Kostarické ananasy a izotopy

Happy Planet Index vyhodnotil Kostariku jako zemi, která je nejvíce ohleduplná k životnímu prostředí (1. ze 140 zkoumaných zemí, ČR je 64.). Kostarika je navíc světovou jedničkou v produkci zdravých ananasů - bez reziduí umělých hnojiv. Na tom má lví podíl jaderná technologie. Domácí experti s pomocí MAAE (Mezinárodní agentury pro atomovou energii) a FAO (Světové organizace pro výživu a zemědělství OSN) použili jaderné metody v pomoci farmářům pěstovat ovoce a další plodiny efektivněji a s větší ohleduplností z životnímu prostředí. Testují totiž, jak mohou nové typy "zdravých" hnojiv redukovat pesticidy, umělá hnojiva a emise oxidu uhličitého.

“Většina pěstitelů používá více hnojiv a pesticidů, než je nutné. Velká část chemikálií pak skončí ve vodotečích a kontaminuje řeky a spodní vody, " říká Cristina Chinchilla, agronomka ve Výzkumném centru znečistění životního prostředí na University of Costa Rica (CICA). Vědci spolu s MAAE použili tzv. biochar, material bohatý na uhlík, vyrobený z přírodních zbytků. I v jiných částech světa se již ověřilo, že biochar zlepšuje úrodnost půdy a omezuje negativní vliv chemikálií. Další parametry hospodaření na ananasových plantážích pak sledovali pomocí izotopových technik.

Ananasy a biochar

Každých 18 měsíců Kostarika produkuje více než 10 milionů tun rostlinných zbytků jako vedlejší produkt po sklizni ananasů. CICA tým se rozhodl využít je k výrobě biocharu. Odstranit zbytky po sklizni je velmi důležité, jinak se totiž stávají živnou půdou pro množení mouchy bodalky stájové, hmyzu, který devastuje stáda skotu. Vloni odstartoval projekt sledování účinnosti biocharu jako hnojiva, který je založen na jaderných analytických technikách. Ananasové zbytky se drtí a pyrolyzují (zahřívají za vysokých teplot bez přístupu vzduchu), vlastně karbonizují, čímž vzniká produkt zvaný biochar. Farmáři jím hnojí pole. Poté aplikují pesticidy značené radioaktivním izotopem uhlíku (¹⁴C) na přesně vymezené části půdy, aby se dalo sledovat chování pesticidů. Stejnou technikou se také dá sledovat, jak biochar pomáhá půdě zachovat více uhlíku a omezit emise CO₂ . Podobně sledují účinnost různých hnojiv - značí je stabilním izotopem dusíku (¹⁵N) a pak sledují jejich cestu životním prostředím. Výsledky odpoví na otázku, zda a jak mohou rostoucí ananasy efektivněji využít přidané hnojivo, pokud se do půdy přidá biochar. Omezení používání umělých hnojiv navíc pro farmáře znamená úspory nákladů. “Hnojiva a pesticidy jsou drahé,” říká Donald González, pěstitel ananasů z Pitalu v severní Kostarice, který na svém poli testuje biochar. “Někdy jsem si musel vybrat: buď budou jíst rostliny, nebo moje rodina.”

Omezení chemikálií a emisí

Kostarika nastavila přísná pravidla pro vývozce ananasů a zakázala určité chemikálie - částečně kvůli rostoucímu environmentálnímu hnutí a částečně díky tlaku konkurence z jiných zemí. Možnost snížit množství hnojiv a pesticidů při zachování výnosů z polí a ekonomického profitu se jeví výhodnou pro všechny zúčastněné strany. Kostarika má též plán, stát se do roku 2021 první "uhlíkově neutrální" zemí světa. Všemožně se snaží omezit emise skleníkových plynů. S podporou MAAE a FAO probíhají pomocí izotopových technik měření emisí skleníkových plynů z půdy a jejich stopování jadernými metodami. Podle Mezivládního panelu pro klimatické změny (IPCC), zemědělství přispívá k emisím skleníkových plynů více než 24 % a podíl stoupá.

Radioizotopové stopování

Princip metody, tedy detekci chemických látek pomocí jejich radioaktivity, objevil maďarský chemik Hevesy v roce 1913. Podstatou je, že látka se chemicky chová úplně stejně, jako stejná látka s jiným izotopem téhož atomu. Izotopy se liší pouze počtem neutronů v jádře. Jejich chování ve sloučeninách, v půdě, v rostlinách, je rovněž identické. Pomocí radioaktivního zobrazování (gamagrafie, scintigrafie) se zobrazí rozdělení látky označené radioizotopem v těle rostliny, či v půdě, pomocí spektroskopie se velmi přesně (přesněji, než jinými metodami) určí obsah dané látky ve zkoumaném vzorku. Spektroskopie je velmi přesná i při použití stabilního neradioaktivního izotopu.

Zachytávání uhlíku v půdě

V Kostarice pomocí izotopových metod zjistili, že aplikace hnojiv na listy rostlin ananasu je mnohem účinnější než jejich aplikace do půdy. Rostliny získávají více hnojiva absorpcí listy než pomocí svých malých kořenů. A tato praxe zároveň snižuje emise skleníkových plynů. José Luis Hernández z ministerstva zemědělství a hospodářských zvířat v Kostarice řekl, že zemědělci změnili své zemědělské praktiky, protože se naučili novou taktiku. "Malí, střední i velcí producenti ananasů zjistili, že použití hnojiva přes listy znamená více práce, ale současně šetří peníze."

Půda je směs minerálů, organických látek, plynů a vody. Uhlík je klíčovou složkou půdy a jejího zdraví. Rostliny zachycují uhlík ve formě CO₂ ze vzduchu, přeměňují ho na organickou hmotu a tím jej přenášejí do půdy, což zvyšuje produktivitu půdy a odolnost vůči drsným klimatickým podmínkám. Myšlenka zachytávání a ukládání atmosférického oxidu uhličitého (CO₂), známá také jako "sekvestrace uhlíku", může vyvážit nárůst emisí skleníkových plynů. Analýza obsahu uhlíkových izotopů ¹⁴C umožňuje výzkumníkům zhodnotit kvalitu půdy a zdroje uhlíku, které se v půdě zachycují. Při měření sekvestrace uhlíku mohou zjistit, zda a jak biochar zvyšuje úrodnost půdy. Podobně, pomocí hnojiv ve vymezených pozemcích označených stabilním izotopem dusíku (¹⁵N) vědci mohou spektroskopií vzorků sledovat množství dusíku, které rostliny přijímají, nebo ztrácejí do atmosféry či do povrchové a podzemní vody a mohou určit, jak účinně plodiny s hnojivem hospodaří. To jim pomáhá optimalizovat používání hnojiv v zemědělských podnicích.

Zdroj: https://www.iaea.org/newscenter/news/costa-rica-paves-the-way-for-climate-smart-agriculture