901. De aceea, spre sfârşitul secolului, aproape toate organismele fixatoare de azot erau deja caracterizate.

Diverse grupuri de procariote conţin enzima nitrogenaza, care este responsabilă de fixarea N2. Aceste bacterii sunt numite acum diazotrofe (diazotrophe) şi includ becterii organotrofe, bacterii sulfur-fototrofe şicianobacterii (alge albastre-verzi) (Tabelul 4.3.).

Tabelul 4.3

Organisme şi asocieri implicate în fixarea N2

Agrobacterium Genuri procariote Tip de asociere reprezentative Organotrofe

Fototrofe saprofite

Organotrofe Nenodulatoare

Asociativ fototrofe

Aerobe Facultativ aerobe

Anaerobe Inginerie geneticăCyanobacteria Bacterii non-sulfurice violete Bacterii sulfurice violete şi verzi Rizosferă

Leguminoase Neleguminoase Neleguminoase, Actinomicete… Licheni Cymnosperme (Cycas)Feriga de apă (Azolla)Endocynose (Oocystis)

Azotobacter Beijerinckia, Derxia, Xanthobacter, Rhizobium

Bacillus, Klesiella, Azospirillum, Thiobacillus

Clostridium, Desulfovibrio, Desulfotomaculum

Salmonella, Escherichia, Serratia Nostoc, Trichodesmium,

Anabena, Gloeothece Rhodopseudomonas,

Rhodospirillum Chromatium, Chlorobium, Thiocapsa Azospirillum, Azotobacter, Bacillus Rhizobium Rhizobium Frankia Nostoc, Stignonema, Calothrix Nostoc Anabaena Nostoc

Prelucrat după. Paul şi Clark, 1989. Leguminoasele reprezintă un grup de plante în care se regăsesc circa 700

de genuri diferite şi 14 000 de specii. Prezenţa nodozităţilor şi fixarea azotului atmosferic nu au fost încă determinate la multe dintre acestea, în special la cele din pădurea tropicală. Sunt aproape 100 de specii leguminoase importante pentru agricultură, care se cultivă la nivel mondial pe circa 250 milioane hecatre. Ele contribuie la fixarea biologică a azotului. Bacteriile care formează asocieri cu cele mai importante plante leguminoase sunt prezentate în tabelul 4.4.

Page 89: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

89

Tabelul 4.4

Clasificarea bacteriilor simbiotice pe cele mai importante plante leguminoase

Grupe mari Specii Plante gazdăCu creştere rapidă

Rhizobium

Cu creştere înceatăBradyrhizobium

meliloti trifolii leguminosarum phaseoli lupini japonicum

Medicago (lucerna), Melilotus, Trigonella Tripholium (trifoiul) Pisum (mazărea), Vicia, Lathyrus Phaseolus (fasolea)

Lupinus, Lotus Glycine (soia)

Adaptat după „Soil Microbiology and Biochemistry”, Paul şi Clark, 1989.

Cantitatea de azot fixat biologic diferă de la o zonă la alta. De o manierăgenerală se estimează, în medie, 140 kg/ha/an. Unii specialişti au criticat această cifră, ca fiind foarte ridicată. Deşi în anumite zone, precum Noua Zeelandă, pot fi fixate 800 kg/ha/an, numeroase leguminoase cresc în zone aride şi nu au o rată de fixare a azotului prea mare. În plus, în Europa, culturile de leguminoase primesc azot fixat prin intermediul fertilizanţilor. Boabele legumminoaselor, precum cele de mazăre, de fasole, de soia, sunt cunoscute ca având o rată de fixare mai redusă decât cea a leguminoaselor furajere, precum lucerna.

4.4.1. Efectele poluării asupra bacteriilor fixatoare de azot În anumite situaţii pot fi afectate supravieţuirea, dezvoltarea şi

activitatea bacteriilor fixatoare de azot, care trăiesc în simbioză cu plantele leguminoase, în special în soluri poluate cu metale grele sau diferite substanţe toxice. Poluarea solului cu metale grele poate apare, în general, în zone industriale, ca urmare a aplicării necorespunzătoare a unor îngrăşăminte chimice sau a nămolurilor de epurare.

Spre exemplu în cazul reciclării nămolurile de epurare, prin încorporare în solurile agricole, ca materiale fertilizante, acestea pot aduce în sol cantităţiimportante de metale grele precum Cu, Zn, Ni, Cd şi Cr (Purchase şi col., 2001; Brookes, 1995; Vâjială şi col. 1994). Există temeri că elementele potenţial toxice prezente în nămolul de epurare pot determina efecte dăunătoare pe termen lung asupra microorganismelor, afectând intrinsec fertilitatea solului. Aceste efecte includ la reducerea populaţiilor de Rhizobium (McGrath şi col., 1995). Microorganismele solului sunt sensibile la expunerea pe timp îndelungat la concentraţii moderate de metale grele în sol (Giller şi col., 1998).

Page 90: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

90

Studii referitoare la efectele metalelor grele asupra populaţiilor indigene de microorganisme din sol sau asupra proceselor din sol mediate microbiologic raportează deseori efecte acute pe termen scurt mai degrabădecât efecte cronice pe termen lung. Efectele cronice par a fi predominante în mediul înconjurător. Totuşi, sunt necesari ani sau decenii pentru ca efectele cronice să se dezvolte (Chaudri şi col., 1992, 1993; McGrath şi col., 1995; Giller şi col., 1998), chiar şi în solurile puternic poluate, ceea ce face ca detectarea timpurie a problematicii solurilor să fie dificilă.

Toxicitatea metalelor grele asupra bacteriilor din genul Rhizobium, afectând în special supravieţuirea acestora, a fost confirmată de numeroşiautori. Reddy şi col. (1983) au constatat că atunci cand s-au adăugat 9 x 108

celule ml-1 Bradyrhizobium japonicum la două soluri conţinând diferite doze de nămol de epurare, după 42 de zile mai puţin de 1% dintre aceste bacterii au fost regăsite în ambele soluri, pierderile fiind atribuite prezenţei metalelor grele în nămolul de epurare. Unii autori au raportat însă că aplicarea nămolului de epurare contaminat cu metale toxice poate conduce la dezvoltarea de bacterii rezistente la metale (Purchase şi col., 2001).

Unele cercetări, efectuate în condiţiile utilizării unor doze diferite de comport din nămol de epurare şi rumeguş de lemn, au arătat că relaţia dintre concentraţia în Zn total a amestecului de sol şi compost şi numărul de bacterii din genul Rhizobium a fost bine corelată după cum o arată valorile lui R2 (Stan şi col., 2004). În studii asemănătoare se raportează că numărul de bacterii din genul Rhizobium în sol depinde întotdeauna de prezenţaplantei-gazdă, respectiv a unei leguminoase. Cand aceasta este prezentă,chiar la concentraţii mari ale metalului, precum în cazul zincului (891 mg Zn kg-1 şi 1926 mg Zn kg-1) numărul de bacterii a fost întodeauna mai mare. Cand lipseşte planta gazdă, influenţa concentraţiei în Zn total, atât asupra numărului de bacterii cât şi asupra fixării azotului a fost foarte semnificativă(Broos şi col., 2004).

Sandaa şi col. (1999) au observat o pronunţată scădere a diveristăţii bacteriilor precum şi schimbări în structura comunităţii bacteriene în solurile contaminate cu metale grele comparativ cu martorul sol necontaminat.

In general, efectele metalelor asupra microorganismelor din sol, atât individual cât şi combinat, sunt variabile. Efectele negative asupra biomasei sunt de ordinul Cd<Zn<Cu (Renella et al., 2001).

Având în vedere că reciclarea unor reziduuri prin valorificare în agricultură ca materiale fertilizante (nămol de epurare, composturi din nămol de epurare, composturi din deşeuri menajere etc.), reprezintă soluţia cea mai optimă în prezent, pentru a evita poluarea solurilor şi efectele negative asupra microorganismelor solului, în general, şi asupra bacteriilor din genul Rhizobium, în special, se impune aplicarea codului bunelor practici şirespectarea normelor europene care reglementează aceste activităţi.

Page 91: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

91

Capitolul 5

Lucrările solului 5.1. Introducere

Omul primitiv, trăind ca nomad, îşi obţinea hrana şi îşi producea hainele

necesare din plantele şi animalele care-i apăreau în cale. O astfel de existenţă nomadă a putut fi satisfăcătoare atâta vreme cât resursele naturale păreau abundente, iar populaţia Terrei era foarte redusă. Existenţa nomadă a unorpopoare sau triburi se regăseşte încă prezent, în unele regiuni ale globului. Dezvoltarea civilizaţiilor însă şi stabilizarea oamenilor în diferite tipuri de comunităţi a creat, de-a lungul timpului, şi temerea că resursele naturale nu sunt inepuizabile.

O abordare integrată, vizînd în egală măsură planificarea modului de folosire şi gestiunea resurselor de sol, necesită implicarea tuturor actorilor în procesul de luarea deciziilor privind viitorul terenurilor agricole, identificarea şi evaluarea tuturor atributelor, bio-fizice şi socio-economice ale structurilor de folosinţă a terenurilor.

Fiecare dintre tehnicile de lucrare sau nelucrare a solului sunt discutabile şi discutate, pornind de la clasicele lucrări ale solului, care reunesc o serie de operaţii de tăiere, răsturnare, amestecare, pierdere, pulverizare, compactare şipână la a reduce numărul de lucrări (tehnici simplificate) sau a nu-l lucra deloc înainte de semănat, „zero lucrări”. Tocmai de aceea sunt nenumărate şi studiile realizate de lumea oamenilor de ştiinţă de pretutindeni în acest domeniu.

Agricultura este ramura economică ce provoacă, la nivel mondial, serioase pierderi de sol. Dacă distrugerea solurilor agricole continuă în acelaşi fel, umanitatea va avea probleme grave în privinţa hrănirii populaţiei aflate în creştere. Există diferite cauze ale utilizării inadecvate a solului. În multe ţări aflate în dezvoltare, foamea este cea care forţează oamenii la cultivarea unor terenuri care nu sunt corespunzătoare pentru utilizarea agricolă şi care, doar cu eforturi costisitoare, precum construirea teraselor, pot fi convertite durabil în terenuri agricole.

Agricultura mecanizată cauzează serioase daune terenurilor agricole şisolurilor în special. Distrugerea structurii solului prin spulberarea acestuia în urma lucrărilor intensive cauzează importante pierderi de sol în agricultura mondială.

Sistemele de gestiunea solurilor pot fi considerate ca cicluri de operaţii agricole, ghidate după anumite principii, precum minimizarea utilizării energiei, un mai mic impact asupra organizării straturilor de sol, conservarea

Page 92: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

92

proprietăţilor solului, conservarea apei etc. Există o interacţiune foarte puternică între modul de lucrare a solului şi celelalte măsuri ce se întreprind în vederea gestiunii acestuia, dintre care, cele mai importante sunt :

� încorporarea reziduurilor culturilor pentru a creşte conţinutul în materie organică al solului şi problemele tehnice legate de aceasta;

� distribuţia şi încorporarea îngrăşămintelor şi amendamentelor;

� interacţiunea cu alte practici agricole, precum irigarea culturilor.

Sistemul convenţional de lucrări ale solului este caracterizat printr-o arătură între două culturi şi pregătirea patului germinativ prin diferite operaţii secundare (grăpat, cultivaţie etc.). În general, numărul de operaţii de lucrare a solului trebuie să fie cât se poate de mic pentru a economisi energie şi timp şi pentru a împiedica o deteriorare a structurii. Riscurile de deteriorare a structurii solului cresc considerabil dacă lucrările solului se efectuează în condiţii de umiditate sau de uscare excesivă, dacă se utilizeazăechipamente necorespunzătoare pentru lucrările de pregătirea patului germinativ pe solurile arate profund, precum freza sau grapele acţionate la priza de putere a tractorului. În afară de necesarul de energie ridicat, riscurile de eroziune şi de şiroire cresc deoarece, în aceste situaţii, suprafaţa solului este neacoperită şi nu va fi protejată un timp destul de îndelungat (Hoogmoed, 1997).

Sistemul convenţional de lucrări ale solului cuprinde cel puţin trei operaţii importante:

• arătura, care poate fi precedată uneori de o lucrare de dezmiriştire sau de desţelenire sau care poate fi concomitentă cu o grăpare uşoară;

• discuitul, care se poate efectua, în funcţie de caracteristicile momentane ale solului, prin 2-3 treceri perpendiculare cu grapa cu discuri, la adâncimi mai mici decât aratura şi careeste destinat mărunţirii brazdelor de sol arat;

• lucrarea superficială destinată unei afânări la suprafaţă şi unei tasări uşoare pe adâncimea de semănat, corespunzătoare „patului germinativ”, care se poate efectua cu agregate complexe (combinatoare).

Această succesiune a lucrărilor solului în sistem clasic este întâlnităfrecvent, dar ea prezintă o anumită flexibilitate în limitele căreia, agricultorul poate acţiona ţinând cont de proprietăţile solului, de nevoia de mobilizare a acestuia în funcţie de cultură, de costurile lucrărilor şi de alţi factori (timpul rămas până la semănat, eficacitatea lucrărilor…).

În acest capitol vor fi cuprinse, de la clasic la modern, cele mai frecvente tehnici de lucrare a solului adoptate, atât în România, cât şi în lume, precum şi impactul pe care îl pot avea acestea supra proprietăţilor solului şi

Page 93: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

93

fenomenele pe care le pot declanşa în situaţii extreme. Totodată vor fi menţionate şi unele concluzii şi recomandări la care au ajuns oamenii de ştiinţă, în funcţie de caracteristicile fiecărei situaţii concrete, mai ales în virtutea dezvoltării unei agriculturi durabile, prietenoasă faţă de mediul înconjurător.

5.2. Factori implicaţi în optimizarea lucrărilor solului În afară de a dispune de utilaje corespunzătoare de lucrat solul,

agricultorul trebuie să cunoască, pentru oricare dintre lucrările solului, o serie de factori de care depind buna calitate a lucrărilor solului şi un impact negativ cât mai redus asupra acestuia. Aceşti factori ţin, în primul rând, de sol, apoi de planta ce urmează a fi cultivată şi de tehnologia de culturăaplicată anterior pe parcelă. În ceea ce priveşte solul este vorba cunoaşterea proprietăţilor fizice (textura, structura, densitatea aparentă, coeziunea, aderenţa, etc.), în general şi a celor hidrice, respectiv umiditatea la momentul efectuării lucrărilor.

A. Textura solului joacă un rol determinant în alegerea uneia sau a altei scheme de lucrări ale solului. Pe solurile nisipoase nu este nevoie săse recurgă întotdeauna la arătură. Coeziunea dintre particulele de sol fiind slabă, în cazul arăturii nu rezultă brazde compacte, acestea sfărâmându-se foarte uşor. Dacă se efectuează arătura, se recomandăfolosirea de cormane de tip cilindric. Pe solurile mijlocii şi grele se folosesc cormane universale şi cormane elicoidale. În aceste situaţii, brazdele de sol se sfărâmă mai greu sau sunt chiar compacte.

B. Solul prezintă în mod natural o anumită stare structurală, care, la rândul ei, este influenţată de numeroşi factori (textură, conţinut în materie organică, conţinut în argilă, etc.). Solurile bine structurate se lucrează cu uşurinţă. Totuşi, acestea pot fi uşor degradate, din punct de vedere al structurii, dacă lucrările solului se efectuează cu utilaje prea agresive şi în condiţii de umiditate excesivă sau când solurile sunt prea uscate. Obţinerea unei stări structurale favorabile este primul obiectiv al lucrărilor solului. Rezultatul acţiunilor exercitate de piesele active ale utilajelor de lucrat solul depinde mai ales de coeziunea particulelor de sol (forţa care leagă diferitele particule de sol) şi de tendinţa acestuia de a adera la piesele metalice. Coeziunea şiaderenţa solului depind foarte mult de umiditatea solului: un bulgăre de sol uscat nu se lipeşte, ci opune o puternică rezistenţă la rupere. El să găseşte într-o stare de coeziune, cu atât mai evidentă cu cât conţinutul său în compuşi coloidali (argilă, humus) este mai mare.

Page 94: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

94

C. Umiditatea solului este un factor deosebit de important pentru efectuarea unor lucrări ale solului de foarte bună calitate, care influenţează şi gradul de degradare a solului, în special degradarea structurii. Dacă solul este umezit progresiv se poate constata că el devine din ce în ce mai aderent şi acceptă o anumită deformare, pe care dorim să i-o imprimăm. Solul umed devine plastic şi, prin urmare, modelabil. Excesul de umiditate va determina însă pierderea coeziunii particulelor de sol şi transformarea acestuia în nămol.

Atterberg (1912, citat de Duthil, 1973) a propus câteva teste pentru a defini corect diferitele stări de umiditate ale solului:

• limita lichidităţii (LL), corespunde teoretic conţinutului în apă la care solul posedă o coeziune identică cu cea a lichidului interstiţial (apa din porii capilari).

• Limita inferioară a plasticităţii (LIP) este atinsă prin pierderea apei în momentul în care apa interstiţială nu mai joacă rolul de lubrifiant. În aceste condiţii, tăierea solului cu un cuţit, precum cele al unui cisel, induce forţe de ruptură.

• Indicele de plasticitate (IP) măsoară diferenţa dintre aceste douălimite şi caracterizează evantaiul stării plastice.

Descreşterea coeziunii atunci când creşte umiditatea solului se traduce prin modificări în starea intimă a materiei: în stare plastică structura în plachete microscopice de argilă se orientează, sub efectul unei presiuni, spre o dispunere asemănătoare dispunerii cărţilor de joc, filmul de apă polarizatăjoacând rol de lubrifiant. Acest film de apă, dacă acoperă ansamblul elementelor structurale, permite aderenţa fragmentelor de sol unele la altele sau la un obiect exterior, precum piesele utilajelor de lucrat solul.

Umiditatea optimă a solului trebuie să permită ca prin oricare lucrare (arat, pregătit superficial cu diferite utilaje, etc.) să se producă o detaşare uşoară a bolovanilor, o sfărâmare moderată şi o aderenţă foarte redusă. În aceste condiţii spunem că solul este „reavăn”.

Cunoaşterea istoricului parcelei este necesară agricultorului pentru oricare lucrare ce urmează a fi efectuată (lucrările solului, fertilizare, rotaţie, tratamente fitosanitare etc.). De aceea li se recomandă agricultorilor să ţinăun caiet al parcelei în care să se marcheze toate operaţiile efectuate de la un an la altul.

D. În ceea ce priveşte adâncimea de lucrare a solului, în deosebi, adâncimea de arat, nu trebuie ca aceasta să fie aceeaşi de la un an la altul. Alternanţa anuală a adâncimii arăturii va permite diminuarea gradului de compacatare a solului, distrugerea hardpanului (talpa plugului), încorporarea materiei organice corespunzător menţinerii

Page 95: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

95

unui grad de fertilitate important în stratul activ de sol (zona în care se dezvoltă majoritatea rădăcinilor din sistemul radicular al plantelor cultivate).

E. Este important să se cunoască tehnologia de cultură aplicată anterior pe parcelă, mai ales în cazul terenurilor arabile, în special pentru a se putea stabili tipul lucrărilor profunde (arătura sau scarificarea, dacăeste cazul). Spre exemplu, nu pe toate solurile mijlocii este nevoie săse efectueze anual arătura şi nu pentru toate tipurile de cultură. De altfel, pe astfel de soluri (mijlocii sau mijlocii-uşoare), efectuarea sau nu a arăturii depinde în mare măsură de adâncimea de înrădăcinare a culturii postmergătoare.

5.3. Lucrările profunde ale solului Am putea fi tentaţi să renunţăm la lucrările de bază ale solului, în special

la arătură, dat fiind că în multe dintre publicaţiile de specialitate se insistă pe„agricultura de conservare”, „zero lucrări”, „sistem minim de lucrare a solului” şi multe altele. Şi totuşi, lucrările solului, în condiţiile aplicării oricărui sistem de producţie agricolă, constituie baza de pornire în cultura plantelor, mai ales în zonele cu strat arabil suficient de profund. De aceea, este bine să considerăm lucrările solului în raport cu caracteristicile solurilor dintr-o anumită zonă, cu istoria sistemelor culturale practicate pe o anumităsolă şi poate chiar cu disponibilităţile în materie de efchipamente de lucrat solul.

În continuare, ne vom referi la lucrările de bază ale solului, care se execută în ţara noastră în zonele ecologice în care sunt zonate diferitele specii de plante de cultură mare sau chiar horticole.

Scopul general al lucrărilor solului este de a-l pregăti şi a completa acţiunea factorilor climatici şi biologici în vederea înfiinţării culturilor sau pentru întreţinerea acestora de-a lungul perioadei de vegetaţie.

Lucrările profunde ale solului se execută cu diferite utilaje a căror construcţie a fost determinată de însăşi necesitatea mobilizării solului pe o anumită adâncime şi într-un anumit scop. Aceste lucrări, după cum se spune şi în titlu, se efectuează pe adîncimi mai mari ale profilului cultural, având particularităţi diferite în funcţie de modul în care acţionează asupra solului. Lucrările profunde ale solului sunt: scarificarea (afânarea adâncă), ce se efectuează la intervale mari de timp, de câţiva ani (de regulă circa 4 ani), cu utilaje speciale şi arătura.

Page 96: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

96

5.3.1. Scarificarea Sacrificarea sau afînarea adâncă a solului este o lucrare simplă, uşor de

executat dar care necesită, înainte de toate, o foarte bună cunoaştere a proprietăţilor fizice şi geomorfologice ale solurilor, a condiţiilor climatice zonale, a litologiei şi hidrologiei terenurilor.

Intervenţia cu lucrări de scarificare se face pe solurile care, din punct de vedere al proprietăţilor fizice, se caracterizează prin:

� exces temporar de umiditate de origine pluvială (soluri de tip cernoziom levigat, inclusiv podzolite, din zona umedă; soluri brun roşcate şi soluri brune, inclusiv podzolite şi pseudogleizate; soluri argiloiluviale podzolice, pseudogleizate şi pseudogleice, pseudorendzine; soluri negre şi brune argiloase sau vertisoluri);

� porozitate totală deficitară, un grad mare de tasare de peste 10 % şio permeabilitate pentru apă şi aer scăzută.

Din punct de vedere climatic, afânarea adâncă se efectuează în zonele în care sunt îndeplinite următoarele conduiţii:

� bilanţ hidro-climatic normal excedentar în perioada octombrie–martie;

P

ETP · 100 ≥ 110

unde: P reprezintă precipitaţiile; ETP reprezintă evapotranspiraţia potenţială;

� bilanţ hidroclimatic normal deficitar în perioada iulie – septembrie:

PETP · 100 < 90

Din punct de vedere geomorfologic, terenul trebuie să aibă o pantă sub 15 % pentru a permite activitatea utilajelor, care vor efectua lucrarea de afânare adâncă a solului.

Din punct de vedere hidrologic este necesar ca solurile să nu fie afectate de influenţe freatice (adâncimea apei fratice să se găsească la 1 – 1,5 m adâncime în perioadele cu exces de umiditate). Totodată, pânza freatică nutrebuie afectată de lucrarea de scarificare.

Page 97: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

97

Neîndeplinirea tuturor acestor condiţii devine restrictivă pentru efectuarea lucrării de afânare adâncă.

Pentru efectuarea afânării adânci, în condiţii optime este necesar să se ia în considerare o serie de elemente specifice precum: adâncimea de afânare, lăţimea de lucru a pieselor active, distanţa dintre organele active de lucru şidirecţia de scarificare.

Adâncimea de afânare (h) se stabileşte în raport de profilul solului şiţinând cont de poziţia stratului de sol impermeabil şi grosimea acestuia. Adâncimea minimă de afânare este de 40-50 cm, iar cea maximă este de 70-80 cm. Cu cât adâncimea de scarificare este mai mare, cu atât se îmbunătăţeşte starea de afânare a orizonturilor adânci. Utilajele moderne folosite pentru efectuarea scarificării permit chiar realizarea unor adâncimi de afânare până la 100 cm.

Lăţimea de lucru a unei piese (l) depinde de adâncimea de scarificare. Între aceste două elemente exisă de regulă următoarea relaţie: l = 2 h (figura 5.1.).

Distanţa dintre două organe active (d) va fi de (0,5 – 0,7) l, astfel încît să se poată afâna o porţiune cât mai mare din profilul solului pe adâncimea h (figura 5.2.). Distanţa dintre organele active este reglabilă. Pe terenurile cu soluri uşoare se va putea lucra cu trei organe active, iar distanţadinte acestea va fi de circa 1,00 m.

Pe terenurile cu soluri grele (cu peste 50 % argilă fizică în orizonturile A şi B) şi puternic tasate, se va proceda astfel: la scarificatoarele cu trei piese active se va suprima piesa din mijloc astfel încât forţa de tracţiune a tractorului să poată învinge rezistenţa de înaintare a scarificatorului; la a doua trecere se recomandă ca scrificatorul să revină cu una din piesele active pe intervalul dintre cele două galerii realizate la prima trecere, astfel încât să

h

l = 2 h

h

l = 2 h

Figura 5.1. – Secţiune de sol afânat: l – lăţimea de lucru; h – adâncimea de lucru (prelucrat după Oprea şi col., 1979)

Page 98: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

98

se realizeze distanţa de 1,00 m sau mai puţin de 1,00 m între două galerii (Oprea şi col., 1979).

Direcţia de înaintare a lucrării de scarifcare va fi în general orientatăperpendicular pe canalul de desecare, ceea ce va permite scurgerea excesului de apă spre canalul colector. Dacă solul are un grad de tasare foarte rdicat se pot face două lucrări perpendiculare de scarificare.

Pe solurile în pantă, unde se dovedeşte necesară lucrarea de scarificare, aceasta, ca şi alte lucrări ale solului, se va efectua pe direcţia curbelor de nivel pentru a evita producerea fenomenelor de eroziune.

Eficacitatea afânării adânci a solului depinde în mare măsură de momentul optim al executării, determinat la rândul lui, de starea de umiditate a solului. Limitele umidităţii solului, faţă de intervalul umidităţii active (I.U.A.) sunt destul de largi, respectiv între 60 şi 90 %, adică între plafonul minim de umiditate (pmin) şi capacitatea pentru apă în câmp (Cc).

Scarificarea solului la umidităţi reduse, sub 60 % din I.U.A., se realizezăcu consum ridicat de energie, datorită rezistenţei la tăiere pe care o opune solul la înaintarea organelor active ale scarificatorului. În condiţiile unui sol uscat afânarea este slabă, rezultând chiar bolovani, care îngreunează sau, deseori, face imposibilă prelucrarea ulterioară a acestora prin alte lucrări ale solului.

La polul opus se află scarificarea la umiditate foarte mare a solului. Aceasta va determina patinarea tractorului, în anumite cazuri producându-se degradarea structurii solului la suprafaţă, iar scarificatorul va avea un efect de spintecare şi de rupere a solului. Utilajele folosite în realizarea scarificării sau afânării adânci a solului se numesc scarificatoare sau utilaje decompactoare şi

l d

h

l d

h

Figura 5.2. – Distanţa dintre organele active ale scarificatorului: l – lăţimea de lucru; d – distanţa dintre două organe active (prelucrat după Oprea şi col., 1979)

Page 99: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

99

se deosebesc între ele după forma şasiului, care poate fi drept sau în „V”, sau prin forma dinţilor, precum tipul Paraplow.

Criteriile de alegere a utilajului pentru afânarea adâncă sunt următoarele:

� lumina la sol a utilajului sau înălţimea cadrului faţă de sol, care determină adîncimea maximă de lucru; această adâncime maximă nu poate depăşi 2/3 din lumina la sol;

� ecartamentul organelor active, de care depinde volumul de sol lucrat: piesele active prea îndepărtate lasă prea mult sol nelucrat;

� lăţimea brăzdarului: cu cât brăzdarul este mai lat, cu atât el va sfărâma mai mult solul; prezenţa aripioarelor brăzdarzului ameliorează gradul de spargere a solului dar, creşte totodată efortul tractorului;

� prezenţa roţilor limitatoare: acestea asigură stabilitate utilajului şi oregularitate a adâncimii de lucru.

Scarificatoarele cu şasiu drept sunt echipate cu una sau trei piese active de tip cuţit drept, fixate pe suporţi. Ecartamentul lor poate merge de la 70 la 1,5 m. Scarificatoarele secţionează solul cu vârful brăzdarului; lama brăzdarului şiaripioarele acestuia provoacă odespicătură, separă blocuri de sol care, deplasate de cuţite, dau la suprafaţă un aspect foarte bulversat. În adâncime se obţin trei zone: � o zonă fărâmiţată la nivelul lamei

cuţitului; � o zonă fisurată, în formă de „V”, la

nivelul brăzdarului; � o zonă nelucrată sub brăzdar.

În sol friabil, zona nelucrată este mai puţin evidentă. În sol cu plasticitate ridicată din contra, lucrarea se limiteazăla o decupare a solului fără spargerea acestuia în bulgări; o astfel de lucrare este inutilă şi chiar periculoasă pentru sol, ea trebuie interzisă.

Scarificatoarele cu şasiu în „V” posedă trei sau cinci cuţite, decalate din faţă spre spatele şasiului. Această dispunere prezintă avantaje pentru lucrarea ce se efectuază în prezenţa buruienilor. Efortul la tracţiune este progresiv şiuşurat de forma curbă a cuţitelor. Ecartamentul cuţitelor poate fi reglat de la

Scarificator cu şasiu drept şi roţilimitatoare de adâncime

(model John Deere)

Scarificator cu şasiu drept şi roţilimitatoare de adâncime

(model John Deere)

Scarificator cu piese active montate în “V”, (model John Deere)

Scarificator cu piese active montate în “V”, (model John Deere)

Page 100: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

100

40 cm la 1,5 m. Acest utilaj lucrează la fel ca şi un scarificator cu şasiu drept. Solul de la suprafaţă este foarte mult bulversat; utilajului i se poate ataşa untăvălug inelar, care poate contribui la regularizarea adâncimii de lucru şi care poate sfărâma bulgării mari.

Scarificatoarele de tip „Paraplow” au un cadru de formă triunghiulară pecare sunt fixate cinci cuţite la distanţe de 40 până la 50 cm. Fiecare lamă decuţit este este echipată cu o aripă înclinabilă în patru poziţii; de aceste aripioare depinde gardul de fisurare a solului, obţinut prin lucrarea cu acest utilaj. Spre deosebire de lucrările efectuate cu alte tipuri de scarificatoare, în cazul celei efectuate cu Paraplow solul revine la loc după trecerea lamei, iar suprafaţa acestuia este mai puţin bulversată.

În condiţii de sol uscat, lucrarea realizată cu Paraplow se caracterizeazăprin:

� o zonă sfărâmată la nivelul lamei cuţitului; � o trecere bine marcată de brăzdar; � o zonă fisurată, care se dezvoltă oblic odată ce depăşeşte aripioara.

În condiţii plastice din contra, se observă o fantă oblică foarte lisă şilucioasă la trecerea lamei cuţitului.

Efectele scarificării (afânării adânci) sunt multiple. Prin acestă lucrare, porozitatea solului creşte cu 10-12%, porozitatea de aeraţie ajunge la 14-18%, creşte capacitatea solului de a reţine apa accesibilă cu 400-800 m3/ha, creşte permeabilitatea pentru apă a solului, creşte grosimea stratului de sol în care se dezvoltă rădăcinile plantelor cultivate (Canarache (1979), citat de Motcă şi Vâjială, 1983).

5.3.2. Arătura Oriunde în lume agricultorii sunt obişnuiţi ca pentru înfiinţarea unei

culturi să efectueze mai întâi lucrarea de bază a solului, cunoscută sub numele de arătură. Arătura este procesul prin care sunt tăiate, răsturnate, mobilizate, expuse factorilor climatici brazde sol cu ajutorul plugului.Tăierea brazdei rectangulare de sol este efectuată iniţial de brăzdar printr-un cuţit, care este montat în faţa brăzdarului, apoi, prin avansarea plugului, brazda este ridicată pe cormană, întoarsă şi, printr-o cădere uşoară, se produce sfărâmarea şi, parţial, mărunţirea acesteia.

Practica arăturii este atât de universală încât plugul a fost un simbol al agriculturii timp de secole. Arătura are efecte multiple:

• aerează solul; straturile inferioare de sol sunt expuse la aer (un sol aerat este mult mai activ din punct de vedere microbiologic, iar

Page 101: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

101

diferitele fenomene care concură la o nutriţie normală a plantelor sunt mult mai intense);

• mobilizează solul facilitând penetrarea rădăcinilor şi scurgerea apei;

• asigură un amestec al diferitelor părţiale solului;

• facilitează reapariţia activităţii fermenţilor;

• permite numeroase alte operaţii: defrişarea şi încorporarea în sol a resturilor vegetale provenind de la cultura precedentă;

• încorporează în sol îngrăşăminte organice (gunoiul de grajd, diferite composturi, îngrăşămintele verzi), îngrăşăminte minerale şiamendamente, buruieni etc.

Lucrarea de arat are câteva scopuri importante: • prin anumite tipuri de arătură se urmăreşte protejarea structurii solului faţă de

degradarea pe care o provoacă ploile. Pentru aceasta solul se lasă în brazde compacte, care vor favoriza infiltrarea apei şi drenajul nepermiţând stagnarea acesteia la suprafaţa solului, care este cauza principală a degradării acestuia.

• prin alte tipuri de arătură se urmăreşte în general expunerea brazdelor de sol la acţiunea agenţilor climatici, care pot fisura bulgării compacţi (alternanţaîngheţ-dezgheţ, alternanţa umed-uscat). Această expunere a solului permite totodată igienizarea solului, distrugerea unui număr mare de agenţi patogeni şi de paraziţi.

• toate tipurile de arătură au scopul de a mobiliza solul. Unele dintre acestea pot merge până la a reda solului o bună structură. Un efect imediat pot avea arăturile ce se efectuează în soluri mijlocii-uşoare, mai puţin predispuse la tasare, bogate în materie organică şi pe care urmează săse înfiinţeze foarte curând o nouă cultură. Arăturile ce se lasă în brazde compacte, care vor fi expuse pe timpul iernii factorilor climatici, aşa cum s-a menţionat mai-sus, vor face obiectul altor procese de lucru ulterioare.

• majoritatea tipurilor de arătură au şi scopul de a încorpora diferite materiale fertilizante şi amendamente, precum şi resturi vegetale.

Arat cu plugul reversibil

Page 102: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

102

Dacă lucrarea de arat atinge toate aceste obiective într-o manieră ideală,este discutabil. O serie alţi factori trebuie luaţi în considerare la efectuarea arăturii şi aceştia au influenţa lor, care poate fi mai mult sau mai puţin favorabilă obiectivelor arăturii. Astfel, raportul dintre adâncimea de arat şilăţimea brazdei, viteza de deplasare a agregatului (tractor + plug), adâncimea de arat, textura şi structura solului, umiditatea acestuia, etc.

Raportul dintre adâncimea arăturii şi lăţimea brazdelor şi gradul

de înclinare a arăturii. Tăierea brazdei de sol este realizată ca urmare a înaintării plugului, în

plan vertical de către cuţit, iar în plan orizontal de brăzdar, care ridică brazda de sol, procesul fiind apoi continuat de cormană, care, într-o mişcare circulară sau elicoidală, o răstoarnă de-o parte. Procesul de răsturnare a brazdelor de către un plug echipat cu trupiţă cu cormană este posibil doar dacă raportul (k), dintre lăţimea brazdei (b) şi adâncimea acesteia (a), are o valoare mai mare sau egală cu 1,27 (Toma şi col., 1981).

bk = a ≥ 1,27

Dacă valoarea raportului k este mai mică decât 1,27 brazdele nu se răstoarnă.

Gradul de înclinare a brazdelor de sol depinde de starea solului, de reglarea plugului, de tipul de cormană şi de viteza tractorului.

Forma brazdelor şi a arăturii depinde întâi de toate de sol, de textura, umiditatea şi structura acestuia, precum şi de gradul de dezvoltare a sistemului radicular al plantelor cultivate anterior.

În ceea ce priveşte reglajele plugului, brazdele de sol depind de adâncimea de arat (a) şi de lăţimea brazdelor (l), aşa cum s-a menţionat şi

Arat cu plugul reversibil şiîncorporare de îngrăşăminte verzi

Arat în mirişte cu încorporarea resturilor de paie

Page 103: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

103

mai sus, precum şi de raportul dintre aceşti doi parametri (a/l). Pentru aceeaşi lăţime a brazdei (l) se pot realiza, de fapt, o înclinare cu atât mai scăzută sau o arătură cu atât mai ridicată cu cât adâncimea va fi mai mare (figura 5.3.):

� arătură culcată: a/l = 1/2, unghiul de înclinare a brazdelor este mai mic de 45°; brazdele pot fi complet răsturnate, aproape ataşate fundului brazdei. În această situaţie condiţiile vor fi complet defavorabile descompunerii materiei organice. Circulaţia aerului va fi greoaie, iar dezvoltarea microorganismelor necesită prezenţa O2.

� arătură medie: a/l = 2/3;

� arătură ridicată: a/l = 3/4, brazdele realizează cu orizontala un unghi cuprins între 45 şi 90°. Acest unghi oferă condiţii bune de aerare, de circulaţie a apei, de repartizare a materiei organice şi dedistrugere a buruienilor. Uneori poate exista riscul ca apa să se scurgă prea rapid şi să nu se acumuleze la nivelul solului, iar buruienile să repornească în vegetaţie.

După aspectul exterior şi după gradul de înclinare a brazdelor (figura 5.4.), arăturile pot fi clasificate în patru tipuri (D. Soltner, 1990):

� arături cu opriri vii, în care brazdele de sol îşi păstrează forma rectangulară, lăsând între ele galerii, mai mult sau mai puţin obturate de solul decupat de răzuitor. Acest tip de arături favorizeazăscurgerea excesului de apă, dar practicarea lui trebuie corelată foarte bine cu tipul de sol şi cu alte ptractici culturale realizate pe solă.Viteza de lucru a agregatului este de circa 3 km/h;

� arături unghiulare, care se caracterizează prin brazde ce păstreazăparţial forma rectangulară, unghiurile formate de brazde cu orizontala sunt încă aproape drepte, iar brazdele sunt mai puternic

b b

a

b

Arătură culcată: a/b = 1/2

b b

a

b

Arătură culcată: a/b = 1/2

Figura 5.3. - Înclinarea brazdelor de sol (Prelucrat după D. Soltner, 1990)

Page 104: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

104

fisurate; se realizează o cantitate mai mare de sol fin împrăştiat de cormană, care dă un aspect lucios brazdelor ca urmare a contactului solului cu piesa metalică; viteza de deplasare a agregatului este de 4,5 km/h;

� arături rotunjite, ce rezultă dintr-o dislocare completă a brazdelor de sol şi o sfărâmare a acestora în bulgări de dimensiuni medii şimici. Viteza de arat este încă suficient de mică (7-8 km/h) pentru ca arărura să păstreze încă o anumită formă bombată a brazdelor dar, cantitatea mult mai mare de sol mărunţit, care astupă orificiile ce se realizau în cazul primelor două tipuri de arătură, face ca scurgerea apei să fie mult mai lentă;

� arături aruncate, care diferă de primele tipuri prin viteza foarte mare (circa 12 km/h) de deplasare a agregatului; solul este mult mai mărunţit şi, datorită vitezei de arat, este proiectat pretutindeni astfel încât rezultă o arătură cu o suprafaţă aproape plană.

Forma arăturii depinde de tipul de cormană, precum şi de anexele ataşate acesteia (figura 5.5.). În anumite situaţii, trupiţa plugului se echipează

Arătură cu opriri viiBrazde cu secţiune rectangularăSpaţii foarte puţin obturateArătură unghiularăUnghiuri de rupere clareSol fin mărunţit

Spaţii încă libereArătură rotunjităDislocarea completă abrazdelor de solStructură bolovănoasăSpaţii obturate

Arătură aruncatăSuprafaţă aproape planăStructură cu tendinţă glomerulară

Arătură cu opriri viiBrazde cu secţiune rectangularăSpaţii foarte puţin obturateArătură unghiularăUnghiuri de rupere clareSol fin mărunţit

Spaţii încă libereArătură rotunjităDislocarea completă abrazdelor de solStructură bolovănoasăSpaţii obturate

Arătură aruncatăSuprafaţă aproape planăStructură cu tendinţă glomerulară

Arătură cu opriri viiBrazde cu secţiune rectangularăSpaţii foarte puţin obturateArătură unghiularăUnghiuri de rupere clareSol fin mărunţit

Spaţii încă libereArătură rotunjităDislocarea completă abrazdelor de solStructură bolovănoasăSpaţii obturate

Arătură aruncatăSuprafaţă aproape planăStructură cu tendinţă glomerulară

Figura 5.4. – Aspectul exterior al brazdelor de sol arat, în funcţie de viteza agregatului şi tipul de sol

(Prelucrat după Soltner, 1990)

Page 105: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

105

cu cormană suplimentară sau cu prelungitor de cormană. În aceste situaţii se realizează brazde bine mărunţite, iar resturile vegetale sunt bine încorporate în sol. Acest proces de lucru este utilizat pentru îmbunătăţirea calităţii arăturii, în special pe soluri înţelenite (vechi pajişti sau lucerniere) sau acolo unde se urmăreşte ca stratul de sol superior, bogat în resturi vegetale, să fie îngropat pe fundul brazdei (Toma şi col., 1981), pentru a favoriza creşterea conţinutului în materie organică al solului şi ameliorarea structurii pe profilul cultural.

Arătura se poate efectua şi cu pluguri echipate cu discuri (figura 5.6.). Acest tip de arătură este recomandat pe anumite tipuri de soluri, precum cele umede, unde se doreşte reducerea umiditaţii mai repede în primăvară, cele cu strat arabil bogat în pietriş sau rocă, sau unde solurile sunt străbătute de rădăcini mari ale vegetaţiei precedente.

Trupiţa plugului este înlocuită printr-o calotă sferică ce se roteşte în jurul unui ax înclinat faţă de orizontală. Solul este decupat de disc şi, odatăcu avansarea agregatului, brazda este ridicată pe disc şi întoarsă căzînd lateral.

Arătura cu plugul cu discuri permite: limitarea frecării şi, în consecinţă,scade efortul la tracţiune, precum şi consumul de energie; obţinerea de arături cu brazde regulate, favorabile scurgerii apei în exces; lucrarea solurilor umede şi cu plasticitate ridicată primăvara.

Brăzdar

Cormană

Plaz pentru stabilitatea

trupiţei

Călcâi

Cormanăsuplimentară

Cadrul plugului

BârsăPrelungitor de cormană

Brăzdar

Cormană

Plaz pentru stabilitatea

trupiţei

Călcâi

Cormanăsuplimentară

Cadrul plugului

BârsăPrelungitor de cormană

Figura 5.5. – Părţile componente ale trupiţei (Prelucrat după Toma şi col., 1981)

Page 106: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

106

Adâncimea de arat În practica agricolă românească, în stabilirea adâncimii de arat se ţine

cont de factori precum adâncimea stratului arabil de sol, profunzimea dezvoltării sistemului radicular al plantei ce urmează a fi cultivată, adâncimea arăturii efectuată pentru cultura precedentă, necesitatea de a încorpora diferite tipuri de îngrăşăminte organice.

Rezultate experimentale obţinute în condiţiile solului brun-roşcat de la Moara Domnească de către Budoi şi col. (1995) au arătat că, pentru cultura de porumb, este necesară arătura de bază efectuată la 30 cm adâncime, ea având efecte foarte bune asupra producţiei de porumb spre deosebire de arătura efectuată la adâncimea de 20 cm sau alte tipuri de lucrări de bază ale solului (figura 5.7. ).

Adaptarea arăturii în funcţie de epoca optimăExistă deja numeroase criterii după care se poate aprecia dacă este sau

nu utilă arătura, dacă, odată efectuată, are efectul dorit etc. În ceea ce priveşte epoca optimă de efectuare a arăturii se poate spune că ea depinde, de asemenea, de numeroşi factori.

Arătura, în cele mai dese cazuri, se execută îndată ce terenul a fost eliberat de cultura precedentă (Budoi şi col., 1996). Pot exista câteva excepţii de la această regulă şi anume: dacă solul este prea uscat după recoltarea plantei premergătoare este preferabil să se facă doar o lucrare superficială cu o grapă cu discuri, care va avea rolul de a forma un strat de mulch din amestecul de sol şi resturi vegetale, iar acest care strat va contribui la menţinerea umidităţii în sol; dacă solul are umiditate foarte mare se va aştepta până la diminuarea acesteia sau se va interveni cu lucrări ce vor favoriza scăderea umidităţii.

2

1

4

5

3

2

1

4

5

3

Figura 5.6. – Plugul cu discuri (Prelucrat după Soltner, 1990)

Page 107: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

107

În general, epocile de efectuare a arăturilor corespund cu sezoanele sau anotimpurile. Astfel:

• arătura de vară: corespunde cu perioada în care se încheie ciclul vegetativ la numeroase specii anuale din cultura mare şi care se recoltează la începutul verii (mazăre, cereale păioase, unele plante furajere, rapiţă, etc.); pentru efectuarea acestui tip de arătură este foarte important ca umiditatea solului să fie suficientă; deseori este necesar să se efectueze această arătură dat fiind că după multe dintre speciile recoltate în vară urmează culturi ce se înfiinţează în toamnăori, pentru ca patul germinativ pentru acestea să se pregătească în bune condiţii, este nevoie ca arătura să se efectueze cu circa 3 săptămâni înainte; dacă nu este posibil să se realizeze arătura de varăse va recurge la o lucrare cu grapa cu discuri, iar ulterior, după ce umiditatea solului va fi corespunzătoare se va ara; nu pentru toate culturile de toamnă şi nu în toate tipurile de sol este necesară arătura.

• arătura de toamnă: se efectuează în general după recoltarea culturilor la sfârşitul verii şi în toamnă; dacă această arătură se va efectua în vederea înfiinţării unei culturi în toamnă trebuie să se respecte intervalul de timp până la pregătirea patului germinativ; de obicei acest

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

A 20 cm A 30 cm Paraplau 20 cm Cisel 40 cm Disc 15 cm

Adâncimea lucrării de bază (cm)

Prod

ucţia

depo

rum

bşt

iuleţ

i(q/

ha)

Figura 5.7 - Producţiile de porumb în funcţie de lucrarea de bază a solului (după Budoi şi col. 1995)

Page 108: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

108

tip de arătură se efectuează în lunile octombrie şi noiembrie, la adâncimi de 28-30 cm, cu o viteză de deplasare a agregatului (tractor + plug) scăzută (3-4 km/h) pentru a rezulta brazde relativ compacte (precum arătura cu opriri vii sau cea unghiulară); parcelele astfel arate nu vor suporta o lucrare de grăpat (grapa cu discuri) decât dacă, în primăvară, pe parcela respectivă urmează să se înfiinţeze culturi cu seminţe mici şi uşoare, precum în cazul sfeclei pentru zahăr; o astfel de arătură va fi supusă condiţiilor climatice din timpul iernii (îngheţ/dezgheţ), care vor contribui la o bună structurare a solului şi la acumularea apei în sol.

• arătura de primăvară: în condiţiile de la noi din ţară acest tip de arătură se execută doar dacă nu s-a putut efectua arătura de toamnă;există două riscuri, care nu permit efectuarea arăturii în primăvară şianume, fie solul este prea umed şi rezultă arătura în curele, care va degrada structura solului, fie primăvara vine brusc, cu temperaturi foarte ridicate, care determină uscarea prea rapidă a solului, ceea ce este dăunător deopotrivă pentru sol ca şi pentru efectuarea lucrărilor de pregătire a patului germinativ şi pentru germinarea seminţelor.

• arătura de iarnă, mai mult decât cea de primăvară, este o lucrare ce se efectuează în situaţii excepţionale. Totuşi, ea poate fi luată în considerare atunci când, mai ales din motive legate de climă, nu s-a reuşit finalizarea arăturilor de toamnă, iar în iarnă există perioade favorabile efectuării acesteia (fereastre ale iernii).

Arătura în cureleArătura în curele

Page 109: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

109

5.4. Lucrări superficiale ale solului În această categorie se regrupează lucrări care se efectuează la adâncimi

mici comparativ cu arătura. Astfel de operaţii culturale pot fi capabile uneori să înlocuiască arătura, în special lucrarea cu grapa cu discuri, mai ales atunci când nu se impune o lucrare mai profundă a solului sau când, în mod special, se urmăreşte efectuarea unor lucrări de conservare a solului.

Rolul esenţial al acestor lucrări superficiale este de a completa lucrarea de arat, uneori chiar imediat după efectuarea acesteia, alteori după o„maturare” lentă a arături, timp în care agricultorul poate profita de factorii de mediu, fie prin acumularea precipitaţiilor, fie prin acţiunea îngheţului şidezgheţului, care determină formarea de bulgări mici de sol, de agregate şimicroagregate cu stabilitate structurală ridicată.

Lucrările superficiale ale solului au, de asemenea, rolul de a pregăti terenul în vederea semănatului unei noi culturi. Frecvent, în această situaţie se folosesc combinatoare (utilaje alcătuite din piese active de tip „colţi”, grape elicoidale, grape cu colţi flexibili, etc.), diferite tipuri de grape cu colţi, etc. Tot o lucrare superficială a solului este şi aceea de îndepărtare mecanicăa buruienilor din culturile prăşitoare, care se face periodic, în primele faze de vegetaţie a culturilor cu utilaje ce poartă numele de cultivatoare, care sunt diferite de combiatoare. Lucrarea solului cu tăvălugul sau cu freza este, de asemenea, o lucrare superficială dar, faţă de cele menţionate mai sus au alte caracteristici. Despre toate acestea se va vorbi în continuare detaliat.

5.4.1. Grăparea Grapa cu discuri este frecvent

utilizată în lucrările solului, adâncimea la care lucrează fiind diferită în funcţie de scopul lucrării. Grapa cu discuri este constituită dintr-un şasiu rectangular pe care se ataşeazăbaterii de discuri, lise sau dinţate. Batriile pot fi ataşate după oschemă de forma literei „V”, atunci când se folosesc douăbaterii sau în forma literei „X”, când se montează patru baterii.

Lucrarea cu grapa cu discuri poate înlocui uneori arătura şi atunci va purta numele de „arătură falsă”. Deseori se foloseşte grapa cu discuri pentru

Lucrarea cu grapa cu discuri în mirişte (model Kuhn)

Page 110: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

110

a lucra solurile imediat după recoltare (mai ales după cereale păioase vara), pentru a se realiza o uşoară mărunţire a solului la suprafaţă şi un amestec cu resturile vegetale ale culturii recoltate, cu miriştea, respectiv şi pentru a forma un „mulch” la suprafaţa solului care să permită conservarea apei în sol în perioadele secetoase, până la momentul efectuării arăturii.

Rolurile lucrării cu grapa cu discuri pot fi prezentate astfel:

a. Solul adăposteşte numeroase seminţe de buruieni, multe dintre acestea rămânând pe sol imediat după trecerea combinei la recoltarea culturii precedente, altele rezultând de la buruienile, care s-au adăpostit la baza culturii premergătoare şi au reuşit să ajungă la maturitatea biologică. Aceste seminţe de buruieni aşteaptă momentul optim de germinare odată ce li se vor oferi condiţii minime, dupărecoltarea culturii precedente. Imediat ce solul se va acoperi de vegetaţia produsă de buruieni se va interveni cu grapa cu discuri pentru tocarea buruienilor şi încorporarea lor în sol ca materie organică. Astfel, se va reduce riscul de îmburuienare al viitoarei culturi dar se şi încorporează în sol materie organică.

b. Resturile vegetale ale plantei precedente (miriştea, o parte din paiele neadunate spre a fi folosite, etc.) pot fi încorporate în sol, la adâncime mică şi, puse în contact cu solul şi cu umiditatea, vor începe să se descompună şi să se humifice. Acesta este un excelent amestec al materiei organice cu solul, care va determina efectuarea, mai târziu, a unei arături mult mai eficiente. Se recomandă ca în solurile uşoare, în astfel de situaţii, grapa cu discuri să fie însoţită de un tăvălug neted pentru a permite un contact mai intim între paie şisol. Asocierea tăvălugului la acestă lucrare de discuit va permite, totodată, un bun contact între seminţele căzute anterior pe sol şisolul în sine, astfel încât un număr cât mai mare dintre acestea săgermineze şi să poată fi distruse ulterior prin încorporare în sol cu lucrarea de arat.

c. Dezmiriştirea cu grapa cu discuri permite o mobilizare superficială asolului (6 – 10 cm), dar capabilă să favorizeze, după efectuarea arăturii, obţinerea unui sol bine mărunţit, necesar mai ales atunci când urmează să se înfiinţeze culturi de toamnă. În cazul în care va urma o arătură de toamnă, nu se recomandă o astfel de lucrare anterior.

d. După o lucrare cu grapa cu discuri într-o mirişte, se va produce o mult mai bună infiltrare a apei provenind din ploile de vară, faţă de ceea ce se petrece în cazul unui sol tasat, unde permeabilitatea şi

Page 111: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

111

viteza de infiltrare vor fi mult mai mici şi vor rezulta bălţi, apa stagnând temporar, ceea ce va conduce la degradarea solului.

e. Nu în ultimul rând, mobilizarea solului cu grapa cu discuri poate contribui, într-o oarecare măsură, la distrugerea unei părţi a larvelor insectelor dăunătoare culturilor.

Modul de acţiune al grapei cu discuri este relativ asemănător plugului cu discuri. Totuşi nu sunt lucrări identice: odată cu discuitul nu se produce o întoarcere a stratului de sol lucrat, precum în cazul plugului cu discuri; grapa cu discuri are un număr mult mai mare de discuri şi mai mici decât cele ale plugului; adâncimea de lucru a grapelor cu discuri este mai mică (în medie 7-8 cm). Există unele grape cu discuri mari (GD-6,4), cu care se poate lucra la adâncimi de peste 10 cm, dar acestea se folosesc mai rar. În ţara noastră, în cultura plantelor de câmp se foloseşte adesea o grapă cu discuri medie, GD-3,2, iar în horticultură se foloseşte GD-1,2.

În anumite situaţii (interval mare de timp până la efectuarea arăturii, zonă bogată în precipitaţii etc.), după efectuarea lucrării cu grapa cu discuri, pentru ca solul să nu fie expus, fie secetei, fie spălării nutrienţilor cu apa din precipitaţii, este recomandabil să se înfiinţeze culturi pentru îngrăşăminte verzi (rapiţă, raigras ş.a.), care vor asigura o protecţie temporară solului, vor capta nutrienţii susceptibili de a fi spălaţi şi vor asigura solului o cantitate importantă de materie organică, după încorporarea lor în sol prin lucrările ulterioare.

5.4.2. Lucrarea solului cu utilaje cu „colţi” Există numeroase utilaje de lucrat solul superficial ale căror piese active

se numesc „dinţi” sau „colţi”. Cel mai adesea este vorba de grape cu colţi, care pot fi: colţi rigizi, colţi reglabili, colţi flexibili.

Grapele cu colţi rigizi pot fi tractate simplu de tractor sau pot dispune de mecanisme acţionate de la priza de putere a tractorului astfel încât colţii, dispuşi pe un cadru sau pe alte tipuri de suporţi, să aibă o acţiune oscilatorie, sau o acţiune vibratoare, sau o acţiune alternativă (de du-te-vino, de la stânga la dreapta şi invers).

Grapele cu colţi reglabili sunt tractate şi pot fi acţionate manual, printr-un mecanism simplu, în vederea stabilirii gradului de înclinare a colţilor pentru a atinge obiectivele specifice de pregătire a solului.

Cmbinatoarele, spre deosebire de unele grape cu colţi, sunt prevăzute cu suporţi flexibili, pe care se montează diferite tipuri de cuţite, în general cuţite drepte sau cuţite săgeată. Cobinatoarele, practic, reunesc mai multe tipuri de piese active, care permit ca printr-una sau două treceri pe parcelă să se

Page 112: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

112

realizeze o foarte bună pregătire a solului, mai ales în privinţa pregătirii patului germinativ, înainte de semănat. Combinatoarele au un componenţalor şi grape rotative, grape elicoidale, etc.

Combinatoarele pot fi utilizate pentru a lucra solul atât după efectuarea arăturii, cât şi înainte de aceasta, în funcţie de tipul textural de sol.

Odată cu evoluţia tipului de exploataţie agricolă, mai precis cu dimensiunile acesteia, precum şi cu exigenţele privind calitatea lucrărilor solului, au evoluat şi utilajele de pregătire a acestuia. Totodată, marile companii internaţionale, care produc utilaje agricole, au luat în considerare din ce în ce mai mult exigenţele privind impactul utilajelor agricole asupra solului şi protecţia mediului înconjurător, precum şi principiile dezvoltării durabile, în general şi ale agriculturii durabile, în special.

Fără a le face reclamă, se poate aprecia că utilajele moderne, complexe de lucrat solul vin în întâmpinarea agriculturii durabile. Totuşi, aceste utilaje sunt foarte costisitoare şi ineficiente pentru exploataţiile sau fermele foarte mici. Pentru a fi rentabilă, achiziţionarea şi utilizarea lor trebuie să se facă în comun sau de către întreprinderi specializate în prestarea de servicii pentru agricultură.

Actualele utilaje de lucrat solul sunt în general complexe şi permit ca doar printr-una sau două treceri pe parcelă să se realizeze lucrări corespunzătoare ale solului, fără un impact prea mare asupra proprietăţilor acestuia. Nu este vorba de utilaje pentru sistemul minim de lucrări ale solului, ci de utilaje care permit reducerea numărului de treceri pe parcelă.Numărul de lucrări poate rămâne acelaşi în funcţie de gradul de complexitate

Combinator (model Lemken), echipat cu piese active de tip colţi ficşi, cuţite disc şi grape rotative cu vergele

Combinator (model Lemken), echipat cu piese active de tip colţi ficşi, cuţite disc şi grape rotative cu vergele

Page 113: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

113

al utilajului. Constructorii de utilaje agricole au reuşit să combine utilajele simple cu care se lucra solul până nu de mult şi care, de altfel, se folosesc încă în micile ferme, în formele cele mai optime pentru a atinge performanţă şi eficienţă dar şi pentru a răspunde cel mai bine nevoilor tehnologiei de cultură în raport cu fiecare specie.

5.4.3. Lucrarea solului cu tăvălugul Tăvăluirea sau compactarea solului este o lucrare ce se efectuează în

anumite situaţii, în funcţie de cerinţele tipului de sol sau ale culturii. În prezent, tăvălugul, neted sau inelar, singur ca utilaj, se foloseşte din ce în ce mai puţin. Multă vreme s-au folosit tăvălugii inelari pentru efectuarea unor lucrări de tasare uşoară în profunzime şi mărunţire la suprafaţă, în definitivarea lucrării de pregătire a patului germinativ. Tăvălugii netezi s-au folosit şi se mai pot folosi pe solurile uşoare sau pentru unele lucrări, precum tasarea culturilor de îngrăşăminte verzi pentru a facilita trecerea ulterioară a gregatelor de tăiere şi încorporare a acestora în sol, etc.

De asemenea, se pot folosi tăvălugi netezi sau cu pinteni pentru a sfărâma bolovanii compacţi de sol, foarte duri, formaţi în perioadele foarte secetoase. Totuşi, în agricultura durabilă, având în vedere grija pentru protecţia structurii solului se insistă pe efectuarea tuturor lucrărilor solului la momentul optim, diminuarea numărului de lucrări ale solului şi a impactului trecerilor repetate pe parcelă.

5.4.4. Nivelarea Nivelarea este o lucrare necesară pe toate tipurile de sol din zonele de

câmpie, unde, de la un an la altul, se înregistrează o anumită neuniformitate a solului ca urmare a efectuării defectuoase a lucrărilor solului, a aplicării neuniforme a îngrăşămintelor organice, datorită cantităţilor de reziduu vegetal încorporat neuniform, etc. Acest tip de denivelare se poate rectifica anual odată cu lucrările solului. Pentru aceasta, utilajele combinate de lucrat solul pot avea în componenţă bare nivelatoare.

Nivelarea anuală a solului sau „nivelarea de exploatare” este necesarăîntrucât ea poate preveni o serie de fenomene dăunătoare solului şiculturilor: formarea de bălţi, stagnarea apei din precipitaţii sau din irigaţii, care afectează atât culturile (asfixierea rădăcinilor plantelor) cât şi solul (spălarea materiei organice şi a nutrienţilor, diminuarea stabilităţii structurale a solului, etc.). Pe solurile irigate, nivelarea este cu atât mai importantăîntrucât ea permite o repartizare uniformă şi eficientă a apei de irigat.

Page 114: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

114

Din punct de vedere agronomic, nivelarea solului este necesară pentru a permite aplicarea corectă, uniformă a tuturor lucrărilor agricole: semănat uniform, uniformitate de răsărire, fertilizare, aplicarea tratamentelor pentru protecţia culturilor împotriva bolilor, buruienilor şi dăunătorilor plantelor.

Pe terenurile ce urmează a fi amenajate pentru irigat, în afară denivelarea de exploatare, care se realizează anual, aşa cum s-a prezentat în paragraful de mai sus, se efectuează „nivelarea capitală”. Această lucrare se efectuează de către echipe şi cu utilaje specializate pentru lucrările de îmbunătăţiri funciare. Ea presupune săpături şi deplasări de cantităţi mari de pământ. Este esenţial ca în efectuarea acestei lucrări să se aibă în vedere respectarea ordinei fireşti a straturilor de sol.

Prin nivelarea capitală se asigură pantele optime de scurgere a apei la irigarea prin scurgere la suprafaţă (nivelare în pantă) sau se crează parcele orizontale la amenajarea orezăriilor (nivelarea în plan orizontal). Nivelarea capitală este o lucrare ce trebuie să fie întreţinută anual sau o dată la 2-3 ani prin nivelări de exploatare (Motcă şi Vâjială, 1983).

5.4.5. Lucrarea solului cu freza Freza este un utilaj de lucrat solul în primii 10 cm. Lucrarea este, deci,

una superficială dar care, printr-o singură trecere a agregatului, realizează ofoarte bună mărunţire a solului.

Freza poate fi folosităîn condiţii speciale şianume pe solurile grele, compacte, pe terenurile înţelenite şi turboase, unde poate înlocui plugul pentru efectuarea lucrării de bază asolului. Spre deosebire de plug, în procesul de lucru, freza nu are un efect de răsturnare, ci numai de tăiere, mărunţire şiamestecare a solului (Motcăşi Vâjială, 1983).

Freza se poate folosi în lucrări ce se realizează pe suprafeţe mai mici, în horticultură, unde şi timpul afectat efectuării lucrărilor solului este mai redus, dat fiind că în acest sector agronomic există mai multe cicluri de producţie anual. De asemenea, în câmpurile expeimentale, freza poate fi folosită atât

Cardan pentru cuplare la priza de putere a tractorului

Poziţii de prindere la:tirantul centraltiranţii laterali

Cuţite în formă de

“L”

Cardan pentru cuplare la priza de putere a tractorului

Poziţii de prindere la:tirantul centraltiranţii laterali

Cuţite în formă de

“L”

Freza (model Kuhn)

Page 115: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

115

pentru pregătirea terenului pentru anumite experienţe, cât şi pentru întreţinerea curată a intervalelor dintre parcelele experimentale.

Folosirea acestui utilaj este restricţionată, totuşi, de următoarele dezavantaje: consum ridicat de energie convenţională, fiind acţionată de la priza de putere a tractorului şi efecte foarte puternice asupra proprietăţilor fizice ale solului, în special asupra structurii acestuia, dat fiind gradul excesiv de mărunţire. După o lucrare cu freza există riscuri foarte mari de formare a crustei la suprafaţa solului. De aceea, freza se foloseşte doar în situaţii excepţionale. În agricultura durabilă este din ce în ce mai puţin folosită.

5.4.6. Modelarea solului Modelarea este lucrarea ce presupune modificarea configuraţiei solului.

Ea se efctuează îndeosebi în horticultură, pentru culturi legumicole. Prin această lucrare se realizează un profil al solului sub formă de straturi înălţate, despărţite prin rigole, care să asigure posibilitatea irigării legumelor prin scurgerea apei la suprafaţă şi uşurarea deplasării tractoarelor în agregat cu maşinile agricole printre straturile de legume (Toma, 1981).

În agricultura durabilă, pentru a se reduce riscurile de pierdere a solului dar şi pentru a se conserva apa în sol pe benzile cultivate, se practicămulcirea acestora cu diferite tipuri de materiale (hârtie, material plastic, etc.). Totodată, această acoperire permite şi reducerea gradului de îmburuienare.

5.5. Efectle lucrărilor solului Solul agricol este principalul mijloc de producţie al agricultorului, este

un mediu creat de el în cursul timpului, pe care îl şi gestionează. Solul nu

Modelarea solului în seră

Modelarea şi mulcirea soluluiModelarea în scopul irigării prin

scurgere la suprafaţă

Modelarea solului în seră

Modelarea şi mulcirea soluluiModelarea în scopul irigării prin

scurgere la suprafaţă

Page 116: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

116

este un suport inert, ci o remarcabilă uzină biologică. De aceea, orice lucrare agricolă ce implică solul trebuie luată în considerare după o analiză severă aimplicaţiilor acesteia asupra proprietăţilor solului în ansamblul lor. Jucând numeroase roluri, tot atât de diverse pe cât de indispensabile, solul contribuie la creşterea şi dezvoltarea plantelor.

Este absolut necesarăcunoaşterea rolurilor sale şiînţelegerea proceselor prin care activitatea agricolă acţioneazăasupra lor dacă dorim săconservăm fertilitatea solului. Solul trebuie, înainte de toate, săaibă o bună structură, ceea ce explică proprietăţile sale fizice şicomportamentul său vizavi de apă, aer, rădăcinile plantelor şiutilajele de lucrat solul.

Solul este un mediu complex: este un suport pentru plante; rădăcinile, care străbat şi colonizează mai mult sau mai puţin profund solul, permit plantelor să reziste, pe de-o parte la intemperii, iar pe de altă parte la secetăprin absorbţia apei de la adâncimi mari, ele fiind capabile să exploateze rezervele de apă constituite în sol, care transportă elementele nutritive (minerale şi organice). Spaţiile mari din sol (porii necapilari) sunt ocupate în principal de aer. Aceste spaţii permit schimburile gazoase (O2 – CO2)indispensabile creşterii plantelor.

Acest mediu complex este favorabil dezvoltării unei intense activităţianimale, vegetale şi microbiene: bacterii, ciuperci, colembole, acarieni, viermi de sol. Acestea sunt doar câteva exemple de organisme ce trăiesc în solurile fertile. Rolul lor este multiplu:

• fragmentarea şi descompunerea materiei organice; • aerarea şi structurarea solului; • solubilizarea elementelor nutritive; • fixarea azotului; • secreţia unor substanţe de creştere.

Voit sau nu, orice acţiune asupra solului poate antrena o ameliorare sau o deteriorare lentă, uneori imperceptibilă a solului. Intervenţia agricultorului, prin lucrările solului, drenaj, fertilizarea organică şi minerală în interacţiune cu factorii naturali precum vântul, ploaia şi temperatura modifică solul gradual. Intervenţiile omului trebuie să fie controlate şi revăzute permanent, pentru a nu se provoca o degradare iremediabilă a solului. În cadrul acestui

Sol structurat

Page 117: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

117

capitol se vor prezenta şi unele recomandări, care pot ajuta la respectarea sau la ameliorarea acestui mediu formidabil care este solul.

În sistemele de agricultură biologică, cultura plantelor se bazează în mod special pe proprietăţile intrinsece ale solului, întrucât condiţiile sub-optime de creştere a plantelor nu pot fi compensate de intrările de pesticide şimateirale fertilizante. De aceea, lucrarea optimă a solului este crucială în aceste sisteme de producţie agricolă.

Gestiunea lucrărilor solului reprezintă un mijloc de bază, care are un impact major asupra instalării culturilor şi creşterii acestora. Reducerea numărului de arături sau eliminarea acestora şi reducerea sistemului de lucrări ale solului în ansamblul său sunt adesea preferate în sistemul de agricultură biologică dar şi în agricultura durabilă. Procedeele de lucrare a solului sunt gândite să fie mai puţin dăunătoare biologiei solului, acestea având rolul de a concentra materia organică în stratul superficial de sol, de a îmbunătăţi modul de folosire a azotului şi de a reduce riscurile de compactare şi eroziune a solului. Cercetări recente au arătat că agricultorii, care practică sistemul de producţie biologică, au aceleaşi probleme privind compactarea solului ca şi cei din fermele convenţionale (Schjønning, 2001).

5.5.1. Compactarea solului Acordăm o importanţă deosebită compactării solului întrucât aceasta

poate apare în diferite situaţii, la adâncimi diferite pe profilul solului şi poate fi provocată de numeroşi factori dar, utilajele agricole şi practicile de lucrat solul sunt poate principalii factori care o pot cauza. Principalul rezultat al compactării solului ca urmare a acţiunii utilajelor agricole, în special la efectuarea lucrării de arat, este hardpanul (talpa plugului).

Solul este un mediu poros în care faza solidă şi spaţiile poroase, ocupate de lichide sau de gaze, sunt organizate de o manieră heterogenă şidiscontinuă. Dar, această organizare nu este stabilă; ea evoluează în timp, sub efectul acţiunilor diverse, climatice şi antropice Astfel se pot distinge noţiunile de stare şi de comportament fizic (Papy, Cerf, 1990) în ceea ce priveşte solul.

Din punct de vedere agronomic interesează solul ca mediu de creştere pentru plantele cultivate dar şi ca sistem apt de a evolua.

Proprietăţile fizice (uniditate, aerare, temperatură, rezistenţa la lucrări) şifertilitatea unui sol sunt dependente, atât de textura sa (compoziţia granulometrică) cât şi de structură (modul de asociere a constituenţilor solului). Dacă textura nu poate fi modificată, în schimb, este posibil deseori să se acţioneze, atât pozitiv (prin ameliorare) cât şi negativ (degradare) asupra structurii şi deci, asupra calităţii solului.

Page 118: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

118

Stabilitatea structurală a solului se traduce prin rezistenţa solului la agenţii de degradare. Principalii agenţi de degradare sunt ploile torenţiale şi anumite utilaje şi maşini de lucrat solul în condiţii necorespunzătoare.

În general, un sol bun petru a fi cultivat conţine 25 % apă şi 25 % aer/volum. Acest 50 %/volum se referă la porozitatea solului. Restul de 50 %/volum reprezintă perticulele de sol.

Compactarea este un proces de schimbare, care se petrece în structura solului fără a fi neapărat o creştere a densităţii acestuia. Solurile „sănătoase” au un sistem de pori divers ca dimensiuni, în timp ce solurile compacte au doar pori mici.

Pe durata procesului de compactare, agregatele de sol se taseza datorităforţelor care acţionează asupra lor determinând reducerea numărului de pori şi a continuităţii acestora, reducerea dimensiunii şi stabilităţii agregatelor de sol. În cazuri severe de tasare se poate produce şi sfărâmarea agregatelor.

Compactarea este determinată direct de greutatea maşinilor şi utilajelor agricole, de mărimea şi presiunea pneurilor. Maşinile precum combinele destinate recoltării producţiilor agricole sau utilajele de aplicat mateirale fertilizante sunt foarte grele. Lucrările de recoltare pot contribui la creşteri importante ale gradului de compactare a solului. Încorporarea de biomasă(materie organică) în sol poate contribui însă la reducerea compactării (Sanchez şi col., 2003). În timp ce încărcăturile uşoare provoacă ocompactare doar la suprafaţă, sarcinile grele cauzează compactarea în adâncime, ceea ce nu se poate remedia prin lucrările solului.

O anumită sarcină şi o anumită mărime a pneurilor cauzează o mult mai profundă compactare în solurile umede decât în cele uscate. Presiunea pneurilor este factorul principal care afectează compactarea solului la suprafaţă. Totuşi, prin alegerea pneurilor largi şi cu presiune joasă sau a pneurilor duble, un tractor de 200 CP poate cauza o compactare la suprafaţasolului tot atât de mare ca şi un tractor de 50 CP.

Efectele compactării sunt mai pronunţate pe anumite tipuri de soluri. Compactarea afectează mai mult solurile nisispo-argilo-lutoase decât pe cele nisipo-lutoase. În general, solurile în a căror componentă solidă intrăparticule fine devin mai compacte, iar producţiile culturilor se reduc. Compactarea în profunzime poate fi şi ea corectată prin lucrări de afânare adâncă.

În prezent, soluţia cea mai realistă este de a evita, pe cât posibil, practicile care cauzează compactarea:

• a nu se circula pe solul umed doar dacă este absolut necesar;

• a se încerca evitarea sarcinilor excesive pe şasiu, care cauzeazăcompactarea în profunzime;

Page 119: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

119

• a se elimina lucrările solului care nu-şi justifică utilitatea.

Pe lângă factorii fizici care pot determina sfărâmarea agregatelor de sol, o serie de factori ce ţin de gestiunea parcelei cultivate conduc la pierderi de materie organică ceea ce înseamnă o contribuţie la deteriorarea structurii solului. Sistemul de cultură a plantelor reprezintă unul din factorii de gestiune care poate afecta stabilitatea agregatelor de sol.

Datorită schimbărilor complexe ce se produc în structura solului, relaţia dintre creşterea densităţii solului şi producţia culturilor nu este deloc una simplă. Schimbările în structura solului afectează mişcarea apei şi aerului în sol, rădăcinile plantelor, precum şi microorganismele, care lucrează pentru menţinerea fertilităţii solului. Efectele asupra producţiei depind de nivelul şiadâncimea compactării şi de tipul de cultură.

Principala cauză a compactării solurilor agricole în majoritatea fermelor o reprezintă traficul diferitelor agregate mecanice cu care se efectueazălucrările în agricultură, urmate fiind de ploaie, secetă sau traficul animalelor, acolo unde se exploatează suprafeţele înierbate prin păşunat. Gradul de compactare depinde de mărimea şi greutatea utilajelor, de nivelul de umiditate al solului şi de tipul de sol (solurile cu conţinut ridicat în argilă sau sărace în materie organică se compactează mult mai uşor).

Nu toate cazurile de compactare a solului sunt asemănătoare. Fiecare tip are cauze diferite şi, prin urmare, metodele şi tehnicile de remediere sunt diferite.

5.5.2. Efecte asupra proprietăţilor fizice ale solului Pierderile de sol pe care le cauzează agricultura în întreaga lume sunt din

ce în ce mai serioase. Dacă degradarea solurilor continuă cu viteza şi în modul în care acest fenomen s-a petrecut pe perioada „revoluţiei verzi”, fiinţa umană trebuie să-şi pună serioase întrebări în privinţa posibilităţii producerii hranei pe termen lung, cu atât mai mult cu cât creşterea demografică o va cere din ce în ce mai mult. Există diferite cauze ale folosirii inadecvate a terenurilor agricole. În ţările în curs de dezvoltare, foametea îi forţează pe oameni să cultive terenuri ale căror aptitudini pentru a fi cultivate nu sunt întocmai corespunzătoare, iar realizarea unor lucrări de amenajare şi ameliorare ar fi foarte costisitoare (construcţia de terase, ameliorarea fertilităţii, ameliorarea structurii etc.).

Suprafeţe imense sunt afectate de diferite forme de degradare chiar în statele dezvoltate, care beneficiază, deopotrivă, de tehnologii de culturăadaptate ştiinţific şi de echipamente şi materiale competitive.

Page 120: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

120

Eroziunea a devenit un pericol iminent pentru numeroşi fermieri din întreaga lume. De-a lungul timpului au fost construite şi dezvoltate sisteme de control al eroziunii şi de conservare a solului, ceea ce permite evitarea deplasărilor de sol. În acest sens, în unele zone se practică semănatul intercalat cu parcele înierbate, în altele se folosesc canalele de colectare a apei în exces, etc.

Faptul că cele mai dezastruoase efecte asupra degradării solului sunt rezultatul folosirii utilajelor foarte puternice este aproape unanim recunoscut. Există opinii conform cărora, fermele mici, având o dotare tehnică „precară”, în raport cu progresele în domeniu ale acestei epoci, mai precis acolo unde se folosesc mai mult animale de tracţiune şi mai puţin utilaje mecanizate, fenomenul de eroziue este foarte mult evitat. În plus, adâncimea la care se lucrează cu utilajele cu tracţiune animală este mult mai mică.

Aceasta, totuşi, nu înseamnă că eroziunea şi degradarea solului nu ar exista şi în fermele în care se folosesc cu precădere utilajele cu tracţiune animală. Dar originea acestor probleme nu este datorată atât de mult folosirii inadecvate a tehnologiei.

Este unanim recunoscut rolul materiei organice în creşterea stabilităţii structurale a solului, în diminuarea compactării.

Stabilitatea agregatelor de sol este un indicator de calitate legat direct de materia organică din sol, care poate fi redistribuită odată cu lucrările solului (Hernaz şi col., 2002). Materia organică şi dinamica acesteia sunt strâns legate de formarea agregatelor de sol şi de stabilitatea acestora. Anumiţicompuşi ai solului, precum humusul şi argila sunt consideraţi agenţipersistenţi, care joacă un rol important în formarea şi stabilizarea agregatelor de sol. De asemenea, o serie de alţi agenţi prezenţi în sol pot avea o rol tranzitoriu sau temporar, alături de forţele electrostatice. Spre exemplu, despre hifele ciupercilor din sol se crede că acestea joacă un rol mare în stabilizarea macro-agregatelor, iar secreţia exopolizaharidelor de către microorganisme şi rădăcinile plantelor se consideră că contribuie la stabilizarea microagregatelor (Land şi col., 1996)

Ca şi în cazul structurii solului, considerarea interrelaţiilor specifice dintre componentele acestuia este iminentă în abordarea efecteor cauzate de practicile agricole, în acest caz de lucrările solului asupra proprietăţilor fizice ale solului. Schimbările ce se produc în caracteristicile materiei organice şiefectele asupra proprietăţilor fizice ale solului, în general şi asupra caracteristicilor porozităţii în special, se petrec de-a lungul unor perioade lungi de timp (ani sau poate zeci de ani). Ca urmare, evaluarea impactelor schimbărilor în practicile privind lucrările solului asupra porilor, respectiv porozităţii solului, în general, dar şi asupra caracteristicilor materiei organice

Page 121: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

121

trebuie să identifice foarte clar adâncimea la care s-au observat impactele şidurata lucrărilor solului la momentul la care s-au efectuat observaţiile.

Porozitatea solului şi materia organică nu pot fi considerate separat, ca entităţi independente. Porii de diferite mărimi, forme şi continuitate sunt creaţi de factorii abiotici (lucrările solului şi traficul pe parcele, îngheţul şidezgheţul, uscarea şi umezirea solului) şi de factori biotici (creşterea rădăcinilor plantelor, galeriile provocate de fauna solului, în special viermii de pământ). Diferitele forme ale materiei organice stabilizează porii de diferite mărimi şi, prin urmare, fac să crească persistenţa acestora atunci când solul este expus la diferiţi factori de stres. La rândul lor, porii solului, prin caracteristicile lor, influenţează dinamica materiei organice din sol prin impactul pe care îl au asupra habitatului organismelor (balanţa dintre aerul şiapa care circulă prin porii solului, protecţia faţă de prădători şi accesibilitatea la substraturi), care sunt implicate în descompunerea materiei organice (Kay şi col., 2002).

Porii solului şi materia organică iau o multitudine de forme în sol, iar caracteristicile lor în timp şi spaţiu sunt o urmare a schimbărilor ce se produc în practicile de lucrare a solului. Porozitatea solului şi conţinutul în materie organică joacă un rol critic în productivitatea biologică şi în hidrologia solurilor arabile.

Porii solului au diferite mărimi şi continuitate, iar aceste caracteristici influenţează infiltrarea, stocarea şi drenarea apei, mişcarea şi distribuţia gazelor şi libertatea rădăcinilor plantelor de a pătrunde solul pe măsură ce cresc.

Cercetătorii consideră că, în cazul aplicării sistemului de lucrări minime ale solului este foarte important să se poată răspunde unor întrebări de tipul celor de mai jos, pentru a înţelege impactele reducerii lucrărilor solului asupra creşterii plantelor:

• cum poate schimbarea practicilor lucrărilor solului să altereze porozitatea totală şi fracţiunile materiei organice, ce clase de mărime a porilor şi fracţiuni de materie organică şi la ce adâncime se petrec schimbările?

• cât de repede se petrec schimbările la nivelul porozităţii şi materiei organice şi dacă aceste schimbări se petrec cu intensităţi diferite pentru diferite clase de mărime a porilor şi ale fracţiunilor de materie organică?

• variază nivelul şi intensitatea schimbărilor în porozitate şi materia organică cu textura solului şi climatul?

• cât de mari sunt schimbările ce se petrec în privinţa caracteristicilor porilor solului şi ale materiei organice?

Page 122: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

122

Unele dintre cele mai pronunţate efecte ale aplicării continue a lucrărilor solului de conservare (ex.: semănatul direct) este redistribuirea şi stratificarea materiei organice pe profilul cultural al solului (Hernaz şi col., 2002).

Kay şi col. (2002), au găsit o serie de răspunsuri acestor întrebări, ca urmare a rezultatelor cercetărilor efectuate în condiţiile aplicării lucrărilor solului de conservare:

• Solul lucrat în sistemul minim are, în general, o densitate aparentămare în stratul arabil faţă de lucrările convenţionalre. Totuşi, în primii câţiva centimetri de deasupra, în cazul lucrărilor minime, densitatea aparentă poate fi mai mică datorită acumulării de carbon organic.

• Diminuarea porozităţii prin trecerea de la lucrări convenţionale la lucrări minime este asociată, de asemenea, cu schimbări în mărimea şidistribuţia porilor. Volumul fracţiunii porilor de 30-100 µm poate scade, în timp ce volumul porilor de 100-500 µm poate creşte.

• Deşi este nevoie de mult mai multe informaţii în privinţa intensităţii schimbărilor ce se produc la nivelul porozităţii totale şi a distribuţiei mărimii porilor la duiferite adâncimi, în funcţie de schimbările în practicile agricole, efectele lucrărilor solului par a fi foarte consistente după, cel puţin, 15 ani.

• Stratificarea materiei organice începe foarte repede după ce se realizează conversia de la lucrări convenţionale la lucrări de conservare, cu creşteri în primii 5 cm ai profilului solului şi cu scăderi pe adâncime. Balanţa dintre câştigurile la suprafaţă şi pierderile pe adâncime poate varia în timp; unele date sugerează că ceea ce se câştigă la suprafaţă poate persista mult mai mult decât ceea ce se pierde în adâncime.

• Stratificarea fracţiunilor materiei organice a solului se petrece atunci când se face conversia la lucrările de conservare, cu o mare intensitate în ceea ce prieşte particulele de materie organică ce se găsesc aproape de suprafaţă datorită lipsei încorporării şi cu o mai mică intensitate, la adâncimi relative, în lucrările convenţionale.

• Interrelaţia dintre ratele de schimb ale materiei organice (fracţiunile acesteia) şi porozitate, când solurile sunt convertite la lucrări de conservare sunt foarte puţin documentate. Este absolut necesarăînţelegerea proceselor care contribuie la aceste interrelaţii pentru a se putea dezvolta predicţii ale impactului pe termen lung al reducerii lucrărilor solului în condiţii de textură diferită.

• Procesele ce se petrec pe o distanţă mare şi pe o durată mare de timp (precum redistribuirea carbonului organic în sol ca urmare a eroziunii)

Page 123: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

123

interacţionează cu procesele ce rezultă din reducerea lucrărilor. Totuşi, impactul acestei interacţiuni asupra caracteristicilor porilor şi asupra dinamicii carbonului organic din sol sunt foarte puţin documentate. Această limitare trebuie eliminată până în momentul în care va exista posibilitatea ştiinţifică de a emite predicţii cu acurateţe asupra captării carbonului, care rezultă din adoptarea pe scară largă a lucrărilor de conservare.

• Schimbările maxime asupra caracteristicilor porilor şi materiei organice, ca entităţi stabile, sunt abordate în funcţie de trecerea de la lucrările convenţionale la lucrări de conservare şi nu pot fi definite cu încredere pe baza datelor actuale.

5.5.3. Efecte asupra proprietăţilor hidrice Evaporarea este o componentă a pierderilor de apă din sol, a cărui

structură poate fi modificată datorită traficului utilajelor agricole. Lucrările solului alterează structura solurilor cultivate, localizarea

materiei organice şi, în special, a resturilor vegetale ale culturilor, iar aceste efecte, combinate cu acţiunea factorilor climatici, se răsfrâng asupra bilanţului apei în sol. Lucrările solului pot influenţa procesul de evaporare a apei întrucât ele intervin direct asupra proprietăţilor fizice ale solului la suprafaţă şi asupra stratului activ de sol (solul cultivabil, străbătut de sistemul radicular al plantelor).

Evaporarea apei este redusă în general atunci când nu se efectueazălucrări ale solului, în sistemele de cultură directă, deoarece, la suprafaţasolului se formează un strat de materie organică având rol protector (mulch), rezultat din reziduurile plantelor cultivate. De aceea, cantitatea de apă în solurile nelucrate este mai mare decât în cele lucrate convenţional, mai ales în perioadele secetoase. Lucrările solului, mai ales cele superficiale, determină creşterea evaporaţiei apei din sol.

Evaporarea apei din sol depinde şi de unele proprietăţi fizice ale solului, iar cumularea cu anumite tipuri de lucrări ale solului conduce la creşterea acesteia.

Degradarea structurii solului ca urmare a traficului utilajelor de lucrat solul are efecte asupra uscării acestuia, care uscare depinde de conductivitatea hidraulică: creşterea conductivităţii hidraulice nesaturate prin creşterea densităţii aparente conduce la creşterea evaporaţiei, la creşterea umidităţii straturilor profunde ale solului şi la creşterea perioadei de timp în care suprafaţa solului rămâne umedă. Albedoul şi suprafaţa rugoasă a solului au eventual efecte minore. Uscăciunea solului depinde, de asemenea, de

Page 124: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

124

infiltrarea apei, care determină conţinutul apei în sol la începutul fiecărei perioade de secetă. Creşterea conductivităţii hidraulice nesaturate prin creşterea densităţii aparente depinde de tipul de sol. S-a observat că aceasta este mai mare în solurile calcaroase decât în solurile loessoide. Aceasta s-ar putea datora formării unor pori structurali pe durata compactării solurilor loessoide, dar este deocamdată doar o probabilitate (Sillon şi col., 2003).

5.5.4. Efecte asupra activităţii microbiologice Solul nu este un mediu inert, ci dimpotrivă. Pe lângă organismele vii ce

trăiesc în sol şi pe care le putem observa cu ochiul liber (viermii de pământ sau diferite alte insecte), solurile găzduiesc o microfaună şi mai ales o microfloră deosebit de abundent şi de diversificate. Pentru aceastăcomplexitate ecologică s-au arătat interesaţi de-a lungul timpului cercetătorii ştiinţifici. În prezent interesul acestora a crescut, iar conştientizarea necesităţii protejării ecosistemelor relansează discuţii şi întrebări privitoare la rolul organismelor vii în sol şi importanţa acestora în funcţionarea globală.

Metodele de lucrare a solului pot afecta compoziţia comunităţilor de intervertebrate din ecosistemele arabile. Arătura este lucrarea cea mai destructivă, afectând populaţiile de intervertebrate prin distrugerea fizică,uscarea acestora, reducerea surselor de hrană şi creşterea expunerii la prădători. Viermii din sol sunt cei mai abundenţi în sistemele de cultură pesoluri arabile, unde se realizează o perturbare minimă a solului, precum „gestiunea integrată a culturilor”, sistemele de agricultură biologică (organicăsau ecologică, în funcţie de denumirea adoptată de fiecare ţară), care nu includ cultura cartofului în rotaţie (Higginbotham şi col., 2000, citat de Stoate şi col., 2001). Fiind componenţi importanţi ai faunei solului, viermii sunt deopotrivă componenţi importanţi ai hranei unor păsări. Efectele metodelor de lucrare a solului fac, în prezent, subiectul a numeroase cercetări ce se desfăşoară în ţări Europene (Marea Britanie, Franţa, SUA etc.).

Se cunoaşte foarte puţin despre efectele sistemelor minime de lucrare a solului asupra vertebratelor deşi, unii cercetători sugerează că astfel de metode ar trebui să fie benefice.

Diversitatea organismelor din sol este foarte importantă pentru agricultura durabilă întrucât acestea oferă numeroase „servicii” sistemelor agricole, inclusiv reciclarea nutrienţilor necesari plantelor cultivate, menţinerea structurii solului, transformarea unor compuşi chimici din toxici în netoxici şi controlul asupra bolilor şi dăunătorilor plantelor şi animalelor. Numeroşi cercetători ştiinţifici au raportat constatarea că biomasa microbiană şi diversitatea funcţională a microorganismelor din sol capătă o

Page 125: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

125

mare amploare în condiţiile sistemului de cultură „zero lucrări” sau „semănat direct” faţă de sistemul convenţional de lucrare a solului.

În agricultura biodinamică, agricultura biologică dar şi în agricultura durabilă, contribuţia organismelor vii la diferitele funcţii ale solului este larg recunoscută. Dacă ne referim la funcţiile agronomice, acestea sunt implicate în producerea de elemente nutritive pentru plante, ele contribuie la menţinerea structurii solului, pot afecta starea sanitară a plantelor etc. Organismele vii sunt, de asemenea, implicate în funcţionarea solurilor în cadrul mediului înconjurător în ansamblul său, fie că este vorba de producerea sau transformarea poluanţilor potenţiali ai apelor, epurarea poluanţilor organici sau producerea gazului cu efect de seră.

Dată fiind diversitatea acestor funcţii, ca şi varietatea organismelor vii implicate, este iluzoriu să vrem să măsurăm de o manieră simplă „calitatea biologică a solurilor”. În schimb, se poate încerca înţelegerea potenţialului biologic al solurilor pornind de la trei noţiuni complementare: abundenţa, activitatea şi diversitatea organismelor care trăiesc în sol. Aceste aspecte însăvor fi studiate în cadrul lucrărilor practice.

Impactul activităţilor umane asupra calităţii biologice a solurilor este o preocupare recentă, legată în parte de îmbunătăţirea cunoştinţelor din acest punct de vedere şi de punerea la punct a unor metode de studiu fiabile. Caracteristicile biologice ale solurilor sunt determinate, fără doar şi poate, nu numai de constituenţii lor şi de proprietăţile fizico-chimice, ci şi deactivităţile umane, mai ales practicile agricole şi poluanţi.

Cercetători de la INRA, Franţa, apreciază, privitor la rolul viemilor în funcţionarea solurilor şi impactul practicilor agricole asupra acestora, căanumite practici sunt recunoscute pentru degradarea pe care o provoacăpopulaţiilor de viermi de sol, atât în ceea ce priveşte abundenţa indivizilor, cât şi numărul de specii (intensitatea compactării solului, arderea paielor, protecţia fitosanitară…).

Prezenţa unei mai mari rezerve de hrană (materie organică) la suprafaţasolului este considerată a fi cauza probabilă a creşterii populaţiilor de viermi şi a activităţii acestora în solurile în care se practică un sistem minim de lucrări ale solului. Împotriva beneficiilor demonstrate ale sistemului minim de lucrări asupra organismelor din sol, arătura continuă să fie principala tehnică de lucrare a solului prin care se poate menţine un control asupra buruienilor chiar şi în agricultura organică (Emmerling, 2001). Inversarea stratului arabil de sol, proces care se petrece odată cu efectuarea lucrării de arat, conduce la o drastică reorientare a oranismelor din sol. Odată cu arătura, viermii din sol aduşi la suprafaţă devin hrană pentru păsări (Giller şicol., 1997). Degradarea mai rapidă a materiei organice din sol, ca urmare a respiraţiei microbiene atunci când stratul arabil este aerat prin cultivaţie, poate cauza o descreştere a cantităţii de hrană pentru multe specii de viermi

Page 126: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

126

din sol, în special viermii endogeni. Aceasta poate conduce la reducerea densităţii populaţiilor (Lee, 1985).

Alte practici agricole sunt considerate ca amelioratoare sau restauratoare ale comunităţilor de viermi de sol, precum sistemul de lucrări minime, covorul vegetal între două culturi, aportul de amendamente organice etc. Totuşi, pentru a putea preciza mai bine consecinţele activităţilor agricole asupra comunităţilor de viermi de sol, trebuie luată în considerare complexitatea naturală a solurilor şi diversitatea combinaţiilor de practici culturale.

În agro-ecosistemele din Europa de Vest, intensificarea itinerariilor culturale în ceea ce priveşte lucrările mecanizate ale solului, protecţia fitosanitară a culturilor, rotaţia simplificată a culturilor, aporturile foarte variabile de materie organică în funcţie de sistemele de producţie, au condus uneori la constatarea degradării acestor ecosisteme.

În agricultura convenţională, diferitele tehnici de lucrare a solului sunt judecate după cât sunt de capabile să conserve fertilitatea solului, inclusiv proprietăţile biologice ale acestuia, după contribuţia pe care o au în combaterea buruienilor sau a agenţilor patogeni sau după influenţa pe care o au în atingerea obiectivelor de producţie. În sistemele de agriculturăbiologică în special, activitatea organismelor şi microorganismelor din sol este de mare importanţă pentru menţinerea şi creşterea fertilităţii solului.

Emmerling (2001) apreciaztă, pe baza rezultatelor experimentale privind răspunsul comunităţilor de viermi de sol (Lumbricus terrestris, Aporrectodea caliginosa, Aporrectodea chlorotica, Aporrectodea rosea, Allolobophora antipai,Octolasion cyaneum, Octolasion t. tyrtaeum, Lumbricus ssp., Endogeic ssp.) la diferite tehnici de lucrat solul, că abundenţa acestor organisme creşte semnificativ în condiţiile aplicării unui număr redus de lucrări ale solului. Dar, în agricultura biologică, sistemul de producţie fără arătură sau semănatul direct pot conduce la o mare invazie a buruienilor. Comparativ cu lucrarea de arat şi cu sistemul de lucrări minime ale solului, semănatul direct poate conduce la creşterea gradului de supravieţuire a viermilor de sol. Aceste organisme sunt dependente în special de rezerva de hrană existentă la suprafaţa solului (Emmerling, 2001). Reducerea numărului de microorganisme din sol, ca urmare a lucrărilor solului, a fost remarcată şi deLupwayi şi col., 2001, în cazul bacteriilor. De asemenea, numeroşi alţi autori au constatat reducerea diversităţii microbiene sin sol odată cu practicarea sistemului convenţional de lucrări ale solului. Diversitatea bacteriilor în sol creşte în sistemul de cultură agricolă fără lucrări ale solului, comparativ cu sistemul convenţional, precum şi în agregatele mai mari de sol faţă de cele mici, pe durata perioadei de vegetaţie a culturilor.

Dezvoltarea majoritatăţii microorganismelor solului este dependentă deprezenţa materiei organice. Prin urmare, localizarea materiei organice în sol

Page 127: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

127

este un factor determinant pentru ca activitatea biologică a solului să se dezvolte, iar microorganismele se vor distribui astfel, mai mult sau mai puţin omogen, în orizontul arabil sau se vor concentra spre suprafaţă, în funcţie de tipul de lucrări ale solului practicat. Cercetări efectuate în acest scop au arătat că, masa totală de microorganisme şi activităţile biologice globale din sol sunt aceleaşi indiferent care fi situaţia.

Activitatea biologică este condiţionată de prezenţa materiei organice „asimilabile”. Microorganismele solului, în marea lor majoritate sunt saprofite: ele se dezvoltă consumând materia organică moartă. Humusul din sol fiind o materie organică foarte stabilă, resursa organică principală pentru microorganisme este, de fapt, formată de către resturile vegetale şi exudatele rădăcinilor. Resturilor vegetale, provenind de la plantele cultivate, încorporarate în sol reprezintă un aport nutritiv esenţial pentru microorganisme, ca şi pentru o serie de alte organisme vii prezente în sol (viermi de sol, insecte etc.). prin urmare, sistemul minim de lucrări ale solului ameliorează conţinutul acestuia în materie organică.

În ceea ce priveşte microorganismele ce se dezvoltă ca urmare a contactului cu resturile vegetale, practic localizarea reziduurilor influenţeazădirect localizarea şi activităţile microbiene. Lucrarea clasică a solului (incluzând arătura) asigură o distribuţie a resturilor vegetale în orizontul arat şi o oarecare omogenizare a activităţilor biologice. În cazul lucrării superficiale a solului, aceeaşi cantitate de resturi vegetale este încorporatăîntr-un volum de sol mult mai redus. Concentrarea în substrat energetic pentru microorganisme este mult mai importantă, aceasta antrenând, la nivel local, o mai mare concentrare a microorganismelor. În această situaţie contactul reziduurilor cu solul nu este optim pentru o bună descompunere şimai ales o bună humificare a materiei organice încorporate. Aceasta antrenează, de asemenea, dezvoltarea anumitor organisme vii, precum unele moluşte, care nu prezintă un interes biologic deosebit. Prin urmare este nevoie uneori să se recurgă la pesticide anti-moluşte (unele dintre acestea fiind toxice pentru mediul înconjurător) şi să se crească densitatea la semănat pentru a compensa pierderile cauzate de aceste vieţuitoare.

Numeroase cercetări agronomice şi măsurători biologice precise au fost efectuate pe termen mediu. Simplele observaţii ale naturaliştilor nu par a fi suficiente pentru a putea fundamenta un diagnostic. Este necesar să se cuantifice cât mai precis efectele diferitelor metode de lucrare a solului asupra activităţii biologice a acestuia. Au fost dezvoltate metode simple dar eficiente pentru acest gen de studii: se cunoaşte cum poate fi măsurat nivelul biomasei microbiene (reprezentând populaţiile microbiene totale) şiactivităţile globale de mineralizare a carbonului şi azotului. Se pune întrebarea dacă este rezonabil să ne bazăm, în ceea ce priveşte tehnicile agronomice, pe „activitatea biologică”. Din raţiuni cel mai adesea economice

Page 128: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

128

(mărimea exploataţiilor agricole, diminuarea timpului de lucru la hectar) sistemul de lucrare clasică a solului a fost abandonat în favoarea unor practici precum lucrarea superficială a solului sau semănatul direct (fărălucrări). Unul dintre argumentele avansate în favoarea acestor practici alternative este acela că ele ar „stimula activitatea biologică”. În realitate, observarea de către naturalist a unei mai mari activităţi biologice la suprafaţasolului apare doar dintr-o mai mare concentrare la suprafaţă a resturilor vegetale. Dar, în corelaţie, măsurătorile efectuate arată o diminuare a populaţiilor microbiene şi a activităţilor biologice în profunzime. Abandonarea arăturii în favoarea lucrării superficiale a solului nu pare sădetermine o creştere a activităţii biologice, ci doar o simplă modificare a distribuţiei ei pe profil. Totuşi, dacă în unele cazuri particulare acest lucru poate fi benefic, în numeroase alte situaţii este un inconveneint. Prin urmare nu este recomandabil să ne bazăm doar pe argumentul „biologic” pentru a orienta spre alegerea uneia sau alteia dintre metodele de lucrat solul. Efectele biologice, pozitive sau negative, nu trebuie să fie decât un element printre altele şi doar integrarea agronomică a ansamblului parametrilor poate fundamenta o decizie bine gândită.

Aşadar, creşterea activităţii biologice la suprafaţă, observată adesea şiavansată uneori ca un argument în favoarea abandonului arăturii, merită unstudiu mult mai aprofundat.

5.5.5. Lucrările solului şi materia organică din sol În această epocă tematica de studiu şi cercetare determinată de gestiunea

reziduurilor organice, în general şi de cea a materiei organice, în special, este foarte complexă. În ceea ce priveşte materia organică a solului în raport cu practicile agricole, în deosebi cu lucrările solului, există numeroase publicaţii ştiinţifice, care tratează totodată impactul practicilor agricole asupra acesteia şi efectele materiei organice asupra mediului înconjurător, în special efectele carbonului organic, care contribuie la efectul de seră şi schimbările climatice.

Materia organică este compusă din biomasa microorganismelor din sol şi din materii, care diferă ca stadiu de descompunere şi grad de asociere cu materia minerală. Aceste forme diferite ale materiei organice din sol reprezintă un imens rezervor de nutrienţi pentru plantele cultivate.

Carbonul organic al solului este considerat una dintre cheile fertilităţii acestuia. Nivelurile carbonului organic în sol sunt afectate de practicile agricole şi de procesele complexe în care sistemul de lucrări ale solului au o puternică influenţă asupra stratificării şi evoluţiei acestuia. Acumularea carbonului organic în sol depinde de evoluţia timpului şi de protecţia fizică şichimică împotriva microorganismelor şi a eroziunii solului. Întoarcerea

Page 129: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

129

brazdelor de sol (inversarea straturilor de sol) şi pulverizarea acestuia prin lucrări anuale de arat accelerează descompunerea materiei organice, iar aceasta afectează proprietăţile fizice, chimice şi biologice ale solului, care reprezintă cheia atributelor de calitate ale acestuia (Rasmussen, 1999).

Tehnicile de lucrarea solului au un efect foarte mare asupra localizării materiei organice. Efectul major al practicării lucrărilor solului este în special modificarea ce se produce asupra localizării carbonului organic, cu un gradient foarte pronunţat în situaţiile în care nu se efectuează lucrările solului. Dacă practicarea anuală a arăturii reprezintă cauza principală adiminuării unei cantităţi importante din materia organică, unul dintre cele mai pronunţate efecte ale sistemului „zero lucrări”, realizate în mod continuu, este redistribuirea şi stratificarea acesteia pe profilul solului. Numeroase studii au documentat de-a lungul timpului ipoteza că lucrările solului de conservare permit menţinerea unor proporţii importante de materie organică în sol şi ameliorează structura acestuia. De asemenea, în timp, producţiile culturilor cresc substanţial (Dick, 1997).

Stratificarea carbonului organic al solului este afectată de distribuirea reziduurilor pe profilul de sol şi se produce atunci când se adoptă un sistem de lucrări ale solului specific. Gestiunea reziduurilor din agricultură poate fi clasificată în patru categorii principale bazate pe plasarea finală a reziduurilor (Klavdiko, 1994, citat de Hernaz şi col, 2002):

• pe suprafaţa solului;

• parţial încorporate în sol;

• complet încorporate;

• complet amestecate cu solul.

Factorii care influenţează stratificarea reziduurilor în condiţiile practicării lucrărilor solului sunt (Delleine, 1980, citat de Hernaz şi col, 2002):

• tipul şi modul de implementare a lucrărilor solului; adâncimea şiviteza la care aceastea se execută;

• textura solului şi umiditatea acestuia în momentul în care se efectuează lucrările solului;

• cantitatea, mărimea şi tipul reziduurilor, precum şi distribuţia lor pe suprafaţa solului

Între toţi aceşti factori există strânse legături ceea ce determinăposibilitatea unei multitudini de situaţii ce pot fi atinse ca rezultat la finele procesului de stratificare a carbonului organic al solului. Iată de ce, tipul de arătură are o influenţă evidentă atât asupra tăierii şi sfărâmării solului cât şi a

Page 130: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

130

reziduurilor ce acoperă solul, care depind de lungimea, lăţimea şi geometria brazdelor de sol.

În cazul semănatului direct, proprietăţile fizice ale solului de la suprafaţă sunt uneori mai afectate de degradarea materiei organice care se concentrează. Pentru situaţiile fără arătură, biotransformările materiei organice, localizată în primii centimetri de sol, sunt, deci, cu atât mai mult dependente de factorii climatici (conţinut în apă, temperatura stratului superficial de sol). Există şi riscul de pierdere a materiei organice a solului atunci cînd aceasta este localizată la suprafaţă şi cînd se produc fenomene de eroziune.

Conţinutul în carbon organic al solului şi distribuţia acestuia pot influenţa pe termen lung producţia durabilă a unei parcele. Carbonul conţinut de materia organică din sol este o componentă semnificativă acarbonului ce se regăseşte la nivel terestru (Sanchez şi col., 2003), de aceea, efectul gestiunii practicilor agricole asupra materiei organice din sol se rasfrânge asupra speciilor cultivate şi producţiilor acestora.

Creşterea numărului de probleme legate de calitatea mediului înconjurător în arealele arabile şi productivitatea pe termen lung a agroecosistemelor evidenţiază necesitatea de a dezvolta şi ameliora strategiile de gestiune a agroecosistemelor pentru a menţine şi proteja funcţiile solului şi resursele.

Nivelurile materiei organice sunt foarte ridicate în solurile arabile, unde se practică încorporarea de îngrăşăminte organice provenind de la creşterea animalelor sau unde se cultivă plante leguminoase.

Caracteristicile climatice ale zonelor ecologice impun luarea unor măsuri specifice pentru conservarea materiei organice în sol. În agroecosistemele din regiunile secetoase, menţinerea materiei organice în sol este un obstacol în realizarea de producţii ridicate. La nivel mondial, din totalul solurilor secetoase ocupate de agroecosisteme (irigate sau nu) circa 40% sunt degradate ca urmare a unei gestiuni necorespunzătoare (Oldeman, 1994). Acţiunile asupra reziduurilor culturilor şi perturbarea solului prin operaţiile şilucrările ce se efectuează asupra acestuia se soldează cu o serie de efecte negative asupra productivităţii culturilor. Lucrările convenţionale ale solului şi amestecarea reziduurilor culturilor pot conduce la reducerea conţinutului în materie organică al solului prin accelerarea descompunerii şi pierderea materiei organice din stratul superior bogat (Arshad, et al., 1990), ceea ce va afecta şi alte proprietăţi ale solului.

Efectele lucrărilor solului asupra dinamicii materiei organice din sol au fost studiate de numeroşi cercetători de pretutindeni având în vedere consecinţele asupra proprietăţilor fizice, hidrice (eroziunea solului), asupra fertilităţii şi pierderii de elemente nutritive prin şiroire la suprafaţa solului odată cu particulele de sol sau prin levigare.

Page 131: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

131

Există o legătură foarte puternică între prezenţa materiei organice în sol şi stabilitatea hidrică a agregatelor de sol şi, mai departe, structura solului. Prin urmare, lucrările solului sunt întotdeauna susceptibile de a influenţa de o manieră pozitivă sau negativă aceste proprietăţi ale solului, astfel încât, din punct de vedere ştiinţific, se urmăreşte găsirea răspunsurilor o serie de întrebări, precum cele invocate, printre alţii, de Kushawaha şi col. (2001):

• care este impactul lucrărilor solului, reduse ca număr, şi al manipulării reziduurilor asupra proprietăţilor fizico-chimice ale solului?

• sunt schimbările privind stabilitatea hidrică a agregatelor de sol asociate cu conţinuturile de materie organică din sol, în condiţii diferite de lucrare a solului şi de practici de menţinere a reziduurilor culturilor?

• la ce nivel al acumulărilor în C organic şi N ale solului se înregistreazădiferenţe între macro- şi microagregatele de sol?

• care este relaţia dintre biomasa microbiană a solului şi stabilitatea hidrică a agregatelor sub diferite sisteme de lucrări ale solului şicondiţii de gestiune a reziduurilor culturilor?

Acelaşi autor consemnează că, concentraţiile în C organic şi N total ale solului sunt mult mai mari în condiţiile aplicării unui sistem minim de lucrări, iar, pe de altă parte, macroagregatele de sol sunt capabile să reţinăconcentraţii mai mari de C organic şi N total, faţă de microagregate. Astfel, acestea s-au dovedit mult mai stabile. Aceasta datorită rolului materiei organice în stabilizarea structurii solului.

Între tipurile de lucrări ale solului şi dinamica materiei organice în sol există puternice interacţiuni. Efectuarea lucrărilor solului dar, şi limitarea acestora sau sistemul de cultură fără lucrări, determină modalităţile de încorporare şi de descompunere a materiei organice proaspete care se reîntoarce în sol (prin senescenţă sau rezultată în urma culturilor agricole). Materia organică aflată în descompunere modifică, prin urmare, proprietăţile fizice ale solului şi, în principal, structura. În consecinţă, nu pot fi disociate cu uşurinţă efectele lucrărilor solului asupra descompunerii materiei organice proaspete şi efectele asupra structurii solului sau a altor proprietăţi ale acestuia.

În ceea ce priveşte prezenţa, repartizarea şi contactul resturilor vegetale cu solul, lucrările solului determină:

• localizarea iniţială a resturilor vegetale ale unei culturi şi influenţeazăcantitatea de reziduuri lăsate la suprafaţa solului;

• cantitatea de materie organică proaspătă încorporată;• adâncimea de încorporare şi distribuţia spaţială a reziduurilor. Indirect, localizarea iniţială determină condiţiile fizice (temperatură,

umiditate), la care sunt supuse reziduurile pe durata descompunerii lor şideci viteza de descompunere. Distribuţia spaţială a resturilor vegetale ale

Page 132: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

132

unei recolte, încorporate prin lucrările solului, este în general puţin cunoscută, chiar dacă solul care înconjoară rădăcinile plantelor, microorganismele şi fluxul de apă pot fi considerabil afectate. Prezenţa sau absenţa resturilor vegetale sub formă de mulch la suprafaţa solului sau acumularea acestora în sol este determinată de numeroşi factori fizici, precum viteza vântului (la suprafaţa solului), umiditatea şi temperatura solului, conţinutul în azot al straturlui de sol în care sunt încorporate resturile vegetale. Creşterea microbiană, ca şi descreşterea în timpul descompunerii reziduurilor vegetale afectează, de asemenea, proprietăţile fizice ale solului, în special structura acestuia.

Descompunerea materiei organice este controlată de numeroşi factori biologici şi abiotici. Unul dintre aceşti factori, modificat de către lucrările solului, este „contactul” dintre resturile vegetale şi sol. Acesta depinde de caracteristicile intrinsece ale resturilor vegetale (cantitate, morfologie, compoziţie biochimică), de gradul de fragmentare a resturilor vegetale concomitent cu operaţiile de recoltare şi de lucrarea solului şi, în sfârşit, de localizarea iniţială a resturilor vegetale. Cu cât acest contact este mai intim, cu atât descompunerea este mai rapidă. Se presupune că în astfel de condiţii se păstrează o umiditate mai mare în sol, iar creşterea numărului de microorganisme, care colonizează şi descompun materia organică, este adesea facilitată de umiditatea mai favorabilă. Disponibilitatea azotului în stratul de sol în care se încorporează resturile vegetale este foarte importantăîntrucât acest element mineral este indispensabil creşterii microorganismelor. În cazul reziduurilor care conţin puţin azot (paiele de cereale), necesarul de azot, esenţial pentru stimularea creşterii microorganismelor, este furnizat de startul de sol în care sunt încorporate resturile vegetale. Un contact mai slab între resturile vegetale şi sol, determminat de o localizare la suprafaţă sau de o distribuţie heterogenă, conduce în general la o încetinire şi o limitare a disponibilităţii azotului pentru microorganisme. Aceşti factori (contacul sol-resturi vegetale, disponibilitate în azot) depind de caracteristicile iniţiale ale reziduurilor: cele bogate în azot sau uşor fermentescibile sunt mult mai puţin dependente de calitatea contactului cu solul şi de disponibilitatea în azot. Tocarea resturilor vegetale modifică dimensiunea acestora şi, ca urmare, face să crească suprafaţa de contact a acestora cu solul, ameliorând totodatădistribuţia lor la suprafaţa solului, în cazul mulcirii, sau în sol. Tocarea resturilor vegetale determină, de asemenea, alterarea integrităţii pereţilor vegetali, ameliorând degradabilitatea ţesuturilor vegetale de către organismele vii ale solului.

Cercetări efectuate asupra descompunerii paielor ce grâu lăsate la suprafaţa solului până în primăvară sau încorporate imediat după recoltare au arătat că paiele neîncorporate (fie lăsate ca mulch la suprafaţa solului, fie în mirişte) sunt foarte puţin descompuse în perioada de toamnă tocmai datorită

Page 133: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

133

acţiunii factorilor menţionaţi mai-sus. Doar fracţiunea solubilă a compuşilor acestora poate fi antrenată în sol de apa din precipitaţii. În ceea ce priveşte reziduurile puternic fermentescibile, precum frunzele senescente de rapiţă spre exemplu, acestea sunt supuse unei descompuneri intense chiar dacă nuau fost încorporate. Efectele încorporării şi ale fragmentării, rezultate în urma efectuării lucrărilor solului nu pot, prin urmare, să fie analizate independent de natura fizică şi biochimică a resturilor vegetale.

Metodele de lucrare a solului pot afecta, în egală măsură, mineralizarea materiei organice. Lucrările solului influenţează, de asemenea, dinamica materiei organice a solului ca urmare a modificărilor condiţiilor climatice (temperatură, umiditate etc.) şi acţiunea mecanică regulată exercitată asupra structurii solului. Lucrările solului distrug structura solului şi expun astfel materia organică, anterior protejată, procesului de mineralizare. Majoritatea studiilor efectuate asupra luării în cultură a ecosistemelor naturale (pajişti naturale, păduri) au arătat o descreştere foarte rapidă a conţinutului în carbon organic al solurilor în primii ani ce au urmat despăduririi sau cultivării pajiştilor. Studiul cineticii bazată pe utilizarea abundenţei naturale a izotopului 13 al carbonului au condus la definirea compartimentelor de materie organică, care sunt „deprotejate” prin lucrările solului. Aceasta se bazează pe „protecţia fizică” a materiei organice de către matricea minerală asolului. Diferite studii au demonstrat că anumite fracţiuni ale materiei organice erau mai puţin sensibile la practicile de lucrare a solului decât carbonul sau azotul din sol.

5.6. Sistemul de lucrări minime ale solului Agricultorii folosesc în mod tradiţional lucrările convenţionale intensive

ale solului (ex.: arătură + o serie de lucrări de mărunţire a solului) pentru producţia cerealelor şi a celorlalte culturi dar, politica agricolă a Comunităţii Europene a încurajat puternic lucrările solului de conservare, iar în anumite situaţii conversia la culturi în „pârloagă” (a se vedea capitolul referitor la rotaţia culturilor). De aceea există o tendinţă în creştere de trecere la sistemele de lucrări minime ale solului pentru producţia de cereale (Froud-Williams şi col., 1984).

Deşi adoptarea sistemelor minime de lucrări ale solului s-a făcut, mai întâi, din raţiuni economice (pentru a reduce consumul energetic), acestea au, de asemenea, efecte asupra mediului înconjurător prin beneficiile aduse ecologiei solului dar şi ecosistemelor acvatice.

Sedimentele pierdute prin şirorire sau eroziune din solurile arabile pot fi reduse cu 68%, iar pierderile de fosfaţi cu 81% în sistemul minim de lucrări ale solului, comparativ cu sistemul convenţional (Jordan şi col., 2000).

Page 134: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

134

Practicarea lucrărilor de conservare a solului reprezintă una dintre multele soluţii emergente ce se adresează sistemelor de culturăcontemporane pentru a răspunde echilibrului necesar între mediul înconjurător, agronomie şi economie.

În privinţa adoptării uneia sau alteia dintre metodele de lucrare a solului există opinii pro şi contra deopotrivă. Câte avantaje şi/sau dezavantaje prezintă unul sau altul dintre „sistemele de lucrat solul” este poate greu de numărat. Cercetările ştiinţifice au devenit din zi în zi mai riguroase având în vedere, de altfel, exigenţele crescânde ale practicienilor, ale oamenilor de ştiinţă dar, mai ales, ale opiniei publice, care, în special în statele dezvoltate, este mult mai informată şi mai conştientă de riscurile producţiei industriale, intensive, asupra mediului înconjurător în ansamblul său.

După unii autori, milioane de hectare de teren agricol ar putea fi protejate sau salvate de la degradare şi eroziune dacă fermierii ar aplica un sistem de lucrări ale solului sensibil faţă de mediul înconjurător. Surse FAO menţionează că metodele convenţionale curente de lucrare a solului sunt o cauză majoră a pierderii multor soluri şi deşertificării în multe ţări aflate în curs de dezvoltare, iar eroziunea accelerată, (hidrică sau eoliană) este responsabilă de circa 40 % din terenurile degradate în întreaga lume. „Eroziunea cauzată de lucrările solului produce daune solurilor din majoritatea ţărilor în curs de dezvoltare, unde pierderile de sol pot depăşi150 t/ha anual”. Aceeaşi susrsă apreciază că „degradarea solurilor se întâmplă, de asemenea, în ţările dezvoltate datorită mecanizării excesive a lucrărilor solului şi folosirii maşinilor foarte grele”. Reducerea lucrărilor solului la minimum posibil a fost aplicată de agricultori de-a lungul timpului. Dar, după FAO, ”odată cu introducerea şi folosirea tractoarelor, tendinţa afost de a creşte numărul lucrărilor solului şi agricultorii au început să creadăcă, cu cât se lucrează solul mai mult, cu atât producţiile obţinute vor fi mai mari. Adevărul este că mai multe lucrări ale solului cauzează mai multăeroziune şi degradare a acestuia”.

Nu toţi constituienţii solului, care sunt transportanţi din câmp ajung în sistemele acvatice, dar o mare parte da, în special substanţele chimice dizolvate şi multe particule chimice active ale solului (Uri, 1999).

Lucrările de conservarea solului reprezintă una din multele practici dezvoltate pentru a reduce eroziunea. Lucrările de conservarea solului se definesc ca un sistem de lucrări care lasă pe sol destule reziduuri dupărecoltare pentru a proteja solul împotriva eroziunii. În general, lucrările solului, care lasă un covor de reziduuri de cel puţin 30% sunt considerate lucrări de conservare. Covorul de reziduuri va fi variabil în funcţie de tipul de sol, panta terenului, rotaţia culturilor, culturile de protecţie pe timp de iarnă şi alţi factori (Uri, 1999).

Page 135: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

135

Datorită variabilităţii spaţiale a caracteristicilor solului şi apei, sistemele de cultură care folosesc lucrările de conservarea solului necesită o abordare diferită a pregătirii acestuia, a aplicării materialelor fertilizante, a controlului buruienilor şi insectelor dăunătoare şi conştientizarea topografiei terenului agricol în raport cu resursele de apă. Spre exemplu, controlul efectiv al buruienilor s-a identificat ca factor limitativ al adoptării sistemului de lucrări ale solului de conservare. Efectele lucrărilor solului interacţionează frecvent cu cele ale rotaţiei culturilor. Numeroşi cercetători au arătat că, în cazul buruienilor, rezultatele acestor efecte asupra densităţii buruienilor variază dela o specie de buruieni la alta (Mas şi col., 2003).

Rotaţia culturilor are un rol important în adoptarea acestui sistem de lucrări. În condiţii de soluri secetoase, în nordul Spaniei, cultura cerealelor de toamnă în combinaţie cu o leguminoasă în rotaţie cu o perioadă în care solul este lăsat în pârloagă constituie o practică foarte comună. Deşicreşterea producţiilor culturilor nu este tocmai evidentă atunci când se practică lucrări minime ale solului sau semănatul direct, totuşi aceste sisteme de lucrări conduc la ameliorarea conţinutului de apă în sol şi reducerea eroziunii acestuia. S-au obţinut însă şi rezultate pozitive în ceea ce priveşte producţia. Cercetări efectuate, de asemenea, în sudul Spaniei la grâul de toamnă (Triticum aestivum L.) au arătat că s-au obţinut producţii mari în condiţii de „semănat direct” faţă de sistemul de lucrări convenţionale în perioade secetoase (circa 250 mm precipitaţii). Autorii au argumentat aceasta prin faptul că, la semănatul direct, are loc descreşterea evaroraţiei apei din sol datorită covorului de resturi vegetale, prin urmare creşte umiditatea solului comparativ cu sistemul convenţional de lucrări, în special în perioadele secetoase, iar acesta poate fi o explicaţie pentru producţia de grâu (López-Bellido şi col., 1996).

În SUA, înainte de 1977, lucrările minime ale solului au fost folosite pentru a descrie practica lucrărilor de conservarea solului având ca scop principal reducerea numărului de treceri în lucru pe câmp (Uri, 1999). Tot în acelaşi an, Serviciul de Conservarea Solului al SUA a schimbat termenul de lucrări minime ale solului în lucrări de conservare şi le-a definit ca o formăde lucrări care nu întorc partea superioară a stratului arabil, care reţine cantităţi însemnate de reziduuri ale culturii precedente cu rol protector. Tipurile de lucrări de conservare includ: sistemul cu „zero lucrări” (semănat direct), lucrarea solului în benzi, mulcirea şi alte tipuri de lucrări, care nu întorc stratul de sol arabil.

În 1984, Serviciul de Conservarea Solului al SUA a redefinit lucrările de conservarea solului (Uri, 1999). Astfel:

• Gestiunea Reziduurilor Culturii (G.R.C.) - un sistem de lucrări de conservare de-a lungul unui an care implică, de regulă, reducerea

Page 136: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

136

numărului de treceri pe parcelă pentru efectuarea lucrărilor şi/sau reducerea intensităţii operaţiilor de lucrarea solului, eliminând arătura. G.R.C. începe cu selectarea culturilor care produc suficiente cantităţide reziduuri pentru a reduce eroziunea eoliană sau hidrică şi trebuie săincludă folosirea culturilor de protecţie după culturile care produc puţine reziduuri. G.R.C. include toate operaţiile în câmp, care afectează cantităţile de reziduuri, orientarea şi distribuirea de-a lungul perioadei în care este necesară protecţia. Cantităţile de reziduuri pentru acoperirea solului, necesare în anumite locuri sunt exprimate, de regulă, în procente dar, de asemena, şi în kg. Sistemul de lucrări ale solului inclus în G.R.C. cuprinde lucrări de conservare („zero lucrări”, lucrarea solului în brazde, mulcirea) şi lucrări minime.

• Lucrări de Conservare: orice sistem de lucrare a solului, semănat sau plantat, care menţine cel puţin 30 % din suprafaţa solului acoperită cu reziduuri după înfiinţarea unei culturi pentru a reduce eroziunea hidrică a solului, iar unde eroziunea eoliană este cea care pune probleme, orice sistem care menţine cel puţin 1121 kg/ha, echivalent reziduuri de seminţe mici, plate, la suprafaţa solului în perioadele critice ale eroziunii eoliene. Doi factori cheie influenţează reziduurile culturii şi anume: tipul culturii, care determină cantitatea iniţială de reziduuri şi fragilitatea lor şi tipul lucrărilor solului precedente, inclusiv cele de semănat sau plantat. Sistemul de lucrări de conservare include:

Mulcirea - solul este foarte puţin deranjat înainte de semănat. Sunt folosite utilaje de tip cisel, cultivatoare, grape cu discuri. Controlul buruienilor se realizează cu erbicide şi/sau prin cultivaţie.

Lucrarea solului în brazde - solul nu este deranjat de la recoltarea culturii precedente până la semănat, cu excepţia injectării nutrienţilor. Semănatul se face în benzi pregătite cu rariţa, alte utilaje de lucrat în benzi. Controlul buruienilor se face cu erbicide şi/sau prin cultivaţie.

„Zero lucrări” - solul este lăsat nelucrat de la recoltarea culturii precedente până la înfiinţarea unei noi culturi, cu excepţia injectării nutrienţilor. Semănatul sau praşilele sunt efectuate doar în stratul de sol corespunzător patului germinativ sau în rigole create cu utilaje specifice. Controlul buruienilor este efectuat iniţial cu erbicide. Cultivaţia poate fi folosită în caz de urgenţă.

• Număr de lucrări redus (15-30 % reziduuri) - tipul de lucrări ale solului care permite lăsarea unui covor de reziduuri de 15-30 % dupăsemănat sau 560-1121 kg/ha, echivalent seminţe mici de-a lungul perioadelor critice pentru eroziunea eoliană. Controlul buruienilor se realizează cu erbicide şi/sau cultivaţie.

Page 137: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

137

• Lucrări convenţionale (mai puţin de 15 % reziduuri) - tipul de lucrări ale solului care lasă mai puţin de 15 % reziduuri la suprafaţaacestuia sau mai puţin de 560 kg/ha echivalent reziduu de seminţemici de-a lungul perioadelor critice de eroziune eoliană. În general include arătura sau alte lucrări intensive. Controlul buruienilor se face cu erbicide şi/sau cultivaţie.

Folosirea lucrărilor de conservarea solului a crescut, în Statele Unite, de la 1 % din suprafaţa arabilă în 1963 la aproape 36 % din suprafaţa arabilă în 1996 (Schertz, 1988). Procentul terenurilor arabile cultivate în Statele Unite, pe care aplică lucrările solului de conservare au crescut de la 26 % la 36 % în perioada 1989-1996, dar această creştere diferă de la o cultură la alta. Lucrările solului de conservare sunt folosite cel mai adesea la soia, porumb şiplante cu seminţe mici.

Considerabilul declin al folosirii lucrărilor solului de conservare la cultura porumbului între 1995 şi 1996 reflectă reducerea folosirii acestui sistem de lucrări în unele state ale SUA, care sunt mari producătoare de porumb dar care au avut mari probleme climatice în aceşti ani, respectiv umiditate foarte ridicată în perioada semănatului. De aceea o mare parte din suprafeţele arabile pe care se practica sistemul de lucrări ale solului de conservare au fost convertite la sistemul de lucrări convenţionale (Uri, 1999).

În ceea ce priveşte tipul de lucrări de conservare, mulcirea reprezintă tipul dominant, deşi există o creştere şi în privinţa sistemului fără lucrări. În perioadele de arşiţă sau în zonele secetoase, stratul de resturi vegetale de la suprafaţa solului ajută la contracararea temperaturilor ridicate la suprafaţasolului. Acest strat de reziduuri vegetale va ameliora, de asemenea, infiltrarea apei în sol. El ameliorează condiţiile fizice de la suprafaţa solului favorizând activitatea faunei solului. După unii autori, pentru instaurarea şi menţinere activităţii faunei solului sunt necesare 2 tone reziduuri/ha (Hoogmoed, 1997) .

Numeroşi autori afirmă că fermierii adoptă mai încet schimbări în practicile agricole. Iniţial nu sunt temători faţă de noua practică. Temerea apare însă mai târziu, odată cu sursele de informare, care pot veni de la vecini, publicaţiile pentru fermieri, mass media, agenţii camerelor agricole, care fac extensie, vânzătorii de produse chimice, consultanţii pentru probleme de agricultură etc. Ulterior, fermierii încep să evalueze, ei înşişi, propriile operaţii prin intermediul surselor educaţionale, precum proiectele demonstrative, discuţiile cu specialiştii, cu vecinii, care au încercat deja. Apoi, fermierii încep să aplice noile practici pe suprafeţe reduse la nivelul fermelor. Odată testul trecut, creşte posibilitatea adoptării noii practici. Adoptarea la scară largă se petrece dacă se constată că acea practică este mai

Page 138: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

138

bună decât ceea ce fermierul a folosit anterior. În Statele Unite, au fost identificaţi numeroşi factori de natură economică, demografică, geografică şipolitică ce afectează adoptarea sistemului de lucrări ale solului de conservare. Difuzia unei practici se petrece ca un ciclu inovator. Acest ciclu începe cu producătorii eficienţi, care introduc primii noua tehnologie, care necesită unanumit nivel de abilităţi tehnice pentru a fi folosită profitabil. Odată cu creşterea experienţei fermierilor, noua tehnologie este mult mai uşoradoptată. Există, de asemenea, o serie de factori exogeni, care pot accelera sau întârzia adoptarea noii tehnologii. Dintre aceşti factori, investiţiile privind noua tehnologie au cea mai mare importanţă în alegera pe care o poate face fermierul (Uri, 1999).

Adoptarea sistemului de lucrări ale solului de conservare necesită unînalt nivel al aptitudinilor de gestiune în ceea ce priveşte planificarea momentelor optime de folosire a nutrienţilor şi pesticidelor astfel încât fermierul să fie eficient economic. Lucrările solului de conservare permit foarte puţin corectarea greşelilor sau ajustarea schimbărilor de circumstanţă odată început ciclul de vegetaţie al plantelor. Adoptarea unei noi tehnologii de către fermier presupune riscuri mari şi incertitudine privind impactul acesteia supra rezultatelor de producţie. Orice sistem de lucrări ale solului de conservare trebuie să fie compatibil cu caracteristicile solului şi condiţiile climatice.

Unele tipuri de sol nu corespund adoptării sistemului de lucrări de conservare. Spre exemplu solurile care necesită un număr mare de lucrări de întreţinere pentru menţinerea structurii pentru a asigura o productivitate adecvată a culturilor. Obstacolele climatice, precum un sezon de creştere a plantelor foarte scurt, temperaturi scăzute, cantităţi excesive de precipitaţii pot influenţa, de asemenea, alegerea sistemului de lucrări ale solului de conservare.

Confruntându-se cu schimbările climatice şi efectele acestora, cu schimbările în plan economic şi social, agronomii, la scară planetară, se aflăîn căutarea unor noi căi de dezvoltare a agriculturii. Scopul lor este de a dezvolta, pentru şi împreună cu agricultorii, soluţii pentru fiecare situaţie în parte, care pot fi adoptate rapid şi în special de către agricultorii săraci.

Simplificarea lucrărilor solului are consecinţe asupra strategiei globale de combatere a buruienilor. În general ea acentuează dependenţa suistemului cultural faţă de lupta chimică. De fapt, oricare ar fi tehnica de lucrare a solului folosită, este important ca înfiinţarea culturii (semănatul) să se facă peo parcelă curată pentru a evita o creştere a costurilor destinate combaterii buruienilor. Pentru aceasta, este deci adesea necesar să se prevadă, pentru intervalul dintre două culturi, o intervenţie mecanică sau chimică în luna septembrie, atunci când răsare maximum de buruieni.

Page 139: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

139

Programele cu erbicide sunt, în ansamblu, puţin influenţate de tehnicile de lucrare a solului folosite. În plus, simplificarea lucrărilor solului poate afecta eficacitatea erbicidelor cu absorbţie radiculară datorită acumulării reziduurilor vegetale la suprafaţa solului. De asemenea, poate face să creascăpersistenţa erbicidelor aplicate la cultura precedentă. Pe termen lung, aceste practici simplificate modifică componenţa botanică a buruienilor prezente favorizând clar dezvoltarea buruienilor perene.

Adoptarea metodei de cultivare fără a introduce arătura în sistemul de lucrări ale solului se poate baza pe numeroase aspecte: agronomice, economice, organizarea muncii, protecţia solului şi altele.

Cercetători francezi afirmă că în Franţa nu există încă statistici recente care să permită evaluarea nivelului de penetrare a tehnicii de lucrare a solului fără arătură la nivel de exploataţii agricole. Totuşi, unele elemente permit aprecieri conform cărora această tehnică este adoptată circa 30 % în cultura grâului şi aproape 40 % în cultura de rapiţă, dar repartizarea teritorială este foarte variabilă (Thevenet, 2001). Prin urmare, agricultorii nu împărtăşesc acelaşi nivel de experiză şi probabil nici aceeaşi încredere în practicarea acestei tehnici.

După anii 1990, oferta de utilaje agricole adaptate tehnicii de lucrat solul fără arătură a evoluat foarte mult, atât din punct de vedere al numărului cât şi din punct de vedere al performanţelor acestora. Această evoluţie tehnologică oferă noi perspective dar, în egală măsură, presupune şi o serie de întrebări referitoare la corespondenţa dintre tipurile de utilaje şi situaţiile concrete în care urmează să se folosească acestea.

Din punct de vedere agronomic, există, din fericire, numeroase informaţii care asigură temeinicia adoptării acestei tehnici corespunzător situaţiilor date. Totuşi, cercetarea ştiinţifică are încă multe de clarificat în acest sens date fiind inter-relaţiile sine qua non la nivelul agroecosistemului, care pot fi afectate de sistemul cultural adoptat.

5.7. Semănatul direct Cu ocazia deschiderii Congresului mondial asupra agriculturii de

conservare, care a avut loc la Madrid în anul 2001, FAO şi-a manifestat dezacordul faţă de metodele de cultură intensivă, cu ajutorul utilajelor agricole, ca fiind una din principalele cauze ale degradării solurilor în numeroase ţări în dezvoltare (este vorba mai ales de ţări din Sud, care se caracterizează prin climate călduroase şi, deseori, soluri cu textură fină).

Dacă acest sistem de cultură intensivă afectează în mod deosebit zonele cele mai calde ale planetei, unde stratul arabil este foarte fin, degradarea solurilor se produce în egală măsură şi în ţările industrializate, tocmai

Page 140: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

140

datorită lucrărilor mecanizate, pentru care se folosesc utilaje din ce în ce mai puternice.

Un studiu efectuat de Institutul Internaţional de Cercetări pentru Politici Alimentare arată că doar 16 % din terenurile destinate agriculturii, la nivel mondial, sunt libere de probleme, precum contaminarea chimică, pierderile de sol, aciditate sau salinitate.

Australia, ţară cu exploataţii agricole de talie foarte mare se aflăîn situaţia de a avea circa 70 % terenurile arabile în stare de degradare.

Surse FAO arată că „agricultorii din lumea întreagă încep să accepte ideea că sistemul „zero lucrări” reduce costurile intrărilor, amelioreazăcalitatea solului şi reduce eroziunea şi poluarea”.

Pentru ţăran, agricultura de conservare este atrăgătoare întrucât reduce costurile de producţie, cele cu forţa de muncă şi permite câştigarea de timp. Dintre lucrările agricole, pregătirea solului este cea mai mare consumatoare de energie şi cea mai poluantă. Dacă nu-şi mai ară terenurile, agricultorii ar putea cîştiga 30 – 40 % din timpul lor, din costurile cu forţa de muncă şicarburanţi, faţă de metodele tradiţionale. În sistemele mecanizate, costurile investiţiilor şi cele aferente întreţinerii utilajelor agricole sunt mai scăzute pe termen lung.

„Agricultura de conservare atinge randamente comparabile celor ale agriculturii intensive, având însă avantajul că ea procedează de o manieră«durabilă». Randamentele tind să crească odată cu anii, iar diferenţele de randament, de la un tip de agricultură (convenţional) la altul (durabilă/deconservare) diminuează” (FAO, 2002).

În lume, agricultura de conservare este în prezent practicată pe circa 58 milioane hectare, de la tropice până în apropierea cercului polar: cel mai mult în Statele Unite (circa 20 milioane ha), în Brazilia (13,5 milioane ha), în Argentina (9,5 milioane ha), în Canada (4 milioane ha) şi în Paraguay (800 000 ha). Sistemul a fost adaptat culturilor cerealiere şi celor de leguminoase, precum şi trestiei pentru zahăr, legumelor, cartofului, sfeclei pentru zahăr, maniocului şi unor specii destinate producţiei de fructe (FAO, 2002).

Agricultura de conservare (durabilă) nu se bazează pe principiile agriculturii biologice dar poate fi asociată acesteia.

Utilaj complex pentru semănatul direct (model Lemken)

Page 141: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

141

Capitolul 6

Gestiunea fertilizării în agricultura durabilă

6.1. Introducere În loc de introducere pentru acest capitol iată un „cuvînt înainte” scris

de către Ion Gh. Botez, „inginer agricol de la Herăstrău (actuala noastrăUniversitate de Ştiinţe Agronomice şi Medicină Veterinară), fost director la şcoala medie de agricultură de la Roman, consilier agricol al judeţului Roman”, în mica revistă „Agricultura”, nr. 11, a Bibliotecii Agricole Populare, apărută la „Cartea Românească”. Din nefericire, pe exemplarul existent în biblioteca de la Catedra de Fitotehnie, nu stă scris anul apariţiei.

„Plantele pe cari le cultivăm au nevoie să se hrănească bine, spre a creşte şi a da recolte mari. Cea mai mare parte din hrană o iau plantele din pământ. Dacă pământul va fi bogat, şi recolta va fi îmbelşugată.

V-aţi întrebat vreodată plugari, cum de mai rodeşte pământul vostru, care de sute de ani este stors de putere prin rădăcinile plantelor cu cari l-aţi cultivat, fără ca să-i mai daţinimic înapoi?

Ce fericire ar fi pe omenire, dacă n’ar trebui decât să semene, spre a puteà culege. În timpurile vechi de tot, cînd lumea erà prea puţină, întinsul câmpurilor erà numai

păşuni şi făneţe pentru vite; se cultivau întinderi neînsemnate cu plante agricole şi grija slăbirii pământului n’o aveà nimeni. Azi însă, cînd lumea a sporit aşà de mult, când ogoarele s’au fărămiţat, când din lipsa de pământ şi din nevoia mare de hrană, se seamănă orice colţişor de pământ, azi nimănui nu-i mai este îngăduit a sta nepăsător, a cere pământului numai să rodească, fără a-i da nimic înapoi şi a ne mulţumi să zicem cum ziceau bătrânii noştri: «Dacă vrea Dumnezeu, se face şi în piatră». S’au dus acele timpuri!” Dar, şi astăzi spun mulţi aceleaşi vorbe.

„Plugarii noştri se jăluesc că nu mai este azi belşugul de altă dată. Este drept, căci doar pământul făceà să fie acel belşug; azi pământul fiind sărăcit, recoltele s-au micşorat, au devenit mai scumpe şi au făcut să se îngreuneze peste măsura viaţa.

Este de datoria plugarilor să caute a-şi îmbogăţi pământul, pentru a-i spori recoltele. Şi mijlocul cel mai simplu şi cel mai sigur pentru aceasta, este îngrăşarea

pământului. Este o datorie cu atât mai mare azi, când aproape întreg pământul de arătură al

ţării a intrat în mâna sătenilor, cărora le va fi cu mult mai uşor să îngrijească de locul ce li s’a dat.

Se cere numai bunăvoinţă.Şi cum orice lucrare în lumea aceasta îşi are socotelile şi regulile ei, tot astfel şi

îngrăşarea pământului îşi are socotelile şi regulile ei”.

Page 142: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

142

Îngrăşarea pământului îşi are, desigur, socotelile ei, mai ales astăzi când nu ne mai putem gândi doar la asigurarea hranei şi a materiilor prime întrucât, unele ţări sunt capabile să producă mult mai mult decât este necesar. De aceea, îngrăşarea pământului trebuie să însemne, astăzi, calitate în ceea ce priveşte produsele agricole şi mediul înconjurător. Agricultura, prin aplicarea practicilor de ameliorare a fertilităţii solurilor, trebuie săconducă la un spaţiu rural sigur, la produse agro-alimentare sănătoase, la bunăstare, ape curate, terenuri stabile, biodiversitate neperturbată, peisaje frumoase în mediul rural, locuri de muncă, dezvoltare rurală, etc. Iată de ce, agricultorii vremurilor noastre trebuie sfătuiţi şi îndrumaţi cum să facăproducţii rentabile şi să răspundă în acelaşi timp dezideratelor menţionate mai sus. Pentru aceasta ei trebuie să se conformeze unor norme, care, la rândul lor, se bazează pe rezultatele cercetării ştiinţifice.

Astăzi, în ceea ce întreprindem, nu trebuie să uităm generaţiile viitoare şi, pentru că populaţia planetară a atins deja cifra de şase miliarde de suflete ce trebuie hrănite, pentru că lucrurile, la nivel planetar, s-au complicat foarte mult, trebuie să abordăm şi problematica nutriţiei plantelor ca atare.

6.2. Plantele de cultură şi mediul lor de creştere Toate plantele, nu numai cele cultivate, trăiesc într-un mediu dublu:

• SOLUL, unde cresc şi dezvoltă rădăcinile, • ATMOSFERA, unde cresc şi se dezvoltă părţile aeriene ale plantelor

(tulpină, frunze, flori, fructe). Aceste două medii trebuie să asigure tuturor plantelor condiţiile

necesare pentru satisfacerea nevoilor fiziologice (apă, aer, lumină, căldură) şia celor nutritive (apă, gaz carbonic, elemente nutritive minerale şi organice).

Prin mijloacele de care dispune, agricultorul caută să amelioreze solul, înainte de a hrăni plantele, propriu-zis. Această ameliorare se referă la o serie de intervenţii menite să asigure solului:

• umiditate suficientă (în limitele Intervalului Umidităţii Active), pentru ca plantele şi solul să nu fie afectate nici de deficitul (ofilirea sau pieirea plantelor, uscarea solului şi formarea de agregate mari, compacte etc.) şi nicide excesul de umiditate (asfixierea plantelor, reducerea cantităţii de aer din sol, degradarea structurii solului etc.);

• o bună aerare a solului necesară întreţinerii respiraţiei rădăcinilor, de care depinde o bună funcţionare a procesului nutriţional al plantei;

• pH în limitele exigenţelor speciilor cultivate, favorabil unei bune absorbţii a elementelor nutritive;

Page 143: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

143

• o activitate biologică intensă atât în zona rădăcinilor (rizosfera), cât şiîn sol, în general, pentru o permanentă transformare a materiei organice şi asigurarea elementelor nutritive.

Plantele vin în contact, de asemenea, cu un MEDIU BIOLOGIC, reprezentat de alte organisme vegetale şi animale, cu care intră în concurenţă şi, fiind vorba de speciile cultivte, acestea sunt, practic, supuse unui MEDIU ECONOMIC, omul acţionând, prin pârghiile de care dispune, pentru a face ca plantele să răspundă nevoilor sale economice.

În ceea ce priveşte atmosfera, aceasta rămâne, în continuare, o sursăinepuizabilă de aer (oxigen şi bioxid de carbon) şi energie solară, pe care agricultura le sub-exploatează.

De altfel, unii autori apreciază că „agricultura trebuie să fie «petrolul nostru». Ea este un mijloc extraordinar de captare a energiei solare şi deproducere a materiilor prime, nu numai alimentare, dar şi industriale: în SUA se prevede, pentru anii 2020, ca 30% din produsele necesare petrochimiei (producţia de carburanţi, de materii plastice, textile, etc.) să provină din agricultură” (Soltner, 1990).

Din punct de vedere fiziologic, plantele terestre, în general, folosesc, din atmosferă, energia luminoasă şi bioxidul de carbon (CO2), pe timp de zi (metabolism) şi oxigenul (O2) pe timp de noapte (respiraţie), iar din sol apa împreună cu diferite elemente minerale pentru a-şi produce substanţenecesare creşterii şi dezvoltării. Procesul prin care se realizează aceste transformări este cunoscut sub numele de fotosinteză şi el depinde de prezenţa unor compuşi ai frunzelor plantelor, cloroplastele, în care se găseşte clorofilă, dau culoarea verde a acestora.

Dacă plantele preiau din atmosferă doar CO2 şi O2, substanţele minerale prelevate din sol sunt mult mai numeroase. Este vorba, de fapt, de ioni nutritivi precum: PO4

−−−, SO4−−, NH4

+, NO3−, Ca++, Mg++, K+, Na+, oligo-

elemente. Seva brută este, deci, reprezentată de apa absorbită de plante din sol, în care sunt dizolvate sărurile minerale disociate în ioni, precum şimicro-substanţe organice asimilabile. Această sevă ajunge în frunză petraseul vaselor de lemn. Procesele de metabolism şi respiraţie conduc la apariţia substanţelor glucidice (glucoză, zaharoză, amidon, celuloză, lignină), a substanţelor grase, a aminoacizilor şi proteinelor. Toate aceste substanţecontribuie la creşterea şi dezvoltarea plantelor şi la constituirea rezervelor în diferitele organe ale plantelor (fructe, seminţe, rădăcini, tuberculi etc.). Seva care se întoarce în întreaga plantă, după ce se petrec procesele de transformare a sevei brute, se numeşte sevă elaborată şi este transportată în plantă prin vasele de liber.

Aşa cum s-a menţionat mai sus, plantele pot, de asemenea, absorbi şianumite substanţe organice. În 1923, Justus von Liebig proba faptul că

Page 144: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

144

substanţele trebuie să fie mineralizate înainte de a fi absorbite de către plante. Până atunci se credea că plantele se hrănesc direct cu substanţeorganice provenind din diferitele materiale fertilizante organice, precum bălegarul. Teoria lui Liebig a permis justificarea şi dezvoltarea utilizării îngrăşămintelor minerale. Totuşi, înlocuirea totală a fertilizării organice cu cea minerală a condus la constatarea că se pierde din calitatea producţiilor. De aceea, numeroşi cercetători au concluzionat că este necesară fertilizarea simultană, atât cu îngrăşăminte organice cât şi minerale, iar humusul este acela care acţionează nu doar prin efectul său asupra proprietăţilor solului, dar şi prin rolul său nutriţional. Anumite substanţe organice pe care acesta le conţine, precum polifenolii, sunt absorbite direct de către plante.

În 1953, Virtanen (citat de Soltner, 1990) a pus în evidenţă absorbţia de către graminee a aminoacizilor excretaţi de rădăcinile leguminoaselor. Alte cercetări au pus în evidenţă absorbţia de către plante a vitaminelor şi aantibioticelor secretate de microflora solului.

Alţi cercetători au evidenţiat, ulterior, absorbţia directă de către plante a macromoleculelor de acizi nucleici liberi, care nu au fost distruşi în timpul descompunerii materiei organice. Aceste macromolecule au un rol important pentru plante, în special în a le conferi acestora rezistenţa la anumiţi paraziţi. Iată, aşadar, că materia organică este indispensabilă creşterii şi dezvoltării plantelor. De altfel, dacă ne gândim că procesul de descompunere naturală amateriei organice în natură (compostarea) este unul continuu, care face parte din funcţionarea firească a naturii, în scopul întregirii ciclurilor bio-geo-chimice, atunci înţelegem, odată în plus, la ce foloseşte această reciclare. Neavând la dispoziţie îngrăşăminte minerale, natura face uz de propria producţie de materie organo-minerală în scopul menţinerii vieţii dar, aceastămaterie organo-minerală oferă plantelor o serie de alte substanţe cu rol protector sau care conferă o serie de alte calităţi acestora.

Sursele nutriţionale ale plantelor pot fi:

• Materia organică rezultată în cadrul exploataţiei agricole (resturi vegetale, bălegar, alte tipuri de dejecţii de la animale). Folosirea acestora ca materiale fertilizante va permite, pe de-o parte, asigurarea continuă a plantelor cu diferite substanţe nutritive şi o eliminare eficientă şi ecologică în mediul înconjurător. Dacă exploataţiile agricole dispun sau nu de suficientă materie organică reziduală,provenind din propriile activităţi de producţie (vegetală, animală etc.) depinde de gradul de diversificare a acestora. Agricultura durabilăîncurajează fermele mixte (policultură-creşterea animalelor), ceea ce permite şi asigurarea fermelor cu îngrăşăminte organice suficiente şidiminuarea „intrărilor” de îngrăşăminte minerale.

Page 145: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

145

• Rezerva minerală a solului. Solurile dispun de o rezervă mineralăcaracteristică, dependentă de o serie de factori, în special naturali. Această rezervă naturală poate fi ameliorată de agricultor prin intervenţiile cu materie organică şi stimularea activităţii biologice din sol. Rezerva rezerva minerală a solului poate fi constituită din forme solubile (uşor accesibile plantelor) şi forme insolubile (inasimilabile de către plante). Aceste forme, din urmă, pot deveni disponibile doar dacă în sol se menţine o bună activitate biologică, microorganismele solului putând să le disponibilizeze progresiv.

• Sinteza microbiană a azotului organic. Azotul atmosferic este transformat de către bacteriile, libere sau asociate, din sol (Azotobacter, Rhizobium, dar şi unele Actinomicete) în azot organic (amonificarea). Activitatea acestor bacterii, ca şi cantitatea de azot sintetizat, depind foarte mult de prezenţa plantelor-gazdă, în special speciile de leguminoase, dar şi de o serie de condiţii oferite de sol.

• Îngrăşămintele organice şi minerale. Acestea reprezintă produse la care se apelează pentru a completa sau ameliora gradul de fertilitate a solului. În special îngrăşămintele minerale provin din surse exterioare exploataţiei agricole, ele necesitând anumite costuri, care implicăbugetul exploataţiei şi apasă pe rezultatele economice viitoare ale acesteia.

În exploataţiile agricole, omul poate acţiona în vederea dirijării şicontrolului consumurilor plantelor cultivate în raport cu nevoile acestora pentru realizarea producţiilor planificate. Mai ales din punct de vedere al asigurării fertilităţii solurilor, agricultorii, oricât de sărace ar fi exploataţiile lor, pot dispune de mijloace pentru a asigura un nivel de fertilitate solurilor, care să permită, cel puţin, producţii satisfăcătoare.

6.3. Rolul elementelor minerale în plante

Nu toate elementele minerale absorbite de plante din sol sunt indispensabile pentru acestea. Se consideră că doar o serie de elemente minerale sunt absolut necesare creşterii şi dezvoltării plantelor (tabelul 6.1.).

Rolul fiziologic al elementelor minerale permite clasificarea acestora după cum urmează:

a. Elemente minerale cu rol „plastic” sau macro-elemente. Din această categorie fac parte carbonul (C), hidrogenul (H), oxigenul (O), azotul (N), fosforul (P), sulful (S), potasiul (K), calciul (Ca), magneziul (Mg). Dintre acestea, primele trei sunt prelevate de plante

Page 146: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

146

din apă şi aer, iar agricultorul nu trebuie să se preocupe decât în situaţii particulare (culturile în seră, unde atmosfera poate săacumuleze prea mult gaz carbonic). În ceea ce priveşte calciul, magneziul şi sulful, denumite adesea şi macro-elemente „secundare”, ele au un rol esenţial pentru plante, deşi sunt absorbite în cantităţimai mici decât azotul, fosforul şi potasiul.

b. Oligo-elemente sau micro-elemente. Din această categorie fac parte numeroase elemente minerale dintre care, cele al căror rol a fost bine identificat şi sunt recunoscute ca esenţiale pentru plantele superioare sunt: fierul (Fe), manganul (Mn), zincul (Zn), cuprul (Cu), borul (B) şi molibdenul (Mo). Clorul (Cl) s-a adăugat acestei categorii datorită rolului probabil în fotosinteză. Alte elemente pot, de asemenea, să aibă un rol util pentru anumite plante, precum siliciul (Si) pentru orez, cobaltul (Co) pentru bacteriile din genul Rhizobium, care trăiesc în simbioză cu leguminoasele. Sodiul (Na) ocupă opoziţie particulară. El joacă un rol de oligo-element la anumite plante şi este util, în special, Chenopodiaceelor, care sunt plante halofite. El poate fi absorbit în cantităţi considerabile de anumite specii şi se poate substitui parţial potasiului, în anumite cazuri (Loué, 1993).

Tabelul 6.1.

Compoziţia elementară a plantelor

Macro-elemente (% din S.U. integrală)

Oligo-elemente (ppm din S.U. frunze)

Alte elemente (ppm din S.U.)

(1) (2) (3)

Nichel Cobalt Litiu

Rubidiu Cesiu

Aluminiu Titan Crom Fluor

Brom, Iod Arsenic

0,15 – 2,3 0,01 – 0,8 0,09 – 9 15 – 30

în medie 9 1 – 200 0,9 – 30 0,04 – 10

2 – 80 (plante marine) 0,1 – 0,6

Carbon Hidrogen Oxigen Azot Fosfor Sulf Potasiu Sodiu Calciu Magneziu Clor Siliciu

40 – 50 6 – 7

42 – 44 1 – 3

0,05 – 1 0,1 – 0,5 0,1 – 3,0

(până la 8) 0,001 – 3,5 0,5 – 3,5 0,03 – 0,8

0,2 0,005 – 1,35

Fier Mangan Bor Cupru Zinc Molibdenul

50 – 250 20 – 500 20 – 100 5 – 20

25 – 150 0,5 ?

Seleniu, Vanadiu, Plumb, Beriliu, Staniu, Argint, Bariu, Stronţiu, etc…

Sursa: coloanele 1 şi 3 (Javillier, citat de Soltner, 1990); coloana 2 (Jones, citat de Loué, 1993).

Page 147: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

147

La plante, constituenţii celulari de bază sunt: azotul, fosforul şi sulful. Azotul este constituientul principal al proteinelor. Plantele dispun de

trei surse de azot:

• azotul provenind din îngrăşăminte, uşor de dozat;

• azotul mineral prezent în profilul cultural la începutul vegetaţiei, de asemenea, uşor măsurabil;

• azotul eliberat de sol în timpul perioadei de creştere, adică azotul biologic, care este dificil de evaluat. Acesta poate atinge uşor valori cuprinse între 100 şi 200 kg/ha/an în solurile horticole, exploatate intensiv (Vlassak şi Vermeulen, 1990).

Conţinutul în azot al plantelor, raportat la cantitatea de substanţă uscată,este de ordinul a 1 până la 3 %. Cifrele pot părea foarte mici. În realitate, dacă exceptăm oxigenul, carbonul şi hidrogenul, azotul este cel mai bine reprezentat. Cantităţile cele mai ridicate de azot se găsesc în ţesuturile tinere ale plantelor (până la 5-6 %), iar în cazul ierburilor perene de pajişti, momentul optim de păşunat ridică probleme în privinţa unei alimentaţii echilibrate, care să aibă un aport proteic şi energetic suficient.

Azotul este prezent în plante, în special sub formă proteică,reprezentând 15 până la 17% din azotul total, ceea ce explică, de altfel, conţinutul aparent scăzut în azot al plantelor.

În frunzele plantelor, azotul se găseşte mai ales în cloroplaste, sub formăde proteine. În boabe, proteinele reprezintă 10 până la 15% din substanţauscată.

Pe lângă resturile de azot mineral ( azot în fază tranztorie, care nu a fost încă organizat într-o anumită formă stabilă) şi substanţele proteice, plantele conţin, de asemenea, compuşi aminici şi amidici (în special asparagină şiglutamină), care reprezintă azotul „solubil”. Această formă solubilă este deosebit de abundentă în organele de rezervă: bulbi, tuberculi, rădăcini, fructe. Raportul N solubil/N mineral este foarte variabil şi poate indica condiţii mai mult sau mai puţin favorabile de organizare sau de carenţă eventuală a unui element indispensabil proteosintezei.

În plante, azotul mineral subzistă doar sub formă nitrică, deoarece amoniacul este foarte toxic. Conţinutul în nitraţi al diferitelor organe ale plantelor depinde foarte mult de locul unde se petrece reducerea acestei forme. La plantele rădăcinoase proporţia de azot nitric faţă de azotul total pare deosebit de ridicată şi poate atinge 1/5, acumularea efectuându-se mai ales în organele de rezervă. Conţinutul în nitraţi al părţilor aeriene ale arborilor, spre exemplu, plante care reduc NO3

− la intrarea în rădăcini, este nul sau accidental. În general, conţinutul în nitraţi al frunzelor, ca de altfel şicea în N total descreşte cu vârsta (Duthil, 1973).

Page 148: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

148

Existând din ce în ce mai multe temeri legate de sănătatea umană şi, în special, legate de impactul calităţii alimentaţiei asupra acesteia, conştientizarea efectelor nocive ale consumului unor substanţe dăunătoare, precum nitraţii, au determinat dezvoltarea cercetării ştiinţifice pe aceastătemă.

Acumularea de cantităţi importante de nitraţi în plante şi, mai ales în părţile consumabile, se produce frecvent în culturile legumicole intensive, în special la legumele frunzoase (salată, spanac, andive, creson, ţelină etc.). De aceea, la aceste culturi se recomandă practicarea unei fertilizări foarte judicioase şi determinarea azotului din sol, pe parcelă, înainte de plantare şiîn timpul vegetaţiei, precum şi urmărirea evoluţiei situaţiei de fapt a azotului pe durata culturii folosind testele rapide (Vlassak şi Vermeulen, 1987).

Pentru a se evita efecetele dăunătoare asupra sănătăţii umane ale nitraţilor provenind din legumele consumate de către om, OMS/FAO au fixat limite ale ingestiei cotitiene acceptabile (ADI) de 3,65 mg NO3 pe kilogram de greutate corporală (Vlassak şi Vermeulen, 1989).

Rolul fiziologic şi agronomic al azotului poate fi descris asfel: Azotul este absorbit de plante sub formă nitrică sau amoniacală unindu-

se, la nivelul frunzelor şi rădăcinilor, cu acizii derivaţi ai glucidelor, cu care formează amonoacizii, care sunt elementele constitutive ale proteinelor.

Azotul este un constituent esenţial al citoplasmei celulelor şi favorizeazăurmătoarele:

• multiplicarea celulară şi, ca urmare, creşterea ţesuturilor vegetale,

• multiplicarea cloroplastelor, deoarece clorofila este o substanţă azotată, de unde şi culoarea verde închis a plantelor după aplicarea îngrăşămintelor cu azot,

• intensificarea sintezei glucidelor de către cloroplaste,

• constituirea rezervelor azotate la nivelul boabelor.

Date fiind acestea, se poate afirma, deci, că azotul este un factor de care depinde randamentul culturilor, uneori calitatea producţiei, precum în cazul creşterii rezervelor azotate în boabele de cereale.

Excesul de azot, chiar pe perioade limitate, poate avea consecinţedăunătoare, care diferă de la o cultură la alta, care pot însemna:

• întârzierea maturităţii, datorată alungirii excesive a perioadei vegetative (în anumite cazuri însă, un aport timpuriu de azot poate favoriza precocitatea),

• sensibilitate mai mare a ţesuturilor la bolile criptogamice şi la paraziţii animali,

Page 149: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

149

• sensibilitate mai mare la accidentele climatice, precum gerul (cerealele de toamnă, prea avansate în vegetaţie, înainte de intrarea în iarnă) sau la cădere. Căderea cerealelor poate avea, de altfel, cauze multiple (a se vedea lucrările practice) dar excesul de azot la sfârşitul fazei de înfrăţire şi începutul fazei de alungire a paiului este adesea favorabil (stimulează creşterea plantelor) dar trebuie, în astfel de situaţii, săexiste mijloacele de gestiune a nitraţilor susceptibili de a fi levigaţi.

Aşadar, azotul este un element nutritiv al cărui aport, prin intermediul îngrăşămintelor, solicită agricultorului cu atât mai multă prudenţă cu cât acesta va utiliza îngrăşăminte minerale cu solubilitate mare, asimilabile imediat (îngrăşăminte nitrice) sau după nitrificarea rapidă (îngrăşăminte amoniacale). Problemele pot fi rezolvate foarte uşor sau evitate prin folosirea îngrăşămintelor organice.

Fosforul. Este, în acelaşi timp, constituent celular şi transportor de energie (figura 6.1.).

Rolul fiziologic al fosforului este triplu:

• Împreună cu azotul este constituient al proteinelor (nucleoproteine, fosfoproteine, lecitine, fitine…).

• Participă la numeroase reacţii biochimice. Spre exemplu, metabolismul glucidelor se face prin intermediul compuşilor fosforilaţi, a combinaţiilor zaharuri-acid fosforic.

2 NADP

2 ATP 2 NADPH

SISTEMELE FOTOSINTETICE I şi II

CO2

ADP

ATP

H2O

O2

P

Hudrocarbonate(ex. glucoza)

2 ADP

Fotoni

2 NADP

2 ATP 2 NADPH

SISTEMELE FOTOSINTETICE I şi II

CO2

ADP

ATP

H2O

O2

P

Hudrocarbonate(ex. glucoza)

2 ADP

Fotoni

2 NADP

2 ATP 2 NADPH

SISTEMELE FOTOSINTETICE I şi II

CO2

ADP

ATP

H2O

O2

P

Hudrocarbonate(ex. glucoza)

2 ADP

Fotoni

Figura 6.1. – Acţiunea moleculelor fosfatate în procesul de fotosinteză(prelucrat după White şi col., 1992)

Page 150: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

150

• În celule, ionii fosforici servesc la transportul energetic. Spre exemplu, în procesul de fotosinteză, energia solară este depozitatătemporar pe molecule de fosfaţi, care este eliberată instantaneu, permiţând reacţiile biochimice. Aceste molecule fosfatate, ADP (Adenozin Difosfat) şi ATP (Adenozin Trifosfat), încărcate de energie, cedează, la cerere, energia pe care o conţin, eliberând un fosfat, precum un resort comprimat care îşi cedează energia atunci când se destinde, aşa cum se poate observa în figura 6.1.

Sulful este constituientul unor aminoacizi (metionina şi cistina), care sunt indispensabili vieţii animalelor. Rolul lui este tot atât de important ca şicel al azotului, chiar dacă este absorbit în cantităţi mai mici decât acesta. Plantele din familiile Cruciferae, Liliaceae şi Leguminosae consumă cantităţiimportante de sulf.

Potasiul se regăseşte în sucul celular al plantelor ca şi cation liber. Potasiul se găseşte mai ales în stare solubilă în sucul celular, combinat cu acizi organici şi minerale din plante, spre deosebire de azot, fosfor şi sulf, care au rol plastic. Mecanismul său de acţiune este mai muţin cunoscut. El acţionează ca regulator al funcţiilor de creştere a plantei ceea ce explicăabundenţa sa la nivelul ţesuturilor tinere. Poatsiul este:

• Necesar în procesul de fotosinteză, favorizează sinteza glucidelor şimigrarea acestora spre ţesuturile de rezervă;

• Necesar în sisnteza proteinelor, absorbţia sa este paralelă celei a azotului, cel puţin la începutul vegetaţiei;

• Un element mineral care face, de asemenea, să crească rezistenţaplantelor la secetă, limitând transpiraţia; limitează, de asemenea, căderea cerealelor, iar împreună cu fosforul, face să crească rigiditatea tulpinilor;

• Carenţa în poatsiu, ca şi excesul acestuia, determină creşterea sensibilităţii plantelor faţă de paraziţi.

Magneziul este unul dintre constituenţii clorofilei, favorizând sinteza acesteia, precum şi a altor compuşi cum este carotenul. Absenţa sa se manifestă, printre altele, prin cloroză.

Magneziul favorizează absorbţia fosforului şi transportul acestuia în seminţe, unde favorizează sinteza fitinei şi a lipidelor.

Calciul este un constituient al pereţilor celulari şi sare dizolvată în plantă. Este prezent în membranele pectice, dă rezistenţă ţesuturilor şifavorizează formarea şi maturarea fructelor şi seminţelor. Ca şi potasiul şimagneziul, calciul este o sare dizolvată în sucurile celulare unde neutralizeazăacizii organici şi minerali. Rolul său în procesul de osificare şi funcţiile fiziologice ale animalelor determină o supraveghere foarte atentă a plantelor

Page 151: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

151

în privinţa conţinutului acestora în calciu şi modul în care acest conţinut este influenţat de sol şi de fertilizare.

Oligo-elementele cationice polivalente joacă un rol de acceptor sau de donator de electroni, foarte important în sistemele enzimatice, acţionând asupra sistemelor de oxido-reducere. Ele sunt necesare enzimelor, fie ca activatori, fie ca constituenţi specifici ai sistemelor enzimatice.

Fierul intervine în catalizarea reacţiilor de oxido-reducere, graţie schimbării de valenţă, care îi permite să treacă reversibil de la starea de bivalent la starea de trivalent prin pierderea unui electron. Fierul se regăseşte în enzimele foarte importante ale procesului de oxido-reducere.

Fără a fi constituent al clorofilei, fierul este indispensabil formării acesteia. Absenţa lui provoacă cloroză, îngălbenirea plantelor, datoratădispariţiei sau neformării clorofilei. Se regăseşte în cantităţi importante, mai ales în părţile tinere ale plantelor (muguri, frunze tinere şi flori).

Fierul intervine deci, în mod esenţial, în procesul de respiraţie a plantelor, în sinteza clorofilei, în fotosinteză, în metabolismul proteinelor, în fixarea azotului, în reducerea nitraţilor.

Manganul. Principalele funcţii ale Mn în plante sunt, de asemenea, bazate pe potenţialul săru redox ridicat. Datorită faptului că poate trece din Mn2+ în Mn3+, este un regulator al proceselor redox. Manganul are un rol important în activarea enzimelor. El intervine, de asemenea, în procesul de fotosinteză, în sciziunea moleculelor de apă. El joacă un rol în stadiul final al reducerii nitraţilor (Loué, 1993).

Plantele având reputaţia de sensibile la excesul de mangan sunt următoarle: lucerna, varza, conopida, cerealele, trifoiul, cartoful, tomatele.

Borul. Numeroase roluri ale borului au fost deduse ca urmare a tulburărilor de metabolism constatate în cazul deficienţei acestuia. Astfel, borul are un rol indispensabil în creşterea meristemelor, în migrarea şiutilizarea glucidelor, în metabolismul acizilor nucleici şi în sinteza proteinelor.

Cuprul. Conţinuturile medii normale ale plantelor în Cu sunt cuprinse între 5 şi 20 ppm. Ceea ce este sub 4 ppm se consideră deficienţă, iar ceeea ce depăşeşte 20 reprezintă conţinuturi foarte ridicate sau excesive. Cuprul intervine, de asemenea, în diverse alte locuri ale lanţului fotosintezei.

Deficienţa în Cu are consecinţe importante la Trifolium subterraneum. În nodozităţile de pe rădăcini, enzimele care conţin Cu sunt afectate în caz de deficienţă a acestuia (Loué, 1993).

Literatura de specialitate menţionează că, cu excepţia anumitor plante şiîn stadii avansate de deficienţă, nu există simptome generale de deficienţă de Cu tipică şi uşor de detectat. Există riscuri de confuzie cu alte simptome. Culturile diferă foarte mult în ceea ce priveşte sensibilitatea lor la deficienţade Cu. Se menţionează că cerealele păioase (grâul, orzul, ovăzul) sunt

Page 152: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

152

plantele cele mai sensibile la deficienţa de Cu. Urmeză apoi leguminoasele furajere (lucerna, trifoiul roşu mai sensibil decât trifoiul alb).

Zincul. Intervine în sinteza acizilor nucleici şi a proteinelor, precum şiîn metabolismul auxinelor (sinteza triptofanului) (Loué, 1993).

Deficienţa în zinc este una dintre cele mai răspândite dintre deficienţele culturilor în oligoelemente şi poate cea care are cel mai mare impact asupra randamentelor culturilor. Principalii factori susceptibili de a determina sau de a agrava deficienţa în zinc sunt fie sărăcia naturală a solurilor în zinc, fie slaba asimilabilitate a Zn. Deficienţele în zinc se întâlnesc mai ales în solurile în care pH are valori ridicate sau în solurile care au fost amendate foarte mult cu var. Solurile calcaroase sunt cel mai adesea afectate de deficienţa în zinc. Se presupune că s-ar datora unei solubilităţi foarte scăzute a compuşilor zincului în sol în prezenţa carbonaţilor.

Conţinutul în Zn solubil în soluţia solului diminuează odată cu creşterea pH. Deficienţa zincului s-ar putea chiar accentua pe solurile organice prin aplicarea recentă a carbonatului de calciu, chiar la valori pH<6.

În general simptomele cele mai permanente ale deficienţei în Zn sunt semne de cloroză între nervuri, reducerea taliei şi malformarea ramurilor şifrunzelor. Deficienţa în Zn perturbă metabolismul auxinelor (internodii mai scurte) şi inhibă sinteza A.R.N., dăunând astfel dezvoltării normale a cloroplastelor.

Excesul se traduce prin conţinuturi anormale de Zn în plante, mai mari de 400 ppm, fără a se putea fixa în mod real praguri de toxicitate. Pot apare dezechilibre nutriţionale şi acestea demonstrează că la nivelul ţesuturilor vegetale diminuează conţinuturile în P şi Fe. De asemenea, simptomele descrise de diverşi autori corespund mai ales unei cloroze ferice. Aportul de var este susceptibil de a frâna absorbţia excesivă a Zn (Loué, 1993).

Molibdenul este necesar asimilării normale a azotului de către plante. El face parte din două enzime importante ale plantelor: nitrat-reductaza şinitrogenaza. Acestea au nevoie de Mo, una pentru reducerea NO3

― şi alta pentru fixarea N2.

6.4. Noţiuni privind analiza solului Înainte de a fertiliza solul, agricultorul trebuie să aibă elementele

necesare pentru efectua o bună a preciere a stării de fertilitate a acestuia. Cunoaşterea rolului şi importanţei elementelor minerale în metabolismul plantelor cultivate vor permite agricultorilor să stabilească doze eficiente, la momentul optim, astfel încât să poată controla cât mai bine riscurile de poluare a mediului înconjurător cu reziduuri de îngrăşăminte. Dacă până nudemult agricultorii urmăreau îndeosebi creşterea producţiei la unitatea de

Page 153: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

153

suprafaţă, astăzi ei sunt constrânşi să ia în considerare o serie de alte elemente, care sunt direct influenţate de modul şi cantităţile de materiale ferilizante folosite.

Aprecierea solurilor trebuie să se facă periodic, din punct de vedere pedologic (pe profilul pedologic se face descrierea solului, modelat de climat şi vegetaţia naturală care a acţionat asupra rocii-mamă) şi agrochimic. De asemenea, este importantă o apreciere agronomică (pe profilul cultural se va căuta să se descopere influenţa, asupra solului cultivat, a tehnicilor culturale folosite de om şi comportamentul rădăcinilor plantelor cultivate, care reacţionează la aceste tehnici). Atât studiul profilului pedologic, cât şicel al profilului cultural necesită numeroase operaţii şi observaţii, care fac obiectul lucrărilor practice de pedologie.

Analiza stării de fertilitate a solului se face pe baza studiilor şi analizelor pedologice şi agrochimice, care cuprind:

• analiza fizică a solului (textură, structură, porozitate, densitate aparentă, etc.); dozarea calcarului total, dozarea calcarului activ, dozarea materiei organice, măsurarea pH;

• analizele chimice au scopul de a cunoaşte: cantitatea de elemente nutritive din sol sau care pot dăuna; cantitatea de elemente nutritive pe care solul este capabil să le furnizeze plantelor şi echilibrul acestora, care va sta la baza calculului dozelor de îngrăşăminte; oportunitatea amendării sau nu a solului cu calciu şi maniera în care trebuie să se facă aceasta; existenţa eventuală a unor cantităţi excesive ale unor elemente ce pot deveni toxice plantelor sau micro-organismelor.

Analizele chimice ale solului se referă la dozarea: • „bazelor schimbabile”: calciu, potasiu, magneziu, sodiu; • fosforului şi, uneori, a sulfului; • unor micro-elemente a căror absenţă poate determina carenţe şi al

căror exces poate determina fenomene de toxicitate (fier, mangan, cupru, uneori molibden, bor).

Atât analizele pedologice cât şi cele agrochimice se fac în cadrul laboratoarelor specializate, care pun la dispoziţia agricultorilor (fermierilor), la cerere, studii complete şi unele recomandări. Recomandare: A se efectua o analiză a solului la fiecare 4-5 ani.

6.5. Fertilizarea cu azot şi riscurile poluării cu nitraţi

Întrucât Pedologia şi Agrochimia oferă informaţiile cele mai complete privind modul în care se produce mişcarea elementelor minerale în sol,

Page 154: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

154

absorbţia acestora de către plante, precum şi în ceea ce priveşte tipurile de îngrăşăminte organice şi minerale folosite în agricultură, în acest capitol ne vom referi doar la unele aspecte legate de fertilizare şi consecinţele acesteia, în cazurile în care se fac excese în folosirea îngrăşămintelor cu macro-elemente, de tipul N, P şi K. De asemenea, vom aduce în atenţie reglementările actuale ale UE privind protecţia apelor împotriva poluării cu nitraţi de provenienţă agricolă.

Creşterea contaminării apelor cu nitraţi este de mare actualitate în Uniunea Europeană şi nu numai. Ea este considerată o consecinţă a practicilor agricole intensive, uneori foarte simpliste, cu o utilizare considerabilă a îngrăşămintelor azotate de sinteză. Este adevărat căagricultura are partea sa de responsabilitate în contaminarea diferitelor surse de apă (ape de suprafaţă, ape de profunzime) (v. cap. 3). Totuşi, trebuie să se evite simplificarea abuzivă a problematicii poluării cu nitraţi, care ar putea atinge fără discernământ, imaginea de marcă a agriculturii moderne, singura care este capabilă să supravieţuiască sub presiunea constrângerilor economice şi sociale.

Îngrăşămintele cele mai utilizate în agricultură sunt cele cu macroelemente, respectiv cu azot, cu fosfor şi cu potasiu. Dintre acestea, cele cu azot prezintă cel mai mare risc datorită nitraţilor, care nu sunt absorbiţi în totalitate de către plante şi care, având o mobilitate foarte mare, sunt uşor levigabili de către apa care străbate solul conducându-i, prin levigare, în pânzele de apă subterană.

Crescătoriile de animale în care se practică o colectare amestecată aurinei şi a materiilor fecale sunt surse majore de poluare nitrică: un porc de 100 kg elimină circa 1 m3 de dejecţii pe an, adică aproximativ 5,5 kg azot. După aplicarea pe suprafeţele agricole a dejecţiilor de la animale, o parte importantă din azot ar putea fi drenată de apa din precipitaţii. În privinţadejecţiilor sau efluenţilor, este foarte important să se cunoască la nivel de exploataţie agricolă, la nivel regional şi naţional, media cantătăţilor de dejecţii produsă de un animal, indiferent care ar fi el.

Azotul este deopotrivă un elemnt mineral şi un poluant major pentru ecosistemele terestre. Totuşi, excesul de azot folosit în fertilizare perturbă,fără îndoială, ciclul biogeochimic al acestui element în ecosistemele naturale, determinând probleme ale mediului înconjurător la nivel global, regional şilocal, precum subţierea stratului de ozon atmosferic, acidifierea solurilor şi, în special, poluarea apelor de suprafaţă şi subterane cu NO3

–.In contextul unei agriculturi performante şi intensive, agricultorul se

găseşte într-o logică de utilizare a diferitelor produse de origine agricolă sau industrială, care utilizare poate prezenta riscuri pentru mediul înconjurător şipentru calitatea apei : este cazul fertilizanţilor (îngrăşăminte minerale din

Page 155: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

155

comerţ sau dejecţii animale produse sau nu în exploataţie). Mecanismele poluării nitrice au la origine levigarea.

Pentru un element mineral, levigarea este antrenarea sa în profunzimea solului sub acţiunea apelor de percolare, în afara zonei de acţiune a rădăcinilor plantelor. Elementul mineral scapă astfel unei valorificări posibile de către plante; el este considerat migrat sau levigat. Condiţii de levigare a nitratului :

• nitratul trebuie să fie prezent în sol ; • în sol trebuie să fie exces de apă şi deci flux de apă care conduce

nitratul spre orizonturile mai profunde ; perioadele propice sunt în anotimpurile toamnă, iarnă şi primăvară, bogate în precipitaţii.

Nitraţii au diferite origini, după cum urmează:

a. mineralizarea azotului organic din sol urmată de fenomenul de nitrificare :

Acţiunea microflorei solului se produce în următoarele condiţii: • pH (mineralizare scăzută în solurile acide) • temperatură ridicată• umiditate satisfăcătoare • condiţii aerobe

b. aporturi de azot prin îngrăşămintele minerale sub diferite forme: Nitrică (NO3

−)Amoniacală (NH4

+)Ureică (CO2(NH2

−)2)

c. aporturi de azot prin dejecţiile animale stocate (bălegar, dejecţii lichide – bovine, purin)

În dejecţii, azotul se găseşte sub formă organică şi amoniacală.Fracţiunea amoniacală este transformată rapid în nitraţi.

d. aporturi de îngrăşăminte organice (reziduuri de recoltă,îngrăşăminte verzi, paie, pajişti temporare, lucerniere sau trifoişti arate…)

Producţia de nitrat ce rezultă din aceste îngrăşăminte organice este în funcţie de degradabilitatea lor şi deci de raportul C/N : cu cât el este mai redus cu atât degradabilitatea este mai rapidă (cu cât cantitatea de substanţecelulozice este mai mare cu atât durata procesului de degradare este mai mare).

e. restituire directă prin intermediul animalelor crescute în aer liber (bovine, ovine, porci, păsări)

Page 156: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

156

Azotul din fecale (bălegar) este, în special, sub formă organică, ca urmare a unei evoluţii mai lente.

Dacă nu este absorbit de plante în procesul de creştere, azotul prezent în sol poate avea următoarele evoluţii:

• fie rămâne la nivelul solului ; • fie poate fi utilizat de microfloră (organizare) ; • fie se reîntoarce în atmosferă (denitrificare, volatilizare) ; • fie întâlneşte apele subterane (levigare). Această ultimă cale stă la originea fenomenului de poluare nitrică.Cantitatea de elemente minerale pierdute prin levigare depinde de

volumul de apă percolat anual în sol. Această apă este denumită “lamădrenantă” sau “drenaj”, care este variabil cu:

• precipitaţiile; • evapotranspiraţia; • rezerva utilă a solului. Cele trei surse principale de nitraţi pentru om, animale, plante, apă şi aer

sunt în interrelaţii. Azotul, ca de altfel toate celelalte elemente, are un ciclu care cuprinde apa, aerul, solul, vegetaţia, animalele, materia organică moartăetc. De aceea, când omul preia azot din ciclul acestuia, trebuie să şireîntoarcă în natură acel tip de azot pentru ca aceasta să-l poată refolosi. În absenţa azotului în natură, oamenii trebuie să folosească fertilizanţi chimici cu azot pentru menţinerea producţiilor.

Practicile agricole au condus la creşterea producţiilor prin creşterea dozelor de azot şi a altor nutrienţi disponibili pentru plantele cultivate. Aceasta a făcut să crească şansa creării unui dezechilibru în ciclul azotului. Chiar şi atunci când cultivatorii au făcut o fertilizare corectă şi o alegere corespunzătoare a culturilor ei nu au fost capabili să mai controleze mediul înconjurător (ploi torenţiale, temperatură, strălucirea soarelui, schimbarea anotimpurilor etc., care pot altera concentraţia nitraţilor în plante şi în resursele de apă). Concentraţia nitraţilor poate fi destul de mare atât în plante cât şi în apa consumată de oameni şi animale pentru a conduce la pierderi de producţie şi reproducţie sau chiar la pierderea vieţii.

6.5.1. Metode de apreciere a necesarului de azot În exploataţiile agricole, diversitatea situaţiilor apare, mai întâi, ca

urmare a cantităţilor de azot utilizat, apoi a densităţii azotului utilizat la unitatea de suprafaţă (densitatea globală a azotului sau numărul de kg de N disponibil pe hectar de teren agricol); se poate adăuga aici noţiunea de „randament” (în sensul eficacităţii utilizării) azotului folosit.

Page 157: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

157

Numeroşi autori au utilizat un anumit mod de abordare, nu numai la nivel de exploataţie dar şi pentru regiuni. Falisse (1991) propune următoarele elemente şi modalităţi de calcul:

A. La nivel de eploataţie: N total disponibil = N importat + N fixat din atmosferă + N sol în ciclul azotului

N importat = N din îngrăşăminte minerale + N conţinut în furajele animalelor + N conţinut în alte materii organice; N fixat = cantităţile de azot mineral fixate de plantele leguminoase; N sol = N din materia organică din sol; trebuie contabilizată la intrări, cu condiţia de a o contabiliza în utilizările N care iese, provenind din materia organică.N exportat = N conţinut în produsele animale şi vegetale exportate + N din efluenţii de la animale exportaţi

N exportat = azot care rezultă din procesele de producţie agricolă (produse agricole vegetale şi animale, primare şi secundare). N excedentar = N importat + N fixat – N exportat

Acest azot (N excedentar) are o destinaţie dublă:1. fie că se regăseşte în totalitate sau în parte în materia organică a

solului (N ORGANIC, sau în sol sub formă minerală utilizabilă decătre plante): nu este vorba de „pierderi”, cel puţin pe termen scurt, ci de întreţinerea conţinutului de azot al solului, uneori de o posibilitate de creştere a nivelului de fertilitate a solului prin aport de materie organică şi azot mineral, care pot, în anumite limite, să fie exportate profitabil şi fără daune asupra mediului înconjurător.

2. fie că el constituie, în total sau în parte, o cantitatede azot pierdut (Npierdut): este vorba de pierderi de azot fie în atmosferă, fie în apele de suprafaţă, fie în apele subterane.

N excedentar = N sol + N pierdut

Sistemul este în echilibru dacă N importat + N fixat = Nproduse exportate fără moificarea Nsol (Norganic + Nmineral).

În unele cazuri, sistemul este în dezechilibru; fie că azotul se acumuleazăîn sol, cel mai bine sub formă de materie organică ne-excedentară, fie că au loc pierderi importante; fie, din contra, că apare sărăcire a depozitului de azot din sol.

Aplicaţie: Sistem de producţie vegetală, cultură mare. Exploataţia agricolă are o suprafaţă de 100 ha; se cultivă cereale şi

diferite plante tehnice. Nu există producţie animală.

Page 158: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

158

Abordare la nivelul exploataţiei. Ntotal disponibil = Nîngrăşăminte + Nsol + Nfixat Nîngrăşăminte: 10.700 kg N Nsol: 50 kg N/ha/an, adică 5.000 kg N Nfixat = 0 Ntotal disponibil: 15.700 kg N/an Nimportat + Nfixat = 10.700 kg N Nexportat: 6 t grâu boabe x 33 ha x 2% N = 3.960 kg N 6 t orz boabe x 33 ha x 2% N = 3.960 kg N 35 t rădăcini sfeclă x 34 ha x 1,25 kg N/t = 1.487,5 kg N Nexportat: aproximativ 9.407 kg N Nexcedentar calculat: 15.700 - 9.407 = 6.293 kg N Norganic întors în sol, estimat: Paie din mirişte 3 t x 66 ha x 0,75% = 1.485 kg N Frunze şi colete de sfeclă 60 kg (în funcţie de fertilizarea cu N) 2.040 kg N Fie N reîntors în sol 3.525 kg N Npierdut = Ntotal disponibil – Nexportat – Nîntors în sol Adică 15.700 – 9.407 – 3.525 = 2.768 kg N Maniera de calcul poate fi adaptată, de asemenea, pentru exploataţiile de

tip policultură - creşterea animalelor. B. La nivel de parcelă:Bilanţurile la nivel de parcelă pot fi dirijate ţinându-se cont de

diversitatea practicilor de fertilizare pe parcelele aceleiaşi exploataţii agricole şi pot permite definirea dozelor optime de îngrăşăminte în raport cu producţia (din punct de vedere cantitativ şi calitativ) şi cu protecţia mediului înconjurător. Progresele cunoaşterii permit creşterea eficacităţii folosirii azotului, indiferent dacă acesta provine din sol (din materia organică), din efluenţii de la creşterea animalelor sau din îngrăşămintele de sinteză. Trebuie remarcat că gestiunea este cu atât mai precisă şi mai uşoară atunci când, doar o parte mică din azot provine din sol şi din efluenţi, iar îngrăşămintele minerale constituie sursa principală.

O bună gîndire a fertilizării cu azot va avea în vedere oferta „naturală”de azot, adică cea a solului. Deşi teoretic acest lucru pare simplu în practicănu este respectat.

Asigurarea unei fertilizări optime cu azot pentru a răspunde necesarului plantelor cultivate constă în a aplica acea cantitate de azot care, la un conţinut în nitraţi cât mai mic posibil, permite încă realizarea unor producţii maxime. Pentru a stabili cantităţile necesare de azot, se va prezenta, mai jos, un model de calcul, care ia în considerare o serie de factori agronomici.

În cazul fertilizării cu azot, dată fiind mobilitatea unor compuşi ai acestui element mineral, precum NO3

– şi riscul mare de poluare a apelor, este

Page 159: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

159

nevoie de sfaturi practice pe cât de simple şi de uşor de pus în aplicare, pe atât de eficiente în evitarea riscurilor.

Există trei surse esenţiale de azot pe care le poate oferi solul: humusul, îngrăşămintele organice (bălegar, dejecţii lichide…) şi resturile vegetale ale plantelor cultivate, încorporate în sol după recoltare. Îngrăşămintele organice şi resturile vegetale ale plantelor cultivate permit aporturi de azot variabile în funcţie de natura lor şi de condiţiile în care s-a efectuat aplicarea.

Cantităţile de N produse de humus variază puţin de la un an la altul, ceea ce face ca aceasta să fie o caracteristică de sol.

O fertilizare cât mai precisă cu azot nu are alt scop decât, nici mai mult nici mai puţin, de a pune la dispoziţia culturilor azotul de care acestea au nevoie. Pentru aceasta, agricultorul trebuie să poată estima cât mai obiectiv producţia de realizat la unitatea de suprafaţă şi să evalueze corect diferitele surse potenţiale de azot. Pentru diagnosticarea necesarului de azot existădiferite metode care se bazează pe teste ce se pot efectua la sol sau la plantă.

Fertilizarea de precizie a câştigat din ce în ce mai mult teren în ţările dezvoltate. O evoluţie logică deoarece, un calcul just al aporturilor devine o condiţie sine que non pentru a asigura o bună rentabilitate a culturii, o producţie de calitate şi respectarea mediului înconjurător. Culturile au nevoie de azot. Dar cât? Dificultatea estimării cantităţilor precise este determinatăde două explicaţii. Pe de-o parte, ţinând cont că azotul trebuie să fie prezent în sol atunci când planta are nevoie, ar trebui să se prevadă aporturi de azot în funcţie de producţia finală a culturii. Dar aceasta este susceptibilă săvarieze foarte mult în funcţie de condiţiile climatice ale anului, ca şi de oserie de alţi factori tehnologici sau legaţi de mediul extern. Pe de altă parte, îngrăşământul propriu-zis nu este singura sursă de azot disponibilă pentru plantă. Nu trebuie uitat a se lua în calcul resturile de azot din sol la ieşirea din iarnă, mineralizarea humusului prezent în sol în mod natural, eventual aporturile de îngrăşăminte organice anterioare.

La fertilizarea cu azot, mai ales în cazul grâului, trebuie să se realizeze un calcul în trei etape succesive care se referă la: estimarea obiectivului de producţie, determinarea resturilor de azot din sol la ieşirea din iarnă, şiconsiderarea oricăror altor surse de azot.

În prima etapă, estimarea obiectivului de producţie, trebuie să se evalueze nevoile culturii. Acestea sunt direct proporţionale cu randamentul final posibil de realizat pe parcela luată în calcul. Acest randament al parcelei poate varia de la un an la altul în funcţie de o serie de alţi factori ce trebuie consideraţi în raport cu caracteristicile eco-pedologice şi climatice ale zonei.

Determinarea resturilor de azot la ieşirea din iarnă este necesară întrucât o parte din nevoile culturii pot fi acoperite de acestea. Pentru a evalua aceste resturi, tehnicienii vor lua probe de sol din parcela respectivă şi le vor trimite

Page 160: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

160

la un laborator de analize, care va măsura cantitatea de azot disponibil pentru plante.

Luarea în considerare a tuturor celorlalte surse de azot se referăîndeosebi la mineralizarea humusului şi la efectele aplicării dejecţiilor de la animale. Tehnicienii se pot baza pe grile de calcul în vederea estimării azotului provenit din mineralizarea humusului. Estimarea azotului provenind din efluenţii din zootehnie poate fi mai dificilă. Totuşi există tabele de echivalenţă realizate în funcţie de speciile de animale şi de raţia alimentară aacestora.

Exemplu de calcul al dozei de azot dupămetoda bilanţului Grâu de toamnă pe sol de tip luto-argilos (planta premergătoare grâu)

• necesar de azot pentru grâu: 6000 kg/ha x 3 kg/100 kg • rest de azot în sol după recoltăTotal necesar: • resturi de azot în sol la ieşirea din iarnă (0 – 90 cm) • mineralizarea humusului • efectul plantei premergătoare • efectul îngrăşămintelor organice Total azot furnizat de sol:

Cantitatea de azot necesară spre a fi aplicată 220 – 80 =

180 40

220 kg N/ha

60 40

-20 0

80 kg N/ha

140 kg N/ha Sursa: Prelucrat după Perspectives agricoles nr. 97- decembrie 1994, p. 34.

Un rol important în buna valorificare a fertilizării cu azot îl are modul de

aplicare. Astfel, doza de azot va trebui fracţionată în minimum două aporturi şi aplictă la ieşirea din iarnă şi la sfârşitul înfrăţirii sau înainte de înspicare.

6.5.2. Codul bunelor practici agricole Pentru ca utilizarea îngrăşămintelor organice şi minerale pentru

fertilizarea solurilor, precum şi gestiunea azotului la nivelul exploataţiei agricole să conducă la limitarea poluării cu nitraţi, trebuie aplicate practici raţionale. Codul sau codurile bunelor practici agricole vizând reducerea poluării cu nitraţi şi ţinând cont de condiţiile ce prevalează în diferitele regiuni ale UE trebuie să conţină reguli care să acopere următoarele elemente:

Page 161: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

161

• perioadele în timpul cărora nu este corect să se aplice materiale fertilizante;

• condiţiile de împrăştiere a fertilizanţilor pe solurile de pe terenurile cu pante mari;

• condiţiile de împrăştiere a fertilizanţilor pe solurile foarte umede, inundate, îngheţate sau acoperite de zăpadă;

• condiţii de împrăştiere a fertilizanţilor în apropierea cursurilor de apă;

• capacitatea de construcţie a foselor destinate stocării efluenţilor de la crescătoriile de animale domestice, mai ales măsuri ce vizeazăîmpiedicarea poluării prin şiroirea şi infiltrarea în sol sau scurgerea în apele superficiale a lichidelor conţinând efluenţi animali şi efluenţi din materii vegetale, precum furajele însilozate;

• modurile de aplicare a îngrăşămintelor chimice şi a efluenţilor de la creşterea animalelor, mai ales dozele şi gradul de uniformitate a distribuţiei, pentru a se putea menţine un nivel acceptabil al fugii elementelor nutritive în ape.

La acestea se pot adăuga, de asemenea, o serie de alte măsuri precum:

• gestiunea terenurilor agricole, mai ales utilizarea unui sistem de rotaţie a culturilor şi proporţia suprafeţelor consacrate culturilor permanente în raport cu culturile anuale;

• menţinerea unei cantităţi minime de covor vegetal (în cursul perioadelor bogate în precipitaţii) destinat absorbirii azotului din sol care, în absenţa unui astfel de covor vegetal, ar provoca o poluare a apelor cu nitraţi;

• elaborarea planurilor de fertilizare în funcţie de fiecare exploataţie şiţinerea unor registre privind utilizarea fertilizanţilor;

• prevenirea poluării apelor prin şiroire şi percolarea apei în afara zonelor străbătute de sistemul radicular în cazul culturilor irigate.

În afară de codul bunelor practici agricole, fiecare stat membru al UE, trebuie să prevadă, la nivel naţional, un program de acţiune pentru zonele vulnerabile (ex. zonele umede) situate pe teritoriul său, dacă acest program este considerat necesar. Măsurile incluse în programul de acţiune comportăreguli privitoare la:

1. perioadele pe durata cărora este interzisă aplicarea anumitor tipuri de fertilizanţi;

Page 162: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

162

2. capacitatea foselor de stocare a efluenţilor de la creşterea animalelor; acestea trebuie să fie mai mari decât capacitatea necesară stocării pentru durata cea mai lungă a perioadelor de interdicţie a aplicării în zona vulnerabilă, mai puţin în cazul în care se poate demonstra autorităţilor competente că volumul de efluenţi de la animale, care depăşeşte capacitatea de stocare reală, va fi evacuat de o manierăinofensivă pentru mediul înconjurător;

3. limitarea aplicării fertilizanţilor, conform bunelor practici agricole şiţinând cont de caracteristicile zonelor implicate, mai ales:

o starea solurilor, compoziţia acestora şi panta terenurilor;

o condiţiile climatice, precipitaţiile şi irigarea;

o utilizarea solurilor şi practicile agricole, în deosebi sistemele de rotaţia culturilor; acestea vor fi fondate pe un echilibru între: nevoile previzibile ale culturilor şi azotul oferit de sol şifertilizanţii ce corespund la:

� cantitatea de azot prezentă în sol în momentul în care culturile încep să-l utilizeze în proporţii importante (cantităţi ce rămân la sfârşitul iernii),

� aportul de compuşi azotaţi provenind din efluenţii de la creşterea animalelor,

� aporturile de compuşi azotaţi ce provin din îngrăşăminte chimice şi alele.

Aceste măsuri asigură că, pentru fiecare exploataţie sau fermăzootehnică, cantitatea de efluenţi de la creşterea animalelor aplicată anual, inclusiv aportul direct al animalelor, nu depăşeşte o cantitate dată pe hectar. Această cantitate dată pe hectar corespunde cantităţii de efluenţi conţinând 170 kilograme de azot. Totodată:

a. pentru primul program de acţiune quadrienal, statele membre pot autoriza o cantitate de efluenţi conţinând până la 210 kg azot;

b. pentru primul program de acţiune quadrienal şi la încheierea acestui program, statele membre pot fixa cantităţi diferite de cele indicate mai sus. Aceste cantităţi trebuie să fie determinate astfel încât să nu se compromită realizarea obiectivelor vizate de articolul 1 al Directivei 91/676/CEE a Consiliului European, din 12 decembrie 1991, referitoare la protecţia apelor împotriva poluării cu nitraţi provenind din surse agricole şi trebuie să se justifice prin obiective precum:

• perioade de vegetaţie lungi,

Page 163: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

163

• culturi cu o foarte bună capacitate de absorbţie a azotului,

• precipitaţii nete ridicate în zona vulnerabilă,

• soluri care să prezinte o capacitate de denitrificare excepţional de ridicată.

Dacă un stat membru autorizează o cantitate diferită în virtutea punctului b), el trebuie să informeze Comisia Europeană care va examina justificarea sa conform procedurilor reglementate.

Statele membre pot calcula cantităţile vizate la punctul doi (de mai sus) în funcţie de numărul de animale şi vor informa Comisia privitor la maniera în care aplică punctul 2 (Directiva 91/676/CEE).

6.5.3. Captarea nitraţilor între două culturi Numeroase cercetări au arătat că există riscul levigării nitraţilor, în

perioadele ploioase, chiar în parcelele fertilizate cu doze corecte, dupămetoda bilanţului. La originea levigării se află, în aceste perioade, mineralizarea azotului din sol şi transferul acestuia din compartimentele organice din sol (humus) în azot mineral (nitraţi), asimilabil de către plante. Această mineralizare, care reprezintă rezultatul activităţii microbiene a solului, este deosebit de intensă în perioadele mai calme din punct de vedere climatic, primăvara şi toamna, respectiv, la un anumit nivel al umidităţii. Mineralizarea ce se petrece la nivelul solului este un proces natural inevitabil. A prevede cantităţile de azot ce vor fi mineralizate este, chiar şi pentru această epocă, un lucru destul de complex. Este, totuşi, posibil să se limiteze efectele intervenindu-se asupra gestiunii reziduurilor organice. Încorporarea reziduurilor culturii precedente provoacă întotdeauna un transfer de azot mineral spre compartimentele organice ale solului. Reorganizarea (demineralizarea) este procesul invers mineralizării. Microorganismele din sol consumă mai întâi nitraţi, pentru a se hrăni, pe care, mai târziu, îi vor restitui solului prin mineralizare. Acest consum de azot produs de biomasa microbiană a solului este cu atât mai important cu cât reziduurile ce urmeazăa fi degradate sunt mai bogate în carbon (celuloză) şi mai sărace în azot (C/N ridicat: reziduu de tip paie de cereale, tulpini de porumb). Dacă va fi întârziată încorporarea paielor, microorganismele din sol vor consuma nitraţii formaţi după recoltarea culturii precedente. Restituirea acestor nitraţisolului se va face la începutul iernii, dar acest lucru va fi stopat, ca urmare a climei reci, la stadiul amoniacal, mai puţin levigabil. Remineralizarea se va relua în primăvară, într-o perioadă în care plantele au cerinţe ridicate faţă de azot. Tocarea paielor şi încorporarea acestora cât mai târziu posibil, va permite întârzierea mineralizării materiei organice. În cazul reziduurilor uşor

Page 164: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

164

fermentescibile (C/N redus), mineralizarea azotului din sol se cumulează cu aportul de materie organică uşor mineralizabilă. Pentru a se evita acest cumul se recomandă evitarea încorporării reziduurilor bogate în azot şi acelor uşor fermentescibile.

În parcelele foarte sensibile în ceea ce priveşte levigarea, se recomandăînfiinţarea culturilor-capcană în perioadele de timp dintre două culturi (vezi cap. 7).

6.5.4. Adaptarea verigilor tehnologice În solurile tasate, biomasa microbiană diminuează odată cu masa

radiculară (Tardieu şi Manichon, 1987 – citaţi de Houot şi col., 1990), care constituie principala sa sursă de carbon şi energie în perioadele de cultură.Ea se reglează prin disponibilitatea azotului. O mare parte din azotul, care nu este utilizat eficient de către plante, se regăseşte sub formă amoniacală,nitrificarea fiind încetinită ca urmare a unei slabe aerări a solului tasat. Aceasta contribuie la utilizarea sa preferenţială de către microorganismele solului. În condiţii de umiditate, nitrificarea este frânată de viteza de difuziune a oxigenului dar, materia organică, potenţial mineralizabilă, nu este în cantităţi importante. În condiţii de secetă, nitrificarea este frânată dedisponibilitatea în apă, care diminuează accesibilitatea la materia organicăpotenţial mineralizabilă. Biomasa microbiană nu este modificată deconţinutul în apă al solului, dar activitatea acesteia este, aceasta traducându-se prin variaţia materiei organice uşor mineralizabile.

Starea structurală a solului are un triplu efect asupra conţinutului în azot mineral:

• condiţionează implantarea sistemului radicular şi deci absorbţia azotului de către plante;

• modulează accesibilitatea la materia organică uşor mineralizabilă;• modifică pedoclimatul (aerarea şi umiditatea) şi activitatea

microroganismelor sensibile la aceste variaţii, precum microflora nitrificatoare (Houot şi col., 1990).

Structura culturilor în cadrul rotaţiei are o foarte mare importanţă în ceea ce priveşte gestiunea nitraţilor la nivel de exploataţie şi, mai ales, la nivel de parcelă. Atunci când proporţia culturilor de primăvară este în detrimentul celor de toamnă, în cadrul asolamentului, va fi indispensabilă o bunăgestiune a nitraţilor în toamnă prin recurgerea la tehnici de captare: culturi pentru îngrăşăminte verzi sau o bună gestiune a resturilor vegetale. În cazul zonelor cu cantităţi mari de precipitaţii sau cu soluri foarte drenante, va fi necesară chiar o bună gestiune a culturilor „capcană” (Machet şi Mary, 1990).

Page 165: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

165

6.6. Riscurile nitraţilor pentru om În general, nitraţii nu pot prezenta un risc sanitar decât pentru femeile

însărcinate sau pentru sugari. În tubul digestiv, nitraţii pot fi reduşi în nitriţide către bacteriile care proliferează mult mai uşor la sugari datorită unei acidităţi mai reduse a sucului gastric al acestora. Nitriţii sunt susceptibili de a se combina cu hemoglobina din sînge, care devine inaptă pentru a transporta oxigenul, ceea ce determină sindromul „Blue-baby” (methemoglobinemia), sau maladia albastră sau cianoza sugarului, care este cauzată de introducerea în alimentaţia copilului a apei provenind din surse având un conţinut mai mare decât admisibil în nitraţi. În general, otrăvirea acută cu nitraţi/nitriţieste cauzată de prezenţa nitriţilor în sânge la un nivel atât de mare încât sădetermine anoxia (sufocarea internă). Azotul nitric (NO3

–) poate fi redus la nitrit (NO2

–) de către microorganisme în tractul gastrointestinal într-un raport care face să se prăbuşească sistemul de luptă al organismului. Nitritul combinat cu hemoglobina din celulele roşii ale sângelui formeazămethemoglobina. Aceasta nu poate transporta oxigenul în ţesuturile organismului. De aceea, transportul oxigenului variază direct cu cantitatea de nitrit ingerată sau produsă de intestin pe unitatea de greutate corporală într-un anumit timp. Simptomul principal, anoxia, sau privarea de oxigen, cauzează o culoare albăstruie a membranelor mucoase ale omului sau animalelor atinse de această boală. Sângele devine brun-ciocolatiu datorităformării methemoglobinei. Aceste caracteristici sunt foarte tipice pentru otrăvirea acută cu nitraţi/nitriţi. La femeile însărcinate poate apare avortul fetuşilor.

La sugari, recunoaşterea sindromului „Blue-baby” se face pe baza simptomelor şi a albăstririi anumitor părţi ale corpului: buze, urechi… Pentru a evita o astfel de situaţie se recomandă să nu se depăşeascăconcentraţii ale nitraţilorde 25 mg/L în apa potabilă, în timp ce norma europeană este de 50 mg/L. Datorită unei mari capacităţi sanguine şi a unei sensibilităţi inestinale mai reduse, atât copii cât şi adulţii suportă concentraţii mai ridicate. Totuşi, conţinuturi mai mari (500 mg/L) provoacă uneori inflamaţii ale mucoaselor intestinale. În stomac, nitriţii se pot combina cu alţi compuşi azotoşi (aminele) pentru a forma nitrosaminele. Efectul cancerigen al acestora este bine cunoscut la anumite animale. Dar, numărul parametrilor susceptibili să intervină în dezvoltarea cancerului la stomac nu a permis încă să se stabilească real impactul nitraţilor la om.

Legislaţia şi reglementările în materie de protecţia apelor sunt foarte puţin cunoscute de către populaţia ţării noastre în general, iar cauzele şisursele care determină fenomenul de poluare sunt fie necunoscute, fie ignorate.

Page 166: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

166

Faţă de reglementările prevăzute în Legea apelor din România, HG 101/1997 impune o serie de norme speciale privind caracterul şi mărimea zonelor de protecţie sanitară a următoarelor obiective (articolul 2):

• Sursele de apă din acviferele subterane sau din apele de suprafaţă,folosite pentru alimentarea centralizată cu apă potabilă a populaţiei, a agenţilor economici din industria alimentară şi farmaceutică, instituţii social-culturale, asigurarea igienei şi sănătăţii populaţiei;

• Zăcămintele de ape minerale folosite pentru cura internă;

• Lacurile şi nămolurile terapeutice;

• Lucrările de captare, construcţiile de înmagazinare, staţiile de pompare, aducţiunile ori reţelele de distribuţie a apei potabile;

• Instlaţiile de tratare a apei, în vederea aducerii ei la condiţiile de potabilitate;

• Instalaţiile de îmbuteliere a apelor minerale folosite pentru cura internă, precum şi instalaţiile de exploatare a nămolului terapeutic.

Pentru aceste categorii de surse de ape este prevăzută respectarea unor zone de protecţie după cum urmează:

• Zona de protecţie sanitară cu regim sever cuprinde terenul din jurul obiectivelor prezentate mai sus, unde este interzisă orice folosinţă sau activitate care, punând apa în contact cu factorii externi, ar putea conduce la contaminarea sau la impurificarea acesteia. Pentru sursele de alimentare cu apă din subteran, zona de protecţie sanitară cu regim sever se extinde în toate direcţiile din jurul punctului de prelevare a apei - foraj sau dren - şi în sensul amonte, pe direcţia de curgere a fluxului subteran, pentru izvoare.

• Zona de protecţie sanitară cu regim de restricţie cuprinde teritoriul din jurul zonei de protecţie sanitară cu regim sever, astfel delimitat încât prin aplicarea de măsuri de protecţie, în funcţie de condiţiile locale, săse elimine pericolul de alterare a calităţii apei. Limitele zonei de protecţie cu regim de restricţie vor fi marcate prin borne sau semne vizibile, cu menţiunea: "zonă de protecţie sanitară".

• Perimetrul de protecţie hidrogeologică, cel mai îndepărtat de punctul de prelevare a apei, limitrof zonei de protecţie sanitară cu regim de restricţie, are rolul de a asigura protecţia faţă de substanţe greu degradabile sau nedegradabile şi regenerarea debitului prelevat prin lucrările de captare.

Page 167: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

167

Pentru dimensionarea zonelor de protecţie sanitară cu regim sever şi cu regim de restricţie se utilizează, de regulă, criteriul timpului de tranzit al unei particule de apă hidrodinamic activă, folosindu-se în calcule caracteristicile şiparametrii hidrogeologici ai acviferului; mărimea zonei de protecţie sanitarăcu regim sever a surselor subterane se determină astfel încât să fie asiguratăo durată de parcurgere de minimum 20 de zile, pentru orice picătură de apă,presupusă contaminată, care s-ar infiltra la limita acestei zone şi ar ajunge la locul de captare a apei. Această distanţă va fi de minimum 50 m în amonte şide 20 m în aval de captare.

Zona de protecţie cu regim de restricţie pentru sursele subterane va fi astfel dimensionată încât să asigure protecţia faţă de contaminarea bacterianăşi impurificarea chimică, luând în considerare durata de 50 de zile pentru parcurgerea distanţei de la punctul de infiltrare până la limita zonei de protecţie sanitară cu regim sever.

6.7. Fertilizarea cu fosfor şi potasiu Pentru a calcula cantităţile de îngrăşăminte cu fosfor şi potasiu de care

au nevoie culturile agricole cercetătorii au elaborat baze de gândire a fertilizării de fond care ţin cont de rezultatele celo mai recente cercetări ştiinţifice. Obiectivul acestor demersuri este de a ajusta fertilizarea întocmai nevoilor plantelor cultivate, ţinând cont de disponibilităţile solului în elementele minerale implicate, adică de conţinutul solului în urma analizelor, de fertilizarea precedentă şi de modul de gestiune a reziduurilor organice de la fermă (folosirea acestora pentru sporirea fertilităţii solului). Ajustarea gradului de fertilitate a solului nu presupune neapărat restricţii. De fapt, primul obiectiv al acestor lucrări a fost întotdeauna de a aplica culturilor o fertilizare suficientă pentru a nu avea efecte negative asupra producţiei pe termen lung.

Calculul dozelor ce urmează a fi aplicate nu este complicat, dacă se iau în considerare, succesiv, patru criterii cheie:

Nu toate culturile au aceleaşi exigenţe. Cercetări efectuate în ţara noastră ca şi în străinătate au arătat că nu

toate culturile au aceleaşi exigenţe în ceea ce priveşte P2O5 şi K2O (tabelul 6.2. ). Astfel o cultură de sfeclă pentru zahăr sau una de rapiţă este mai exigentă, mai ales în ceea ce priveşte P2O5 decît o cultură de grâu. De aceea nu este posibil să se prevadă, pentru toate culturile o scădere sau o creştere a dozelor de îngrăşăminte. Analiza globală a unor studii de lungă durată apermis realizarea unei ierarhii a culturilor în funcţie de exigenţele lor faţă de fosfor şi potasiu.

Page 168: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

168

Tabelul 6.2. Clasarea culturilor în funcţie de exigenţele lor

(după Perspectives agricoles, nr. 193/1994)

P2O5Foarte exigente Sfecla, rapiţa, lucerna, cartoful

Mediu exigente Grâu după grâu, porumb pentru siloz, raigras, mazăre, sorg

Puţin exigente Ovăz, grâu, porumb boabe, secară, soia, floarea soarelui

K2OFoarte exigente Sfeclă, cartof

Mediu exigente Rapiţă, porumb, mazăre, raigras, soia, floarea soarelui

Puţin exigente Ovăz, grâu, orz, secară, sorg

Trebuie să se acorde atenţie în ceea ce priveşte exigenţa şi nevoiaplantelor faţă de un element nutritiv. De fapt, o cultură care absoarbe o mare cantitate dintr-un element mineral nu prezintă neapărat exigenţeridicate faţă de acesta. Spre exemplu: o cereală poate absorbi 300 kg/ha K2Odeşi ea rămâne în ierarhie în rândul speciilor mai puţin sensibile la prezenţaK2O.

Considerarea valorii agronomice a efluenţilor din zootehnie. În calculul cantităţilor de P şi K ce ar urma a fi aplicate nu trebuie să se

uite luarea în considerare a aportului de elemente în urma aplicării dejecţiilor de la animale. Bălegarul, dejecţiile lichide de la bovine şi dejecţiile de pasăre au un aport important de P2O5 şi K2O, care trebuie integrat în calculul necesarului de îngrăşăminte.

Spre exemplu: aplicarea a 50 tone/ha bălegar de la vaci pentru lapte va aduce în sol 175 kg/ha P2O5 şi 400 kg/ha K2O. Aceasta este în funcţie de o furajare corectă a vacilor pentru lapte.

În numeroase cazuri, o astfel furnizare de elemente minerale poate acoperi uşor nevoile culturilor pentru doi ani consecutivi.

Considerarea fertilizării anterioare. În calculul dozei s-a inclus trecutul apropiat al fertilizării parcelei pentru

care se face calculul. De fapt, chiar într-un sol bine aprovizionat, dacă timp de mai mulţi ani nu s-a realizat un aport organic sau chimic, diminueazădisponibilitatea P2O5 şi a K2O. De aceea, nu se recomandă renunţarea la fertilizare mai mult de doi ani consecutivi. Numeroase studii au arătat cădisponibilitatea P şi K pentru plante diminuează cu timpul. Aceste rezultate readuc în atenţie importanţa conceptului „a veghea la îngrăşarea solului”, care este în favoarea unor aporturi regulate de materiale fertilizante.

Considerarea reziduurilor plantei premergătoare.

Page 169: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

169

Resturile vegetale ale plantei premergătoare trebuie luate în considerare la calculul dozelor de îngrăşăminte. Acestea se dovedesc adesea foarte bogate în potasiu şi este păcat să nu fie luate în calcul pentru a diminua doza de îngrăşământ chimic ce ar trebui aplicată şi prin urmare cumpărată. Spre exemplu, paiele rezultate în urma unei producţii de circa 6000 kg/ha grâu boabe pot da solului circa 115 kg/ha K2O.

Exemplu de calcul (în Perspectives agricoles nr. 193/1994):

• rotaţia culturilor: mazăre - grâu – grâu; • sol luto-argilos (argilă 22%); • parcelă fertilizată anual; • resturi vegetale încorporate în sol; • conţinutul solului în urma unei analize recente: 0,17 ‰ P2O5 (cf.

metodei Joret Hébert), 0,200 ‰ K2O schimbabil.

Doza recomandată în kg/ha: P2O5 K2O

Mazăre (producţie 6000 kg/ha) 60 80

Grâu (producţie 8000 kg/ha) 0 0

Grâu (producţie 7000 kg/ha) 60 0

Pentru a putea respecta regulile în efectuarea fertilizării agricultorii sunt îndemnaţi să păstreze legătura cu specialiştii regionali, întâlniţi la camerele agricole şi să solicite acestora informaţii şi sprijin în efectuarea analizelor şiîn stabilirea dozelor corespunzătoare diferitelor situaţii. De asemenea, agricultorii pot solicita spre informare ghidurile elaborate în acest scop.

Momentul aplicării îngrăşămintelor. Nu numai un calcul corect al dozelor se dovedeşte necesar în aplicarea

unei fertilizări corecte pentru culturi, ci şi alegerea momentului optim al aplicării îngrăşămintelor. În situaţiile solurilor cu o bună aprovizionare alegerea datei de aplicare a îngrăşămintelor nu va fi dictată de impedimente de ordin agronomic, ci mai degrabă de impedimente care privesc organizarea lucrărilor. În solurile slab aprovizionate, aportul trebuie să se realizeze cât mai aproape de data semănatului. De fapt, în stadiile cele mai precoce de creştere a plantelor se manifestă cel mai bine fenomenele de carenţă cele mai prejudiciabile. În cazul fosforului, doar formele cele mai solubile (solubile în apă) trebuie să fie utilizate, adică fosfatul de amoniu, superfosfaţii fosfaţii bicalcici (vezi Agrochimie).

Page 170: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

170

6.8. Poluarea cauzată de fosfor Fosforul din îngrăşăminte este, de asemenea, o sursă de poluare

agricolă.Fosforul reprezintă de la 0,8 la 1 % din greutatea vie a animalelor; el este

situat în principal în schelet. Dejecţiile bovine reprezintă 75 % din dejecţiile fosfatate animale. Impactul cel mai mare asupra mediului înconjurător îl are creşterea animalelor în complexe specializate datorită unei rapartizări pe o suprafaţă mult mai mică decît în cazul creşterii extensive.

O vacă pentru lapte consumă în medie 22 kg posfor pe an, din care restiuie 6 kg în lapte, fixează 1 kg, iar 15 kg le elimină prin dejecţii.

Fosforul în organism prezintă grade de digestilbilitate foarte diverse : cel din furaje este puţin digestibil ; cel din complementele minerale are bunădigestibilitate (monocalcic şi bicalcic cu o mai bună disponibilitate decât cel tricalcic). Astfel, dezvoltarea activităţilor de creştere a animalelor a crescut mobilitatea fosforului; el a ajuns să fie mult mai concentrat în ape. Acest exces de fosfat nu se manifestă decât în apele de suprafaţă unde împiedicăfotosinteza şi antrenează eutrofizarea apelor.

Aple curgătoare dezagregă şi dispersează acumulările de particule şiintensifică penetrarea oxigenului. Astfel are loc reînoirea permanentă apoluării. Apele stagnante primesc poluarea şi o acumulează. Sedimentele se depun ; fitoplanctonul, spumele se dezvoltă foarte rapid şi în cantitate mare, iar excesele de fosfor vor antrena dezechilibre. Fitoplanctonul se dezvoltă în asemenea cantitate încât împiedică penetrarea luminii şi provoacă eliminarea clorofitelor şi proliferarea cianofitelor (alge albastre). Zooplanctonul nu mai poate să se hrănească în mod normal şi singurele care proliferează sunt cianofitele. In acelaşi timp, au loc importante creşteri bacteriene care însoţesc dezvoltarea algelor.

Pentru eliminarea riscurilor de poluare cu fosfaţi se recomandă :

Fenomene de poluare a apelor şi de eutrofizare a unor lacuri din judeţul Ilfov (1999)

Page 171: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

171

• reducerea aportului de fosfor în furajarea animalelor (ajustarea aporturilor la necesităţi) şi deci reducerea conţinutului fosforului în efluenţi;

• N/P trebuie să fie mai mare de 10 ; • concentraţii : 10 micrograme la litru în apele pentru alimentaţie, apele

pentru creşterea peştelui, ape destinate agrementului şi sportului; 100 micrograme la litru în apele fără peşti, destinate utilizării pentru irigaţie.

Eutrofizarea este fenomenul prin care se produce îmbogăţirea apelor de suprafaţă cu substanţe nutritive. Întrucât acest fenomen se produce în mod natural el este asociat surselor antropice de nutrienţi. „Statutul trofic” al lacurilor constituie conceptul central al gestiunii acestora. El descrie relaţia dintre statutul nutrienţilor dintr-un lac şi creşterea cantităţii de materie organică din acesta. Eutrofizarea este procesul de trecere dintr-un stadiu trofic într-unul foarte trofic prin adaosul de nutrienţi. Agricultura este factorul major al eutrofizării apelor de suprafaţă.

Deşi, atât azotul cât şi fosforul contribuie la eutrofizare, clasificarea stărilor de troficitate se bazează îndeosebi pe prezenţa fosforului. Deoarece efectele eutrofizării, precum dezvoltarea algelor sunt vizibile rapid, procesul de eutrofizare este complex şi greu de măsurat.

Simptomele şi impactele eutrofizării sunt: • creşterea producţiei de biomasă a fitoplanctonului, alge şi macrofite; • schimbarea caracteristicilor habitatului ca urmare a schimbărilor ce se

produc în ansamblul plantelor acvatice; • înlocuirea speciilor de peşti doriţi cu specii indezirabile; • producerea de toxine de către anumite alge; • creşterea cheltuielilor publice cu tratarea apei în vederea potabilizării

(unde este cazul), apariţia problemelor cauzate de mirosurile şi gustul neplăcute, în special în periodele în care masa de alge acoperă apa;

• dezoxigenarea apei, în special după colapsul pânzei de alge, care se soldează de obicei şi cu moartea peştilor;

• infiltrarea şi obstrucţionarea canalelor de irigaţie cu buruieni acvatice; • pierderea posibilităţii de utilizarea a apei în scop recreativ datorită

aspectului vîscos al acesteia, prezenţei mirosurilor nocive cauzate de putrezirea algelor;

• impedimente pentru navigaţie din cauza dezvoltării buruienilor acvatice;

• pierderi economice datorate schimbărilor în rândul speciilor de peşti, morţii acestora etc.

Page 172: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

172

Datorită interacţiunilor complexe dintre numeroase variabile, care joacăun anumit rol în eutrofizare, în 1981, Janus şi Vollenweider (citaţi de Ongley, 1996) emiteau concluzia cum că este imposibil a se dezvolta frontiere stricte între clasele trofice. Ei au calculat, spre exemplu, probabilitatea (%) clasificării unui lac având concentraţii totale de fosfor şi de clorofilă-a de 10 şi 2,5 mg/m3, respectiv. Astfel:

Fosfor Clorofilă

Ultra-oligotrofic 10% 6% Oligotrofic 63% 49% Mezotrofic 26% 42% Eutrofic 1% 3% Hipertrofic 0% 0% Sursa: FAO, 1996.

Dată fiind complexitatea fenomenului de poluare cu fosfaţi în general şi

cea a lacurilor, în special, măsurile de restaurare a acestora nu sunt deloc uşor de aplicat. Surse FAO arată că, în unele zone ale lumii, spre exemplu, lacurile eutrofice şi hipertrofice tind să piardă din profunzime şi să sufere de concentraţii mari ale nutrienţilor proveniţi din surse punctuale sau difuze. În zonele cu soluri bogate, precum pajiştile Canadiene, sedimentele de pe fundurile lacurilor conţin cantităţi însemnate de nutrienţi şi particule de sol erodat de pe terenurile agricole înconjurătoare. Asocierea fosforului cu sedimentele este o problemă serioasă pentru demersurile de restaurare a adâncimii lacurilor îmbogăţite. Particulele de P se găsesc în mâlul din fundul lacurilor şi formează un pol important de nutrienţi în cadrul sedimentelor, care sunt uşor disponibilizaţi pentru rădăcinile plantelor şi care sunt eliberaţidin aceste sedimente în condiţii de anoxie pe înălţimea apei, putînd fi repede utilizaţi de către alge. Acest pol bogat în fosfor, poate împiedica orice măsură, luată de către cei ce se ocupă cu întreţinerea bazinului hidrografic, în vederea controlului eutrofizării prin controlul surselor externe de fosfor, precum agricultura sau altele.

Precizarea rolului agriculturii în fenomenul de eutrofizare a apelor de suprafaţă şi în contaminarea apelor subterane este totuşi greu de realizat. Fiecare ţară are anumite metode de cuantificare şi calculare a acestui impact. Cert este că odată cu creşterea imensă a folosirii fertilizanţilor în lumea întreagă, de-a lungul ultimelor decenii, agricultura a contribuit foarte mult la acest fenomen. De aceea, agricultura durabilă propune noi metode de abordare a fertilizării în general şi de gestiune a surselor de poluare provenind din activităţile de producţie agricolă.

Page 173: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

173

Capitolul 7

Asolamente şi rotaţii

7.1. Introducere „Agricultura este ştiinţa care ne învaţă ce cultură trebuie semănată sau

plantată, în ce tip de sol şi ce tipuri de practici şi operaţii trebuie aplicate astfel încât solul să dea continuu cele mai mari producţii”, spunea Varro, unmare proprietar de pământuri roman în primul secol î.C. Un secol mai târziu, Columella, spunea că „solul devine nefertil deoarece, arborii defrişaţiîncetează să-şi mai hrănească «mama»” (citat de Izac şi Sanchez, 2001).

Din punct de vedere al agriculturii durabile, asolamentele şi rotaţia culturilor reprezintă mijloacele cele mai la îndemână şi mai puţin costisitoare pentru a lupta împotriva buruienilor, bolilor şi dăunătorilor plantelor, pentru a realiza producţii mari şi pentru a proteja totodată solul şi mediul înconjurător.

Din motive economice, agricultorii, în general din statele dezvoltate ale lumii, dar nu numai, au dezvoltat cultura plantelor de câmp pe suprafeţefoarte mari, date fiind şi mijloacele moderne de lucru de care dispun (tractoare şi maşini agricole de mare capacitate, chimizare, irigare, automatizare etc.).

Apariţia riscului transformării terenurilor agricole într-o monocultură decereale, mai ales în ţările europene cu potenţial agricol însemnat, precum Franţa, Germania etc. a determinat Uniunea Europeană să intervină cu directive care să stimuleze adoptarea unor măsuri capabile să incite producătorii agricoli la diversificarea asolamentelor. Adoptarea acestor măsuri a răspuns aşteptărilor societăţii în ceea ce priveşte protecţia mediului înconjurător şi, totodată, reglementărilor europene privind dezvoltarea ruralăpe care, Comisia europeană, a calificat-o, după Consiliul european de la Berlin (martie 1999), drept « al doilea pilon » al PAC.

Ca regulă generală, cultivarea aceleiaşi plante pe aceeaşi parcelă timp de mai mulţi ani sau chiar în monocultură, va conduce la creşterea potenţialului de atac al agenţilor patogeni, al dăunătorilor, la creşterea cantităţii de seminţede buruieni şi de material vegetativ capabil să permită reproducerea buruienilor, dar şi diminuarea resurselor solului în substanţe nutritive pentru plante, a humusului din sol, la schimbări de pH şi, prin urmare, la diminuarea producţiei plantelor cultivate. Pentru a combate aceste fenomene se poate interveni cu fertilizarea, cu aplicarea de pesticide dar, la nivelul solului, ca şi în mediul înconjurător se vor produce fenomene de

Page 174: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

174

dezechilibru ce nu vor putea fi controlate efectiv. Aşadar, succesiunea culturilor în timp şi spaţiu va fi singura soluţie pentru a evita aceste dezechilibre.

Există numeroase sisteme de rotaţie a culturilor, unele foarte simple, iar altele chiar complexe, proiectate astfel încât să răspundă cerinţelor diverse, corespunzător diferitelor agroecosisteme. Pentru a se realiza o bună rotaţie este nevoie întotdeauna de o structură de culturi de cel puţin 3, 4 sau 5. Cu cât numărul de culturi din structură va fi mai mare, cu atât sistemul de rotaţie va deveni mai complex, iar efectele acestuia mai benefice, atât asupra producţiei agricole, cât şi asupra calităţii solului şi mediului înconjurător în general.

7.2. Definiţii

Dacă se utilizau sau nu asolamente şi rotaţii în practicile agricole din cele mai vechi timpuri ale practicării agriculturii este greu de spus. Totuşi, însemnări biblice ne arată că omul a fost învăţat de Dumnezeu să-şi respecte pamântul şi să-l cultive cu înţelepciune. Astfel, în Vechiul Testament al Bibliei stau scrise următoarele: « Şase ani să semeni ţarina ta şi să aduni roadele ei, iar în al şaptelea las-o să se odihnească, şi se vor hrăni săracii poporului tău, iar rămăşiţele le vor mânca fiarele câmpului ». Nimic nu a fost uitat, în acest fragment de învăţătură, din ceea ce numim astăzi « mediul înconjurător », nici fauna sălbatică, nici solul cu toate componentele lui, nici omul desigur.

Totuşi, timp îndelungat, oamenii au practicat agricultură acolo unde natura le-a oferit cele mai bune condiţii, în special din punct de vedere al fertilităţii solurilor. S-au defrişat păduri şi suprafeţele respective s-au transformat în câmpii imense. Defrişarea mai este încă practicată în lume, uneori pentru cultivarea solului, alteori pentru exploatarea lemnului dar, din păcate iraţional, chiar şi în ţara noastră, uneori în zone expuse alunecărilor de teren.

De-a lungul timpului, pe continentul european şi, ulterior pe cel american şi în alte zone care s-au dezvoltat cu mai mare rapiditate, problemele cauzate de defrişarea excesivă, de degradarea solurilor, dar şidorinţa oamenilor de a se stabili într-un anumit loc a determinat luarea în consideraţie a necesităţii unor măsuri specifice pentru protecţia solurilor cultivate. Astfel s-a introdus sistemul de agricultură în care unele suprafeţeerau lăsate temporar necultivate. În vorbirea populară se întâlneşete termenul de “pârloagă”. Si astăzi este atribuit acest termen unor suprafeţe deteren, care rămân necultivate, nu pentru că se practică încă această formă deprotejare şi ameliorare a fertilităţii solurilor, ci din diferite raţiuni economice sau chiar sociale.

Page 175: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

175

Odată cu dezvoltarea industriei, cu creşterea demografică şi, implicit, cerinţele mari pentru materii prime, hrană şi furaje a devenit necesarăcreşterea producţiei agricole. Ori, continuarea sistemului de agricultură cu pârloagă nu mai prezenta interes, ci devenea restrictiv. Aceasta este epoca agriculturii extensive, în care trebuiau cultivate toate suprafeţele de teren agricol pentru a obţine producţiile necesare pieţei. Introducerea în cultură aplantelor leguminoase, în special a celor furajere, precum trifoiul, pentru a asigura hrana animalelor, a descoperit agricultorilor valoarea agronomică aleguminoaselor. Solurile unde erau cultivate plante prăşitoare dupăleguminoase erau mult mai productive. De aceea s-a introdus sistemul de agricultură altern, care a însemnat un pas înainte către agricultura modernă.

Diversificarea structurii culturilor a condus la necesitatea alcătuirii rotaţiei, care la început a fost de scurtă durată, rotaţie trienală, iar ulterior, pe măsură ce s-au constatat efectele benefice ale acesteia, precum şi evoluţia culturilor în funcţie de planta premergătoare, s-a ajuns la durate mult mai lungi.

In S.U.A. s-a practicat până nu demult monocultura, mai ales în epoca modernă, când soiurile şi hibrizii, ca şi beneficiile chimizării agriculturii, i-au făcut pe fermiri să creadă că solul nu este decât un suport în care se implantează cultura şi asupra căruia se poate interveni cu materialele şitehnologia necesară pentru a realiza producţiile planificate. Din păcate, această teorie s-a dovedit foarte agresivă faţă de această componentă amediului înconjurător, iar agricultorii au constatat că solul îşi pierde proprietăţile favorabile unei bune fertilităţi.

Monocultura este o practică opusă rotaţiei culturilor. Ea înseamnăcultivarea unei singure plante mai mulţi ani pe acelaşi teren şi anume cel puţin atâţia ani cât durează rotaţiile în zona respectivă (ex. : 4-6 ani). Monocultura are numeroase şi mari dezavantaje în comparaţie cu rotaţia culturilor. Efectul cel mai nefavorabil este oboseala solului, care, de altfel, este un efect global al altor factori, precum consumul de substanţe nutritive, consumul de apă, influenţa asupra însuşirilor fizice ale solului, eroziunea solului, bilanţul materiei organice din sol, îmburuienarea, creşterea numărului de boli şi dăunători, etc. (Budoi şi col., 1996).

In agricultura modernă, în care s-au dezvoltat ferme cu suprafeţe mari, a fost necesară organizarea, redimensionarea şi regularizarea solelor. Definirea modului de organizare a solelor şi a culturilor agricole cultivate pe aceste sole a fost făcută de numeroşi specialişti agronomi de-a lungul timpului.

Ion Ionescu de la Brad, un remarcabil agronom şi economist român, care a contribuit la reforma agrară aplicată de Al. I. Cuza şi la învăţarea agriculturii pe baze ştiinţifice, în lucrarea sa intitulată « Lecţiuni elementarii de agricultură », apărută la Bucureşti în anul 1970, definea asolamentul drept “… împărţirea pământului … într-un număr de sole sau tarlale, fixarea plantelor

Page 176: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

176

ce au să se cultive, precum şi a întinderii de pământ pentru fiacare plantă.Rotaţiunea sau alegerea plantelor ce au să fie cultivate în sole în cursul perioadei asolamentelor cuprinde rândul în care au să vină unele după altele. Pentru a face un plan bun de cultură, trebuie a nu se cultiva în pământ decât plantele care pot să prospere mai bine, a cunoaşte pământul şi subpământul, natura şi însuşirile lui şi a se conforma cu acestea în alegerea plantelor de cultivat. In privirea economică, planul de cultură trebuie făcut astfel încât săcuprindă recoltele cele mai abundente, acele ce sunt mai sigure şi care dau profitul curat cel mai mare şi aceasta în tot cursul asolamentului… Planul de cultură trebuie să satisfacă trebuinţele ţării, adică să producă aceea ce se vinde mai bine şi să se conforme cu mijloacele pecuniare de care se poate dispune” (citat de Vasiliu, 1959). Această definiţie îmbracă tot ceea ce astăzi regăsim în principiile pe baza cărora trebuie să se dezvolte agricultura durabilă, care trebuie să fie capabilă să producă suficient pentru a asigura hrana oamenilor, furajele pentru animale, materia primă pentru industrii, dar să aibe şi un impact pozitiv asupra mediului înconjurător, să conserve solul, să asigure calitatea vieţii umane, să înfrumuseţeze peisajul rural etc.

Intr-o definiţie simplă putem spune că rotaţia culturilor reprezintă modul în care plantele de cultură se succed de-a lungul timpului pe aceeaşi parcelăsau solă, iar asolamentul reprezintă modul de organizare a suprafeţei agricole a unei ferme sau exploataţii agricole în tot atâtea sole sau parcele cîte plante se vor regăsi în structura culturilor ce urmează a fi adoptată. Asolamentul include noţiunea de teren, de spaţiu. Aşadar, asolamentul va cuprinde 2, 3, 4 sau mai multe parcele. Rotaţia culturilor este o noţiune complementarăasolamentului şi, aşa cum reiese din definirea acesteia, ea se referă la succesiunea culturilor în timp, de aceea vor fi rotaţii de 2 ani, de 3 ani, de 4 sau mai mulţi ani. Numărul anilor arată cât timp trebuie să treacă pentru ca o plantă de cultură să revină pe aceeaşi solă sau numărul anilor în care, pe aceeaşi solă, se vor succede toate plantele din asolament (o rotaţie întreagă).

In literatura de specialitate agronomică apar o serie de alte noţiuni dupăcum urmează : structura culturilor din asolament, care reprezintă ponderea fiecărei plante cultivate faţă de suprafaţa arabilă a exploataţiei ; planta premergătoare, care este planta ce precede unei noi culturi şi planta postmergătoare, care se însămânţează pe o anumită parcelă spre a fi cultivată în următorul an agricol.

7.3. Importanţa asolamentului Apariţia noţiunilor de asolament şi rotaţie, precum şi preocupările

pentru dezvoltarea unei agriculturi ştiinţifice, s-au datorat probabil, pe de-o parte, observării influenţei favorabile pe care o pot avea unele plante

Page 177: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

177

premergătoare, precum leguminoasele, asupra fertilităţii solului şi, implicit, asupra producţiei culturii postmergătoare. Ulterior, studiul teoretic şi mai ales practic al acestor noţiuni şi exploatarea lor în producţia agricolă au devenit necesare în raport cu cerinţele privind dezvoltarea.

Timp de secole, din cele mai vechi timpuri istorice şi până în epoca modernă, practicile culturale, între care şi asolamentul şi rotaţia culturilor, au constituit principalele sau poate singurele tehnici disponibile pentru reducerea incidenţei bolilor, buruienilor şi insectelor dăunătoare culturilor agricole.

Aplicarea raţională a celorlalte practici agricole, componente ale itinerariului tehnic al unei culturi, nu exclude respectarea asolamentului şirotaţiei culturilor pentru a se realiza producţii optime. Cu atât mai mult, în agricultura durabilă, aplicarea acestor practici presupune o contribuţie importantă la diminuarea numărului de lucrări ale solului pentru anumite culturi şi totodată diminuarea efectului nefavorabil al utilajelor agricole mecanizate asupra proprietăţilor fizice ale solului, creşterea fertilităţii acestuia, diminuarea numărului de buruieni, de agenţi patogeni şi dăunători şi, ca urmare, reducerea numărului de tratamente fitosanitare.

Necesitatea asolamentului este evidentă la plantele anuale comparativ cu speciile perene, mai ales cele pomicole sau viticole. Ea decurge din cerinţele pe care speciile anuale le au faţă de condiţiile de vegetaţie pe durata unei perioade de vegetaţie. Plantele anuale cultivate se caracterizează, în prezent, şi printr-un număr foarte mare de soiuri şi hibrizi obţinuţi prin ameliorare şicare se deosebesc între ei prin cerinţe diferite faţă de condiţiile pedo-climatice, pe de-o parte şi faţă de tehnologiile de cultură, pe de altă parte. Totodată, plantele anuale se cultivă pe soluri arabile, iar acestea sunt exploatate diferit, urmărindu-se obţinerea unor producţii foarte variate. Timp îndelungat, mai ales în perioada anilor 1970 şi 1980, s-a insistat foarte mult pe intensivizarea agriculturii şi obţinerea unor producţii succesive de pe aceeaşi suprafaţă de teren. Aceasta a condus, în numeroase părţi ale lumii, la degradarea solurilor, în special a structurii acestora, la diminuarea masei microbiene şi implicit a fertilităţii acestora.Agricultura durabilă revine, în unele situaţii, chiar la metode şi practici extensive de cultură.

7.4. Tipuri de asolamente 7.4.1. Condiţii pentru organizarea asolamentelor Asolamentele se organizează în funcţie de condiţiile naturale, de

cerinţele economice ale exploataţiei agricole, de cerinţele faţă de climă şi sol ale plantelor ce vor alcătui structura culturilor.

Page 178: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

178

Din punct de vedere al condiţiilor naturale, tipul de climă şi sol au un rol foarte important în stabilirea tipului de asolament şi în alegerea culturilor. De asemenea, o serie de alţi factori naturali, precum tipul de relief, adâncimea apei freatice, prezenţa ecosistemelor naturale, a apelor de suprafaţă pot influenţaorganizarea asolamentelor. Totodată diferite tipuri de amenajări, mai ales cele hidrotehnice, captările de apă din puţuri forate sau din ape de suprafaţă în vederea producerii de apă potabilă, au importanţă deosebită, trebuie cunoscute şi luate în considerare atunci când se organizează asolamente. Din punct de vedere agronomic este important să se ia în considerare prezenţasau posibilitatea amenajărilor pentru irigare, în special acolo unde existăriscuri de secetă şi arşiţă, ca şi cele pentru drenaj şi desecare, acolo unde este vorba de zone cu soluri mai puţin permeabile sau cu excedent temporar de umiditate (zone umede).

Plantele alese pentru structura culturilor trebuie să aparţină unor soiuri şi hibrizi adaptaţi condiţiilor pedo-climatice specifice zonei în care se organizează asolamentul dar trebuie, totodată, să corespundă şi cerinţelor pieţei. Din acest punct de vedere, în România, staţiunile de cerecetări agronomice şi ICCPT-Fundulea, au creat de-a lungul timpului soiuri şihibrizi cu mare potenţial economic, bine adaptate condiţiilor pedo-climatice specifice diferitelor zone ecologice din ţară.

In ceea ce priveşte relieful, adâncimea apei freatice şi a celor de suprafaţă este important ca în organizarea asolamentelor şi a alcătuirii structurii rotaţiei culturilor să se urmărească prevenirea oricăror riscuri de poluare ca urmare a tipurilor de practici agricole aplicate. De asemenea, în ceea ce priveşte relieful, se va lua în considerare mărimea pantelor pentru efectuarea lucrărilor solului, în special a araturii, pentru a se evita fenomenele de degradare a solului prin expunerea la fenomenele de eroziune, în deosebi cea hidrică. In ceea ce priveşte evitarea poluării prin practicile agricole, se va urmări ca, înca de la organizarea asolamentului, să se prevadă zonele cu risc şi să se ia măsurile necesare (ex.: în cazul prezenţei riscurilor de şiroire a apei pe pante, mai ales în perioadele cu ploi torenţiale, dar şi în cazul aplicării irigării, la baza pantelor se vor amplasa benzi înierbate, benzi-tampon, care vor prelua sarcina de substanţe poluante ce vor fi antrenate odată cu particulele de sol pentru a evita poluarea apelor de suprafaţă).

Pentru evitarea poluării apelor din captările pentru apă potabilă dar şipentru evitarea poluării surselor de apă de suprafaţă şi pentru conservarea biodiversităţii acestora, în special a faunei acvatice, se vor prevede zone de protecţie. Aceasta va permite limitarea riscurilor transmiterii poluanţilor provenind din tratamentele fitosanitare (pesticide) sau din fertilizare (nitraţi, fosfaţi) către sursele de apă pentru a evita apariţia unor fenomene precum acumularea unor cantităţi mari de nitraţi (riscuri de îmbolnăvire, în special a

Page 179: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

179

nou-născuţilor în cazul apei pentru alimentaţie – boala sângelui albastru) sau de fosfaţi (eutrofizarea).

7.4.2. Clasificarea asolamentelor

Asolamentele raţionale ce pot fi organizate în producţia vegetală se pot clasifica după tipul culturilor şi importanţa economică a acestora şi dupănumărul de sole şi ani. Aceste ultime două criterii sunt relative. Aşadar, clasificarea curentă a asolamentelor cuprinde :

� asolamente agricole,

� asolamente furajere,

� asolamente speciale,

� asolamente mixte.

Asolamentele agricole mai sunt cunoscute şi sub denumirea de asolamnte de câmp sau generale. Ele se folosesc în cultura mare sau a plantelor de câmp. Aceste plante se cultivă în general pe suprafeţe mari şiproduc materie primă care poate servi atât în producerea de alimente pentru om, în producerea de nutreţuri pentru animale, cât şi pentru diferite industrii (agro-alimnetară, textilă, chimică etc.).

Asolamentele agricole, la rândul lor, pot fi cu sau fără ierburi perene, adică se poate include sau nu o solă (parcelă, tarla) cu ierburi perene, care mai poartă denumirea şi de solă săritoare sau solă amelioratoare. Această solă nu este inclusă efectiv în asolament (solă săritoare) atâtata timp cât producţia ierburilor (ierburi perene, fie amestec de graminee perene şi leguminoase perene, fie lucernă) este rentabilă. Solele cu ierburi perene se introduc acolo unde producţia fermei este diversificată, respectiv acolo unde există si producţie zootehnică. De altfel, în agricultura durabilă se recomandăpolicultura şi creşterea animalelor pentru ca fermele să poată răspunde obiectivelor durabilităţiii. Este vorba despre obiectivele sociale (ocuparea forţei de muncă rurale prin activităţile diverse ale exploataţiei agricole), obiectivele ecologice (organizarea procesului de producţie agricolă în funcţie de exigenţele privitoare la respectarea mediului înconjurător : valorificarea reziduurilor din agricultură prin reciclare pe solurile agricole, protecţia apelor şi a ecosistemelor acvatice, protecţia solurilor şi a ecosistemelor terestre), menţinând totodată o bună producţie agricolă (obiectivele economice) şicontribuind la înfrumuseţarea peisajului rural (obiectivele de dezvoltare rurală durabilă).

Introducerea solei amelioratoare este necesară şi datorită unor condiţii pedologice specifice. Astfel, în cazul solurilor podzolice argilo-iluviale este

Page 180: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

180

necesar să se introducă o plantă amelioratoare care să contribuie la îmbunătăţirea însuşirilor fizice ale solului. De asemenea, pe terenurile cu pante afectate de eroziune este necesar să se introducă o cultură perenă(amelioratoare), în vederea reducerii fenomenului de eroziune. Probleme speciale se pun în organizarea asolamentului pe terenurile nisipoase şi pesolurile degradate prin sărăturare (Pintilie şi col., 1985).

Asolamentele agricole se organizează în general în zone de câmpie, unde terenurile sunt deseori plane sau prezintă forme de relief pozitive sau negative, ale căror pante sunt în general sub 10%. În organizarea asolamentelor agricole se vor avea în vedere şi posibilităţile de transport mai ales în cazul producţiilor mai usor perisabile.

Gradul de specializare (tipurile de culturi) a asolamentelor agricole depinde de zona agricolă în care acestea se organizează, de cerinţele pieţei produselor agricole şi de condiţiile naturale specifice. Totuşi, în agricultura durabilă, nu se recomandă o specializare foarte mare întrucât aceasta ar influenţa nefavorabil atingerea obiectivelor de durabilitate.

România oferă condiţii ecologice foarte variate, cu zone, de la foarte favorabile la mai puţin favorabile, pentru o paletă foarte largă de plante de cultură mare. O pondere foarte însemnată în structura plantelor de culturămare o au însă cerealele, care reprezintă circa 60-65 % din terenul arabil, adică între 6 şi 6,5 milioane hectare (Munteanu şi col., 2003). Restul suprafeţelor sunt ocupate de diferite plante leguminoase pentru boabe (soia, mazăre, fasole), oleaginoase (floarea soarelui, rapiţă), sfeclă pentru zahăr, cartof şi numeroase plante furajere.

In exploataţiile bine organizate se practică în general asolamente de 3-6 ani. In numeroase situaţii însă, în special în exploataţiile foarte mici, rezultate conform legii fondului funciar (legea 18/1991), se practică deseori rotaţii scurte, de 2 ani, în special grâu-porumb, dată fiind şi ponderea acestor specii în structura culturilor. Acest tip de rotaţie nu numai că nu este eficient din punct de vedere economic dar el favorizează şi transmiterea unor boli precum fuzarioza (Fusarium sp.).

Asolamentele furajere cuprind adesea culturi furajere şi se aplicăoriunde este nevoie de o bază furajeră importantă pentru dezvoltarea zootehniei. Aceste asolamente se organizează, de asemenea, în zonele de şes, unde, pentru creşterea animalelor, nu există alte surse de nutreţ decât cultura plantelor. Acest tip de asolamente poate cuprinde, sau nu sole cu ierburi perene.

Asolamente speciale. Aceste asolamente se organizează pentru anumite tipuri de culturi, care necesită o tehnologie specifică. Este vorba despre:

� asolamentele legumicole, unde se pot înfiinţa culturi succesive;

Page 181: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

181

� asolamente cu îngrăşăminte verzi, unde scopul este de a ameliora proprietăţile fizice, chimice şi biologice ale unor soluri degradate;

� asolamente cu plante medicinale;

� asolamnete de livadă;

� asolamente de pepienieră.

Aceste tipuri de asolamente se organizează în zonele care permit cultivarea unor specii importante din punct de vedere economic, altele decât cele de cultură mare, iar solurile se pretează foarte bine pentru culturi precum cele menţionate mai sus.

Asolamente mixte. Acestea pot include culturi diverse, cu specii de plante de cultură mare, specii furajere sau horticole. Aceste tipuri de asolamente se pot organiza atât în agricultura durabilă cât, mai ales, în agricultura biologică ale cărei principii insistă pe diversitatea producţiei agricole şi pe autosuficienţă.

Exemple de scheme de asolamente agricole (după Pintilie, 1985) :

I. Asolament de 3 ani a. Leguminoase + plante tehnice b. Cereale păioase c. Porumb

II. Asolament de 4 ani a. Leguminoase b. Cereale păioase c. Plante tehnice d. Porumb

III. Asolament de 4 ani a. Leguminoase b. Cereale toamnăc. Porumb d. Porumb + plante tehnice

IV. Asolament de 5 ani a. Leguminoase + plante furajere b. Cereale toamnăc. Cereale toamnăd. Porumb + plante tehnice e. Porumb + plante tehnice

V. Asolament de 6 ani a. Leguminoase b. Cereale toamnăc. Porumb, floarea, soarelui, sfeclăd. Cereale toamnăe. Porumb f. Porumb

Exemple de scheme de asolamente cu solă amelioratoare pentru soluri degradate (după Pintilie, 1985) :

Page 182: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

182

I. Asolament de 3 ani a. Grâu + trifoi b. Trifoi c. Porumb d. Grâu + orz e. Porumb

II. Asolament de 3 ani a. Grâu + trifoi b. Trifoi c. Grâu + orz d. Porumb e. Leguminoase anuale, plante

tehnice (mazăre, fasole, soia, borceag, in)

Alte scheme de asolament (după Ionescu şi col., 1986) : A. Asolament cerealier Solă amelioratoare cu ierburi perene………..…….………………. 33,3 % Porumb..…….……………..………………….………………….. 33,3 % Grâu………………………………..…………….…………….… 33,3 % B. Asolament de 3 ani Leguminoase (mazăre, fasole, soia, borceaguri)…………………… 33,3 % Păioase (grâu, orz, orzoaică)………………………………….…… 33,3 % Porumb..………………………..…………………..………...…… 33,3 % C. Asolament de 4 ani Leguminoase (10 %) + in (5 %) şi floarea soarelui (10 %) alternând amplasarea la revenirea pe aceeaşi solă…………………….……….……….….. 25,0 % Păioase (grâu, orz, orzoaică)……………………..…….….….…..… 25,0 % Porumb boabe.……………..….…………….…....…….………….. 25,0 % Porumb boabe.……………..….…………….…....……...................... 25,0 % sau:

Leguminoase (mazăre, fasole, soia, borceaguri)……………….….…. 25,0 % Păioase (grâu, orz, orzoaică)……………………………….…..……. 25,0 % Plante tehnice (floarea soarelui + in alternând amplasarea la revenirea pe aceeaşi solă)……………………………………….….... 25,0 % Porumb boabe.……………..….…………….…....……....................... 25,0 % În ceea ce priveşte monocultura şi rotaţia grâu-porumb cu durată mare

de folosire, se recomandă întreruperea acestora prin includerea unei sole amelioratoare (S.A.) cu leguminoase şi graminee perene timp de 4 ani (Ionescu şi col., 1986).

Page 183: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

183

7.5. Rotaţia culturilor

7.5.1. Consideraţii generale Rotaţia culturilor este o verigă tehnologică ce nu poate lipsi din

itinerariul tehnic al nici unei culturi în condiţiile unei agriculturi moderne, durabile, care ia în considerare, la fel de bine, aspectele economice, sociale şiecologice. Agricultura durabilă este preocupată de abilitatea agroecosistemelor de a rămâne productive pe termen lung. Durabilitatea în plan ecologic este definită de mulţi autori ca o menţinere a ecosistemului global sau a “capitalului natural”, atât ca “sursă” de materii prime (intrări) cât şi ca "epurator" pentru materiile reziduale (Goodland, 1995, citat de Werf şicol., 2002). Dimensiunea ecologică a durabilităţii este fundamentală ca şicerinţă a priori pentru dimensiunea economică şi pentru cea socială (Werf şicol., 2002). In acest context, rotaţia culturilor este un element important al menţinerii şi almeliorării fertilităţii solurilor şi vieţii acestora şi deci un atu pentru creşterea producţiilor.

Din punct de vedere agronomic, odată cu recoltarea unei culturi trebuie reflectat asupra plentei ce va lua locul în rotaţie pentru a se putea pregăti astfel solul în condiţiile cele mai bune, încât cultura următoare să-şi poatăexprima întregul potenţial. Rotaţia culturilor este cu atât mai justificată şiindicată cu cât ea face să se succeadă plante din familii botanice diferite, având un sistem radicular diferit, perioadă de vegetaţie diferită, ceea ce permite ca acestea să lase solul neacoperit un timp cât mai scurt posibil în intervalul dintre două culturi succesive. În situaţiile în care intervalul dintre două culturi succesive este prea mare, iar condiţiile climatice se caracterizează prin cantităţi importante de precipitaţii, mai ales sub formă deploaie, este recomandabil să se intercaleze culturi pentru îngrăşământ verde, care mai sunt denumite şi culturi capcană, care captează nutrienţii susceptibili de a fi levigaţi, mai ales nitraţii.

Rotaţia culturilor prezintă numeroase avantaje :

� contribuie la întreruperea ciclului vital al multor organisme dăunătoare culturilor agricole ;

� graţie sistemelor radiculare diferite ca formă, adâncime de creştere, volum de sol ocupat, profilul cultural al solului este mai bine explorat, ceea ce se traduce printr-o ameliorare a proprietăţilor fizice ale solului, mai ales a structurii (reduce tasarea şi degradarea solurilor), precum şi ameliorarea fertilităţii acestuia;

� succesiunea plantelor aparţinând diferitelor familii botanice, precum alternanţa cereale păioase-rapiţă pentru boabe, sau grâu-porumb,

Page 184: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

184

permite întreruperea ciclului de dezvoltare a unor buruieni prin aplicarea diferenţiată a măsurilor culturale ;

� folosirea leguminoaselor în rotaţia culturilor permite creşterea conţinutului solului în azot provenind din activitatea simbiotică aacestor plante ;

� creşterea cantităţii de materie organică în sol de la un an la altul.

Rotaţia culturilor nu lipseşte, ca practică agricolă, din sistemele de tip policultură-creşterea animalelor, care caracterizează fermele agricole mici (40-50 ha) şi medii (100-200 ha), în care se practică agricultura durabilă şi, cu atât mai puţin, din agricultura biologică. În agricultura intensivă, mai ales în unele state dezvoltate, unde se practică agricultură pe parcele foarte mari, s-a ajuns la practicarea monoculturii (grâu, porumb), utilizându-se tehnologii moderne, în special în ceea ce priveşte fertilizarea cu îngrăşăminte foliare şitratamentele fitosanitare. Agricultura durabilă, ca şi concept modern despre agricultură, caută să reintroducă şi să menţină această practică veche, simplă,eficientă şi ecologică. In România, indiferent de performanţa agriculturii, rotaţia culturilor a rămas o verigă tehnologică foarte importantă.

Principiile care stau la baza rotaţiei culturilor au în vedere obiectivele de producţie ale agricultorului dar ţin cont şi de o serie de alţi factori precum :

� condiţiile pedo-climatice ;

� adaptabilitatea soiurilor şi hibrizilor la zonele ecologice ;

� practicile culturale ;

� riscurile de transmitere a bolilor, a dăunătorilor sau buruienilor ;

� efectul plantei premergătoare asupra fertilităţii solului ;

� bilanţul humic şi aportul de materie organică prin fertilizarea organică.

Este posibil ca în rotaţie să alterneze culturi aparţinând unor familii diferite, precum cerealele, leguminoasele, oleaginoasele etc. Este, de asemenea, posibilă alternarea, de la un an la altul, a speciilor ce se seamănătoamna cu cele ce se seamănă primăvara.

7.5.2. Rotaţia culturilor în agricultura durabilă

Rotaţia culturilor este o componentă centrală a tuturor sistemelor durabile de producţie agricolă. Rotaţia culturilor este cea mai eficientămetodă, indirectă, de minimizare a numărului problemelor cauzate de

Page 185: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

185

dăunători, boli şi buruieni şi contribuie la menţinerea şi creşterea stabilităţii structurale a solului şi a fertilităţii acestuia. Ea poate limita numărul de buruieni care se pot înmulţi în condiţiile practicării monoculturii. De asemenea, rotaţia culturilor permite creşterea activităţii microbiene a solului, care favorizează creşterea cantităţii de nutrienţi disponibili pentru plante. Atunci când se practică rotaţia culturilor, producţiile cresc cu 10 până la 15 % faţă de monocultură.

In agricultura durabilă, rotaţia culturilor are o mare importanţă spre deosebire de agricultura clasică, intensivă, unde a devenit chiar un element secundar odată cu utilizarea îngrăşămintelor chimice solubile şi a produselor fitosanitare şi unde solul este considerat, mai mult sau mai puţin, drept un support pentru culturi. Acest fenomen se petrece mai ales în state dezvoltate, precum S.U.A., Australia, dar şi unele state europene.

Rotaţia şi asolamentele în agricultura durabilă trebuie să răspundăurmătoarelor imperative :

� folosirea de soiuri şi hibrizi de plante bine daptate condiţiilor pedo-climatice ;

� respectarea, reînnoirea şi transformarea rezervelor de materie organică şi minerale ale solului ;

� să permită o dezvoltare optimă a vieţii din sol ;

� să permită menţinerea unui grad de îmburuienare rezonabil sau cât mai redus ;

� să utilizeze cât mai bine posibil, în timp şi spaţiu, asociaţiile benefice dintre culturi ;

� să fie interesante din punct de vedere economic ;

Pornind de la aceste imperative se pot stabili următoarele principii generale de bază :

1. în multe tipuri de asolament se acordă un loc important îngrăşămintelor verzi care sunt capabile să mobilizeze şi săsolubilizeze rezerva minerală a solului şi să o pună la dispoziţia culturilor ; trebuie ca solul să nu rămână neacoperit de culturi decat în cazuri particulare ;

2. plantele exigente faţă de elementele nutritive şi care riscă să lase solul sărac şi degradat, ca urmare a trecerilor utilajelor agricole, precum sfecla pentru zahăr sau porumbul, vor fi, pe cât posibil, cultivate după un îngrăşământ verde semănat toamna. De asemenea, vor putea fi cultivate plante cu exigenţe mari faţă de sol si fertilitatea acestuia, după pajişti temporare sau culturi de lucernă ;

Page 186: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

186

3. trebuie să se menţină un echilibru judicios între :

� plantele care dau solului foarte mult carbon organic (cereale păioase – dacă paiele vor fi încorporate în sol, specii cu masăradiculară foarte bogată…) ;

� plantele care dau cantităţi importante de materie organică ce se descompune foarte repede (cele care au o masă vegetativă terestrăfoarte bogată) ;

� leguminoasele care au un aport important de azot ;

� plantele prăşitoare care permit o luptă foarte eficientă împotriva buruienilor (pălămidă, costrei, pir) şi culturile care îmburuieneazămai mult solul (cerealele) ;

� plantele furajere şi pajiştile temporare amelioratoare ale structurii solului ;

� pajiştile permanente, când acestea pot fi conservate, chiar dacă ele nu intră efectiv în sistemul de rotaţie.

7.5.3. Rolul leguminoaselor în cadrul rotaţiei În cadrul familiei Leguminosae se regăsesc numeroase specii anuale, foarte

multe dintre acestea cultivate în România (mazărea, fasolea, soia, lupinul, bobul, lintea, năutul, lintea etc.), dar şi perene (lucerna, diferite specii de trifoi, ghizdeiul, măzărichea etc.). Speciile perene pot fi cultivate singure (lucerna, trifoiul roşu, trifoiul alb) sau în amestec cu specii de graminee perene, alcătuind compoziţia floristică a pajiştilor temporare. Speciile perene de leguminoase pot fi adesea regăsite în compoziţia floristică a pajiştilor permanente, mai ales din zonele de deal.

Speciile de leguminoase anuale cultivate în ţara noastră intră adesea în sistemele de rotaţie a culturilor, prezenţa lor fiind foarte apreciată ca urmare a cantităţilor mari de azot pe care le lasă în sol. Acest azot provine din activitatea bacteriilor fixatoare aparţinând genului Rhizobium, care trăiesc în simbioză cu plantele de leguminoase şi care se regăsesc în nodozităţile formate pe rădăcinile plantelor. Leguminoasele, ca plante de cultură, prezintăinteres economic pentru boabele bogate în substanţe proteice, constituind un aliment interesant pentru animalele domestice şi pentru om, dar şi pentru conţinutul important în substanţe grase.

In cadrul rotaţiei, este necesar să se ţină cont de cultura leguminoaselor pentru alegerea culturii următoare (va fi ideală o cultură de cereale păioase de toamnă, precum grâul) şi pentru calculul necesar fertilizării cu azot a

Page 187: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

187

culturii post-mergătoare. Intrucât mazărea are o perioadă scurtă de vetgetaţie şi se recoltează foarte timpuriu, mai ales în condiţiile zonelor bogate în precipitaţii şi acolo unde nu urmează culturi cerealiere de toamnă, după ocultură de leguminoase trebuie să se înfiinţeze culturi succesive, eventual pentru îngrăşăminte verzi. Acestea vor capta azotul şi vor împiedica levigarea acestuia în perioadele ploioase.

Mazărea pentru boabe este o leguminoasă foarte apreciată ca premergătoare, fiind un excellent “cap de rotaţie”, lăsând în sol cantităţiimportante de azot. Ea eliberează solul devreme permiţând efectuarea în foarte bune condiţii, a lucrărilor solului şi lasă o bună structură. In plus, este o cultură care nu necesită utilaje specifice pentru lucrarea solului, semănat, întreţinere şi recoltare. Maşinile agricole folosite pentru cereale sunt întocmai potrivite şi pentru cultura mazării. Totodată cultura mazării are numeroase exigenţe în ceea ce priveşte pregătirea terenului şi tehnicitatea producătorului. De asemenea este o cultură care pune serioase probleme la recoltare dat fiind că plantele tind să se culce la pământ sub povara greutăţii păstăilor, iar pe de altă parte, păstăile de mazăre sunt uşor dehiscente şi se sparg imediat ce se usucă sau la atingerea cu utilajele agricole. S-au încercat numeroase soluţii pentru a se reduce pierderile la recoltare, cultura mazării

Lupinul galben(Lupinus luteus L.)

Mazărea(Pisum sativum L.)

Lupinul galben(Lupinus luteus L.)

Mazărea(Pisum sativum L.)

Leguminoase anuale pentru boabe

Page 188: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

188

“afila”, cu port erect fiind frecventă în ţările Vest-europene. În România există soiuri autohtone de mazăre, adaptate condiţiilor ecologice, rezistente la secetă şi arşiţă, precum şi soiuri ale căror boabe nu se desprind din păstăila maturare, pierderile fiind reduse la minimum (soiul Vedea produs la S.C.D.-Teleorman).

In condiţiile din ţara noastră şi fasolea este o leguminoasă care lasăterenul îmbogăţit în azot, curat de buruieni, fără resturi vegetale, iar lucrările solului se fac în conduiţii foarte bune astfel că este o premergătoare bunăpentru alte culturi agricole, îndeosebi pentru grâul de toamnă (Roman şi col., 2003).

Soia este o altă leguminoasă, bună premergătoare chiar şi pentru cerealele păioase de toamnă, deşi are o recoltare mai târzie, şi care, datoritărelaţiei de simbioză cu bacteriile fixatoare de azot, lasă în sol cantităţi mari de azot (80-120 kg/ha). Luând în considerare că pentru a realiza 100 kg boabe, grâul are nevoie, în medie, de 3 kg N s.a./ha, iată că soia permite realizarea unei producţii de grâu cuprinsă între 2600 şi 4000 kg/ha fără afolosi îngrăşăminte chimice. Acest lucru este deosebit de important pentru a fi luat în considerare de către agricultorii ale căror resurse financiare sunt limitate şi nu îşi permit achiziţionarea de îngrăşăminte minerale foarte costisitoare. Pe de altă parte, îngrăşămintele sintetice sunt, în general, foarte uşor solubile în sol, o cantitate importantă pierzându-se prin levigare într-un timp scurt după aplicare.

7.5.4. Efectul rotaţiei culturilor asupra solului Rotaţia culturilor poate avea efecte directe asupra proprietăţilor fizice,

chimice şi biologice ale solului. In ceea ce priveşte efectul asupra proprietăţilor fizice, o importanţă

deosebită o prezintă efectul asupra structurii solului, respectiv a stabilităţii structurale a acestuia. Structura solurilor poate fi influenţată de tipul de rotaţie şi mai ales de plantele care se succed în cadrul rotaţiei. Totodatădepinde de tipul de sol dacă structura acestuia va fi influenţată mai mult sau mai puţin. Cercetări efectuate în condiţiile solului brun-roşcat de la Moara Domnească (Fermă experimentală a USAMV-Bucureşti), au arătat că lucerna are un impact foarte mare asupra gradului de structurare (% agregate hidrostabile) a solului în stratul superior, respectiv 26,3-26,4 %. Aceasta este urmată de monocultura de grâu cu valori de 19,3-21,3 %, rotaţiile de 4 ani, grâu şi porumb, cu valori aproximativ egale, cuprinse între 18,6 şi 19,4 %, respectiv, 18,4-19,1 şi doar 17,4-18,5 % monocultura de porumb (Ciontu şiBudoi, 1994). Rotaţia ierburi perene pentru seminţe – pajişte temporară

Page 189: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

189

determină creşterea semnificativă a stabilităţii agregatelor comparativ cu alte tipuri de rotaţii (Jankauskas şi col, 2003).

Unele specii cultivate au un rol foarte important, în cadrul rotaţiei, în stimularea formării agregatelor de sol. Este cazul lupinului, care determinăformarea de agregate de sol stabile, faţă de orz, care contribuie la stabilitatea agregatelor dar nu şi la formarea acestora (Chun şi Heenan, 1996).

Alte cercetări efectuate tot în ţara noastră, de data aceasta pe solul brun-roşcat slab podzolit din zona centrală a Olteniei, au arătat că gradul de structurare a solului a înregistrat, după 22 de ani de experimentare, cel mai mare procent de agregate hidrostabile în rotaţia de 4 ani, după mazăre (55,9 % pe un agrofond nefertilizat şi de 54,3 % pe un agrofond fertilizat chimic). În rotaţia de 2 ani, după porumb, gradul de hidrostabilitate a agregatelor a fost cel mai redus (48,3 % pe agrofond nefertilizat şi 54,3 % pe agrofond fertilizat chimic). Structura cea mai proastă a solului după porumb s-a datorat lucrărilor repetate de mobilizare a solului în timpul perioadei de vegetaţie, determinând o pulverizare a acestuia, respectiv stricarea structurii, faţă de leguminoase sau păioase, care au însuşirea de a reface şi proteja agregatele de sol (Ionescu şi col., 1986).

In funcţie de proprităţile fizice ale solului dar şi de forma de relief, organizarea asolamentelor poate acţiona în favoarea păstrării capacităţii productive a solurilor şi conservării acestora. Astfel, pe terenurile în pantă,deseori expuse fenomenului de eroziune hidrică, asolamentul de cinci ani cu solă amelioratoare constituie una dintre verigile importante ale complexului de măsuri antierozionale, care conduce la obţinerea unor sporuri de producţie fără efort financiar şi în acelaşi timp contribuie la diminuarea scurgerilor de apă şi sol pe versanţi (Neamţu şi col., 1977).

Numeroşi cercetători relateză rolul rotaţiei culturilor în prevenirea eroziunii solului şi în stabilitatea ecologică a peisajului agricol. Eroziunea hidrică este principalul factor de degradare a zonelor agricole, care afectează56% din totalul arabilului la nivel mondial şi care a dus deja la eliminarea din producţia agricolă a 430 milioane ha sau 30% din totalul arabil disponibil (Djorovic, 1999). Posibilitatea de a limita eroziunea solurilor prin intermediul rotaţiei culturilor depinde de unele proprietăţi morfologice ale plantelor cultivate, precum şi de modul în care acestea sunt semănate sau plantate. Desigur, acestu lucru este legat de intervalul dintre rândurile de plante şi de cel dintre plante pe rând, care condiţionează densitatea plantelor şi, prin urmare, rezistenţa acestora la fenomenul de eroziune. Cu cât covorul vegetal este mai închegat, cu atât rezistenţa opusă eroziunii va fi mai mare. Astfel, aşa cum remarcă şi Jankauskas şi col. (2003), gradul de eroziune este mai ridicat într-o cultură de cartof spre deosebire de cultura de orz de primăvară sau de raigras. Sub o cultură de ierburi perene este vorba chiar de absenţa totală a fenomenului de eroziune hidrică.

Page 190: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

190

Agroecosistemele joacă un rol cheie în promovarea biodiversităţii. De aceea, agroecosistemele cu multe specii sunt componentele potenţiale ale strategiei, atât pentru conservarea solului cât şi a biodiversităţii. Investigaţii realizate pe soluri nisipo-lutoase (Jankauskas şi col, 2003) au arătat că rata eroziunii hidrice sub o cultură de cartof a fost foarte mare, mai redusă în culturile de orz şi secară şi zero în culturi de ierburi perene. Capacitatea rotaţiei culturilor de a preveni eroziunea hidrică depinde de proprietăţile culturilor de a rezista fenomenului de eroziune.

Rotaţia culturilor poate influenţa totodată proprietăţile chimice ale solului. Plantele cultivate au exigenţe diferite în privinţa consumului de elemente nutritive astfel încât unele pot lăsa solul sărac în elemente nutritive, iar altele pot lăsa în sol cantităţi considerabile de nutrienţi ce pot fi luate în calcul pentru cultura următoare. Plantele leguminoase, aşa cum s-a menţionat anterior, datorită simbiozei cu bacteriile din genul Rhizobium, lasă în sol cantităţi importante de azot. De asemenea, pajiştile temporare, după desfiinţarea lor, oferă solului cantităţi importante de materie organicăuşor mineralizabilă şi cantităţi importante de nutrienţi.

In anumite condiţii de sol, rotaţia culturilor combinată cu sistemul minim de lucrări ale solului sau cu semănatul direct a condus la creşterea cantităţii de materie organică în sol (López-Fando şi col., 1995).

In ceea ce priveşte impactul rotaţiei culturilor asupra biomasei microbiene şi activităţii acesteia, literatura de specialitate menţioneazănumeroase lucrări în care se afirmă că în practică, în sistemele integrate de producţie agricolă, trebuie acordată o mai mare atenţie unei rotaţii diverse a culturilor, lucrărilor de conservare a solului şi cantităţii de materie organicăce se încorporează în sol pentru a se putea stimula funcţiile microbiene (Emmerling şi col., 2001).

7.5.5. Efectul rotaţiei asupra producţiei culturilor În agricultura durabilă obiectivele economice nu ocupă un loc secundar,

ci ele continuă să fie poate la fel de importante ca şi în agricultura clasicădoar că pentru atingerea acestor obiective agricultorul nu trebuie să le excludă pe cele sociale şi pe cele ecologice. In aceste condiţii, în cadrul sistemelor de producţie durabilă, rotaţia culturilor are efecte directe, atât din punct de vedere economic, cât şi din punct de vedere ecologic. Producţiile agricole pot fi influenţate foarte mult de tipul de rotaţie practicat. O rotaţie neechilibrată va influenţa întregul agroecosistem dar va avea, desigur, o influenţă negativă şi asupra producţiei agricole.

O mare preocupare în cultura plantelor este legată de lungimea rotaţiei sau durata acesteia, specifică pentru fiecare cultură astfel încât se se reducă

Page 191: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

191

pe cât posibil incidenţa atacului anumitor agenţi patogeni. Studii şi cercetări de lungă durată au arătat că lungimea rotaţiei are o mare importanţă în ceea ce priveşte frecvenţa atacului anumitor boli asupra plantelor cultivate.

Se poate diferenţia un efect specific al rotaţiei culturilor asupra producţiei obţinută la o anumită cultură dar, cel mai adesea, sunt luate în calcul şi alte elemente sau verigi ale itinerariului tehnic, precum nivelul de fertilizare, care are un rol important în atingerea obiectivelor de producţie. Cercetări efectuate în condiţiile solului brun-roşcat din partea centrală aCâmpiei Române (Bîlteanu şi col., 1981) au arătat că rotaţia mazăre-grâu-porumb-porumb determină cele mai mari producţii atât la grâu, cât şi la porumb şi, atât în condiţii de agrofond nefertilizat, cât şi fertilizat (figura 7.1.). Este important de remarcat că s-au aplicat îngrăşăminte în cantităţimici, atât cu fosfor, cât şi cu azot. De asemenea, rezultatele prezentate, asigurate statistic, reprezintă media pe 22 de ani într-o zonă a ţării noastre cu un foarte bun potenţial agricol. Aceasta permite, în afară de a scoate în evidenţă importanţa rotaţiei propriu-zis pentru producţia agricolă, şi oimagine clară asupra potenţialului zonal.

Complementaritatea rotaţiei culturilor cu diferiţi alţi factori şi influenţaasupra producţiei plantelor cultivate a fost pusă în evidenţă prin cercetări aplicative la numeroase specii de cultură mare. La floarea soarelui (Helianthus annuus), plantă cultivată în România pe cca. 997 mii ha, în anul 2004, cu o

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Producţia (q/ha)

nefertilizat N48P32 nefertilizat N48P32

Grâu Porumb

Cultura şi tratamentul

Figura 7.1. - Producţia de grâu şi porumb în diferite rotaţii pe agrofond fertilizat şi nefertilizat, media pe 22 de ani (1958-1979) - Săftica, 1980

(după Bîlteanu şi col., 1981)

monoculturagrâu-porumbovăz-grâu-porumb-porumbmazăre-grâu-porumb-porumb

Page 192: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

192

producţie medie de aproximativ 1725 kg/ha (FAOSTAT, 2004), recolta este influenţată indirect de rotaţia culturilor. Sin şi col. (1987) au constatat căfloarea soarelui cultivată după ea însăşi sau după soia este puternic expusăatacului de putregai alb (Sclerotinia sclerotiorum), frecvenţa atacului acestei boli fiind foarte mare, iar virulenţa agentului patogen este mai ridicată pe soia decât pe floarea soarelui, ceea ce accentuează intensitatea atacului în cazul alternanţei celor două culturi (Tabelul 7.1.).

În asolamentul de 4 ani se asigură reducerea substanţială a frecvenţei atacului bolii şi creşterea producţiei. Producţia maximă şi atacul minim de putregai alb se înregistrează în asolamentul de 6 ani. De aceea, este considerată necesară cultivarea florii soarelui în cadrul unor rotaţii cu duratălungă şi evitarea alternanţei cu soia, aceasta fiind posibilă prin includerea celor două culturi în asolamente separate (Sin şi col., 1987).

Ionescu şi col., (1986) apreciază că alcătuirea unor rotaţii de 3 şi 4 ani, în special cu leguminoase a dus, după 24 ani de experimentări, la o evoluţie bună a fertilităţii solului, contribuind la obţinerea unor producţii mari şiconstante. Producţiile obţinute în monocultură au scăzut în general de la un ciclu de experimentare la altul, iar cele în rotaţia grâu-porumb, după operioadă lungă de folosire, s-au plafonat la un nivel apropiat celor din monocultură. Scăderea producţiei în monocultură şi în rotaţia grâu-porumb a fost determinată cu precădere de creşterea atacului de boli (fuzarioză) şi aîmburuienării. Prin rotaţii raţionale şi fertilizări corecte principalele însuşiri fizice, chimice şi biologice ale solului au fost evident îmbunătăţite, iar îmburuienarea, atacul de boli şi dăunători edafici au scăzut.

Tabelul 7.1.

Influenţa asolamentului la cultura florii soarelui (după Sin şi col., 1987, ICCPT-Fundulea)

DiferenţaRotaţia Producţia medie

pe 4 ani (q/ha) (q/ha) (%)

Frecvenţaatacului de

Sclerotinia, (%) Floarea-soarelui – asolament de 6 ani Floarea-soarelui – Grâu – Sfeclă– Porumb Floarea-soarelui – Soia – Grâu – Porumb Floarea-soarelui – Soia Floarea-soarelui – Floarea-soarelui

32,0

30,0

27,9 23,0

23,5

-

2,0

4,1 9,0

8,5

-

7

13 28

27

3,0

12,1

16,5 26,0

23,4

Page 193: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

193

Rezultate experimentale obţinute la cultura cartofului, pe un sol nisipo-lutos, în condiţiile aplicării unui sistem de lucrări de conservare a solului (lucrări minime ale solului şi acoperirea acestuia cu mulch obţinut din tocarea resturilor vegetale) arată că rotaţia de 2 ani a cartofului, faţă de cea de 3 ani, determină schimbări semnificative în ceea ce priveşte mărimea şi distribuţia tuberculilor de cartof, creşterea proporţiei de tuberculi sub-dimensionaţi şicreşterea severităţii atacului de Rhizoctonia la tuberculii recoltaţi. În general, lungimea rotaţiei a fost factorul dominant ce a influenţat producţia de cartof (Carter şi col., 2001).

7.5.6. Culturi speciale în cadrul rotaţiei Cultura îngrăşămintelor verzi este un mijloc ecologic de îngrăşare şi de

protecţie a solului, iar informaţiile despre rolul, importanţa, modul de gestiune a culturii, etc. sunt abundente în literatura de specialitate.

Îngrăşămintele verzi sunt culturi speciale, care se încorporează în sol la atingerea unui maximum de substanţă uscată acumulată în părţile vegetative, deseori în faza de înflorire, pentru a ameliora solul. În plus, aceste culturi au rolul de a proteja suprafaţa acestuia, care, în intervalele dintre două culturi, rămâne neacoperită de covorul vegetal al culturilor şi este expusă factorilor climatici, în special intemperiilor (ex. : ploi torenţiale cu viteze care depăşesc viteza de infiltraţie a solului şi care determină şiroirea) şi vîntului (eroziune eoliană, mai ales în cazul solurilor mai puţin structurate).

Cu condiţia ca ele să fie bine alese şi cultivate, îngrăşămintele verzi oferănumeroase avantaje care justifică foarte bine costul lucrărilor de pregătirea terenului şi semănat. Este posibil să se simplifice la maximum aceste lucrări folosindu-se semănatul direct.

Dacă perioada de timp dintre două culturi (intercultura) permite, precum în cazul cerealelor păioase, care se însămânţează după mazăre sau cartof timpuriu, se poate menţine fertilitatea solurilor sau chiar se poate ameliora cu îngrăşăminte verzi.

Este foarte utilă cultura îngrăşămintelor verzi, mai ales atunci cand la o cultură timpurie s-au obţinut producţii mai mici decât cele prevăzute, datorită anumitor circumstanţe şi cand apar riscuri ale levigării azotului.

In condiţiile în care se vor înfiinţa culturi pentru îngrăşăminte verzi, care vor parcurge perioada de iarnă, se vor alege soiuri de plante sensibile la ger ceea ce va ajuta la lucrările ulterioare de încorporare în sol. Ingrăşămintele verzi trebuie să aibă o creştere rapidă şi să poată fi semănate uşor, oricare ar fi condiţiile climatice.

Culturile de îngrăşămintele verzi prezintă numeroase avantaje :

Page 194: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

194

� contribuie la creşterea stabilităţii structurale a solului ; încorporarea materiei organice proaspete, bogată în glucide, permite favorizarea rapidă a proliferării microorganismelor din sol ceea ce determinăcreşterea rezistenţei agreatelor de sol ; acestea vor rezista mai bine la impactul intemperiilor sub formă de ploaie, mai ales ploile torenţiale ;

� fac să crească sau, cel puţin, stabilizează conţinutul în materie organică al solului : îngrăşămintele verzi contribuie în sol cu circa 15 % materie uscată stabilă (humus), adică la o producţie de 2,5 tone materie uscată/ha rezultă 375 kg humus/ha (Sanderson şi Ruelle, 1989).

� menţin umiditatea solului ;

� reduc fenomenele de şiroire sau scurgere la suprafaţa solului ;

� protejează solurile fragile sau sensibile la tasare împotriva eroziunii, a scurgerii la suprafaţă şi formarea crustei; pe durata perioadei de vegetaţie a plantelor cultivate ca îngrăşământ verde, covorul vegetal format de acestea protejează solul împotriva impactului direct al picăturilor de ploaie, iar rădăcinile contribuie la fixarea şi reţinerea agregatelor şi particulelor de sol ;

� limitează drenarea apei şi levigarea azotului spre pânzele acvifere subterane ; azotul neutilizat de către cultura precedentă este parţial recuperat şi restituit solului în momentul încorporării îngrăşămintelor verzi ; cantitatea de azot absorbită şi asimilată de către plantele cultivate ca îngrăşământ verde depinde de numeroşifactori, precum specia cultivată ca îngrăşământ verde, disponibilitatea solului în azot, fertilizarea cu azot eventual, stadiul îngrăşămintelor verzi. Se poate estima că aceste cantităţi de azot absorbite se situează între 30 şi 50 kg/ha ;

� pot întrerupe ciclul de viaţă al anumitor paraziţi, spre exemplu nematozii Heterodera, care atacă sfecla pentru zahăr, pot fi afectaţide cultivarea unor plante din familia cruciferelor : aceste plante excretă substanţe care atrag nematozii ; aceştia se fixează pe rădăcini dar sunt privaţi de hrană şi mor ; ciclul de dezvoltare al paraziţilor este întrerupt (Sanderson şi Ruelle, 1989).

În funcţie de perioadele în care aceste culturi pentru îngrăşăminte verzi se înfiinţează poate fi întâlnite următoarele situaţii :

a. îngrăşăminte verzi de vară, care ocupă terenul o perioadă scurtă detimp pe timpul verii. Aceste culturi apar ca o nişă în cadrul rotaţiei

Page 195: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

195

culturilor şi contribuie la ameliorarea condiţiilor de sol, mai ales în cazul celor sărace sau pentru a pregăti solurile pe care urmează să se instaleze culturi perene. Pentru a înfiinţa astfel de culturi se vor folosi leguminoase anuale, precum mazărea furajeră, măzărichea sau altele, capabile să producă o cantitate importantă de materie organică şi săfixeze azotul în acelaşi timp sau alte specii, precum iarba de Sudan, meiul, de asemenea, capabile să producă o cantitate importantă debiomasă, să împiedice dezvoltarea buruienilor şi să amelioreze proprietăţile solului.

b. îngrăşăminte verzi de iarnă sau culturi acoperiotoare, care sunt înfiinţate la sfârşitul verii sau în toamnă pentru a proteja solurile sensibile, mai ales în regiunile cu precipitaţii sub formă de ploaie pe timpul iernii. Adesea sunt alese pentru acest scop plante leguminoase dar şi graminee (trifoi, măzăriche, raigras sau grâu). Deseori aceste culturi servesc drept “capcană” pentru nutrienţii susceptibili de a fi levigaţi către pânzele acvifere subterane.

c. „mulch”viu, sau culturi ascunse sub o cultură anuală sau perenă.Aceste culturi au rolul de a suprima creşterea buruienilor, a reduce fenomenul de eroziunea solului şi de a ameliora infiltrarea apei în sol. Un exemplu de mulch viu îl poate reprezenta supraînsămînţarea cu măzăriche la ultima cultivaţie a unei culturi de porumb. În culturile perene se foloseşte cel mai adesea cultura unor astfel de specii în plantaţiile pomicole şi viticole sau în pepiniere.

Unele culturi furajere pot îndeplini rolul de culturi protectoare pe durata ocupării suprafeţei cultivate. Pentru a determina un maximum de beneficii pentru sol, culturile furajere nu trebuie cosite sau păşunate înainte de a acumula maximum de biomasă.

În continuare vor fi prezentate cîteva specii utilizate în producerea de îngrăşăminte verzi, culturi de protecţia solului sau culturi-capcană, multe dintre acestea fiind şi plate furajere foarte valoroase:

Familia Leguminosae Lucerna

Medicago sativa

Plantă furajeră, ce formează o bogată masă vegetativă la suprafaţasolului , dezvoltă o rădăcină pivotantă ce poate străbate solul până la circa 2m. Fixează azotul atmosferic prin intermediul bacteriilor din genul Rhizobium cu care trăieşte în simbioză.

Bobul

Vicia faba

Plantă furajeră ce realizează o importantă cantitate de biomasăterestră. Fixează azotul atmosferic prin simbioză cu bacterii fixatoare de azot.

Lupinul Plantă furajeră şi pentru îngrăşământ verde în cultură principală sau ca a doua cultură, semănată direct în mirişte, pe solurile cu textură

Page 196: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

196

Lupinus sp. uşoară, sărace în materie organică, având o slabă stabilitate structurală şi reacţie uşor acidă.

Trifoiul roşu

Trifolium pratense

Plantă furajeră dar şi amelioratoare a fertilităţii solurilor prin fixarea unor cantităţi însemnate de azot (circa 120-200 kg/ha/an); sistemul radicular contribuie la structurarea solului.

Trifoiul incarnat

Trifolium incarnatum

Plantă anuală sau perenă, care poate realiza circa 4,5-5,0 t/ha biomasă, în medie, inflorescenţele de culoare roşie-bordo înfrumuseţează solele cultivate şi pajiştile, contribuind la plus-valoarea peisajului; foarte bună amelioratoare pentru soluri.

Trifoiul mărunt

Medicago lupulina

Plantă ce poate produce o cantitate importantă de biomasă; ca îngrăşământ verde se încorporează în sol la îmbobocire; este preferabilă pentru culturi ascunse.

Măzărichea

Vicia sp.

Are forme de primăvară şi de toamnă; are creştere rapidă şi produce cantităţi mari de biomasă; este amelioratoare a fertilităţii solului ca urmare a fixării azotului, ca şi alte leguminoase.

Familia Crucifere

Muştarul

Sinapis alba

Plantă cu creştere rapidă şi cantităţi mari de masă verde; se încorporează în sol la îmbobocire; nu se va cultiva după alte specii din aceeaşi familie botanică.

Familia Hydrophyllaceae

Facelia

Phacelia tanacetifolia

Plantă bogată în proteine, produce o cantitate mare de biomasă într-un timp foarte scurt; este şi o foarte bună plantă meliferă; este adesea folosită ca îngrăşământ verde; se poate încorpora în sol sau se poate toca şi composta; florile au miros plăcut; contribuie la înfrumuseţarea peisajului.

Familia Polygonaceae

Hrişca

Fagopyrum esculentum

Pseudocereală, adesea recomandată ca îngrăşământ verde; acoperăterenul foarte repede şi înăbuşă creşterea buruienilor; amelioreazăsolurile şi subsolurile degradate.

Familia Gramineae

Secara

Secale cereale

Cereală păioasă care produce o foarte mare cantitate de biomasă.Excelentă recuperatoare a azotului în exces din soluri; ca îngrăşământ verde contribuie la creşterea materiei organice din sol şila amelioarrea structurii acestuia, previne eroziunea, iar prin creşterea rapidă contribuie la diminuarea buruienilor.

Raigrasul aristat

Lolium multiflorum

Se poate cultiva atât în cultură pură cât şi în amestec cu trifoiul roşusau cu trifoiul alb, cand rolul de plantă amelioratoare a solului se apmlifică. Are creştere rapidă şi produce o antitate mare de masăvegetativă.

Page 197: Agrigen Text

Protecţia Mediului prin Agricultură Durabilă Vasilica STAN

197

7.6. Concepte noi În cele ce urmează ne vom referi la un nou concept ce a intervenit mai

ales în agricultura franceză în anii 90 şi care s-a impus odată cu Politica Agricolă Comună a Uniunii Europene şi cu imperativele Agendei 2000, în special legate de protecţia mediului înconjurător. Acest concept, regăsit sub termenul de "jachère", defineşte ansamblul suprafeţelor de teren arabil lăsate în repaus pe parcursul unui an agricol, întreţinute sau lucrate superficial. Aceste suprafeţe se mai numesc şi “suprafeţe îngheţate”.

Pentru a defini în termeni româneşti această practică, putem reveni la primele paragrafe din acest capitol în care vorbim de agricultura cu “pârloagă”, care s-a practicat şi în România înainte de introducerea asolamentului.

Practicarea pârloagei s-a impus în unele ţări din UE pentru reducerea supraproducţiei cerealiere şi a celei de oleoproteaginoase şi, în consecinţă,pentru diminuarea riscurilor de poluare cu azot sub formă nitrică provenind din practicile agricole. Practica în sine constă în a nu cultiva în scop productiv un anumit procent din suprafaţa afectată anual cerealelor şioleoproteaginoaselor. Din punct de vedere economic, dat fiind căagricultorii europeni primesc ajutor financiar de la UE, pentru suprafeţele în pârloagă nu se primesc ajutoare financiare. Suprafeţele îngheţate pot fi totuşiindemnizate în cadrul unui program anual al PAC (pârloagă faunistică sau sprafaţă îngheţată verde, cînd această practică are rolul de a încuraja dezvoltarea biodiversităţii faunistice sau cînd are rolul de a contribui la menţinerea peisajului). In aceast caz este vorba despre suprafeţe în “pârloagă” cu ajutor financiar.

În anul 2005, conform AGPB (Association Générale des Producteurs de Blé et d’autres céréales=Asociaţia Generală a Producătorilor de Grîu şi alte cereale), în Franţa, ponderea suprafeţei obligatorii în pârloagă pentru recolta de cereale şi de oleoproteaginoase a fost fixată la 10 % în cadrul agendei 2000. În plus, agricultorul va putea continua să practice voluntar suprafeţe în pârloagă. Totuşi, aşa cum prevăd reglementările, totalul suprafeţelor pentru care agriucltorul poate primi şi ajutor financiar nu trebuie să depăşească 30 % din totalul suprafeţelor declarate a fi cultivate cu cereale şioleoproteaginoase în pârloagă. Suprafeţele lăsate voluntar în pârloagă nutrebuie să depăşească 20 % din totalul Suprafeţei Arabile Utile.