Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság

Átírás

1 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Science and Technology Options Assessment Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság Összefoglalás HU Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya Parlamenti Kutatási Szolgálatok Főigazgatósága Európai Parlament Október 2013 PE

2

3 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság Összefoglalás IP/A/STOA/FWC/ /Lot7/C1/SC1 - SC Október PE

4 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) A STOA Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezése céljából Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság című projektjét a karlsruhei Technológiaértékelési és Rendszerelemző Intézet (ITAS) végezte el. PROJEKTVEZETŐ: PD Dr Rolf Meyer (ITAS, Karlsruhe, Németország) A LAKOSSÁGI ÖSSZEFOGLALÓ SZERZŐJE PD Dr Rolf Meyer (ITAS, Karlsruhe, Németország) A STOA KUTATÁSI TISZTVISELŐJE Lieve Van Woensel Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) Hatásvizsgálatok és az Európai Hozzáadott Érték Igazgatósága Kutatási Szolgálatok Főigazgatósága, Európai Parlament Rue Wiertz 60 - RMD 00J012 Brüsszel lieve.vanwoensel@ep.europa.eu NYELVI VÁLTOZAT Eredeti nyelv: EN A KIADÓRÓL A STOA-val a következő címen léphet kapcsolatba: STOA@ep.europa.eu A dokumentum a következő Internet címen érhető el: Kézirat lezárva: augusztus Brüsszel, Európai Unió, FELELŐSSÉG KIZÁRÁSA A dokumentumban megfogalmazott vélemények kizárólag a szerzők álláspontját tükrözik, amely nem feltétlenül azonos az Európai Parlament hivatalos álláspontjával. A dokumentum nem üzleti célú sokszorosítása és fordítása a forrás megadása és a kiadó előzetes értesítése mellett megengedett, és annak egy példányát a kiadónak meg kell küldeni. PE CAT BA HU-C ISBN DOI /42343

5 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság Ez a dokumentum a STOA Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezése céljából Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság című tanulmányának lakossági összefoglalóját tartalmazza. A tanulmány a hozzá tartozó mellékletekkel és a témához kapcsolódó lehetőségekről szóló rövid összefoglalóval együtt elérhető a STOA honlapján. A tanulmány kivonata A Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezése céljából című STOA-projekt keretében e jelentés azt elemzi, hogy mezőgazdaság-irányítási koncepciók, gyakorlatok és technológiák, köztük a növénynemesítés révén miként lehet fenntartható módon intenzívebbé tenni a növénytermesztést az élelmiszer-termelés fokozása és az élelmiszer-ellátás kiterjesztése érdekében. A fenntartható intenzifikálás célja, ugyanakkora területen több élelmiszert lehessen megtermelni, egyszersmind csökkentve a környezeti hatásokat, illetve szociális és gazdasági szempontból kedvező feltételeket teremtve. A tanulmány foglalkozik a fejlődő és az iparosodott országok (Európa) mezőgazdaságával, a kistermelői és a nagyüzemi gazdálkodással, az extenzív és az intenzív mezőgazdasági termelési rendszerekkel, valamint az alacsony szintű technológiát és a csúcstechnológiát alkalmazó termelési gyakorlatokkal. A tanulmány fő témái: A hozamhiány csökkentése fenntartható intenzifikálás és hatékonyabb növénytermesztés; A potenciális hozam növelése növénynemesítés; A terményveszteségek csökkentése a betakarítási és a betakarítást követő eljárások javítása. A tanulmány valamennyi témához kapcsolódóan cselekvési lehetőségeket vázol fel és vizsgál meg.

6 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA)

7 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság TARTALOMJEGYZÉK 1. A MEZŐGAZDASÁG ELŐTT ÁLLÓ KIHÍVÁSOK A NÖVÉNYTERMESZTÉS HATÉKONYABBÁ TÉTELE NÖVÉNYNEMESÍTÉS A TERMÉNYVESZTESÉG CSÖKKENTÉSE FENNTARTHATÓ INTENZIFIKÁLÁSRA IRÁNYULÓ SZAKPOLITIKÁK... 17

8

9 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság LAKOSSÁGI ÖSSZEFOGLALÓ Az egyre növekvő számú emberiség élelmezésbiztonságának elérése és tartós biztosítása komoly kihívást jelent. A 10 milliárd ember élelmezése című STOA-projekt keretében e tanulmány azt vizsgálja, hogy az alábbi megoldások miként járulhatnak hozzá a növénytermesztés fenntartható módon történő intenzívebbé tételéhez: > mezőgazdaság-irányítási koncepciók, gyakorlatok és technológiák, > növénynemesítési technológiák és megközelítések, valamint > az élelmiszer-veszteségek csökkentése. A fenntartható intenzifikálás azt jelenti, hogy ugyanakkora területen több élelmiszert lehet megtermelni, egyszersmind csökkentve a környezeti hatásokat, illetve szociális és gazdasági szempontból kedvező feltételeket teremtve. A tanulmány kiterjed a fejlődő és az iparosodott országok (Európa) mezőgazdaságára, a kistermelői és a nagyüzemi gazdálkodásra, az extenzív és az intenzív mezőgazdasági termelési rendszerekre, valamint az alacsony szintű technológiát és a csúcstechnológiát alkalmazó termelési gyakorlatokra. Az értékelés vizsgálja a növénytermesztési rendszerek és technológiák különféle gazdálkodási rendszerekben való alkalmazásának lehetőségeit. Ahogyan az az egész világban jellemző, az EU-n belül is sokféle gazdálkodási rendszer működik, a félig önellátó gazdálkodástól a specializálódott, intenzív, nagyobb léptékű növénytermesztésen keresztül a vállalatok nagyüzemi gazdálkodásáig. 1. A MEZŐGAZDASÁG ELŐTT ÁLLÓ KIHÍVÁSOK Az élelmiszernövények termelésének fokozását egy sor tényező korlátozza, ideértve a talajtermékenységet, a víz rendelkezésre állását, a talaj tápanyagtartalmának pótlását, valamint a károkozók, a betegségek és a gyomnövények hatásait. E korlátok földrajzi, szociális és gazdasági okok miatt különböző mértékben vannak jelen az iparosodott és a fejlődő országokban, valamint az egyes európai régiókban. A talaj a növénytermesztés alapvető fontosságú, nem megújuló forrása. Európában sokfelé van veszélyben a talaj termékenysége a szervesanyag-tartalom csökkenése, a (víz vagy szél általi) talajerózió, a talajtömörödés és az elsivatagosodás miatt. A növénytermesztés előfeltétele a víz. A vízhiány, vagyis a vízhez való hozzáférés nehézsége kritikus mértékben korlátozza a mezőgazdaságot a világ számos területén. A rossz vízgazdálkodás az öntözött földterületek leromlását is eredményezheti a szikesedés és a vízpangás kialakulása révén. Az elmúlt évtizedekben Európa számos országában tapasztaltak különböző mértékű, időtartamú és földrajzi kiterjedésű aszályokat. Az EU folyóinak vízgyűjtő területei közül sok küzd vízhiánnyal/a vízstressz problémájával. A növények számára a nitrogén, a foszfor és a kálium a legfontosabb tápanyagok, ezek meghatározóak a terméshozamok szempontjából. A mezőgazdaság termelékenységének növelése és a magasabb hozamok a beviteltől, többek között a műtrágyák bevitelétől függnek. A beviteli szükséglet jórészt attól függ, hogy milyen mezőgazdasági termelési rendszert alkalmaznak. A világ némely régiójában a tartalékokkal, a hozzáféréssel, a változó geopolitikai és/vagy gazdasági feltételekkel, valamint az energiaárakkal kapcsolatos fejlemények a jövőben átmeneti hiányokhoz és áremelkedésekhez vezethetnek az ásványi műtrágyák esetében. 1

10 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) A kártevők, a betegségek és a gyomnövények kompetíciója szintén jelentős mértékben csökkentheti a hozamokat. Ennélfogva a növények védelmét és ellenállóképességét célzó nemesítés kulcsfontosságú szerepet játszik a növénytermesztés termelékenységének megőrzésében. Az EU-ban a növényvédő szerek közül a gombaölő és gyomirtó szereket forgalmazzák a legnagyobb számban, a hatóanyagmennyiség alapján mérve. A terméshozamot számos fejlődő országban az energiabevitel korlátozza. Gyakran állati vagy emberi erőt alkalmaznak a földműveléshez. Ezzel szemben az iparosodott országok intenzív növénytermesztése jelentős mértékben függ az energiabeviteltől. Az üvegházhatásúgáz-kibocsátás csökkentése érdekében a mezőgazdaságnak a jövőben kisebb mértékben kell fosszilis üzemanyagokból származó nem megújuló energiaforrásokra támaszkodnia. Az agrárökológiai feltételektől, a gazdasági és szociális lehetőségektől, valamint a szaktudástól és készségektől függően e korlátozó tényezők különböző mértékű hozamhiányhoz vezetnek. A hozamhiány a potenciális hozam és a gazdálkodók által elért átlagos hozam közötti különbség, amely különféle megközelítések révén mérhető (1. ábra). A világ és az EU számos régiójában magas hozamhiány tapasztalható. A hozamhiány a növénytermesztés javításával csökkenthető. 1. ábra: A potenciális hozam és az átlagos gazdálkodói hozam háromféle mérésének elvi kerete Megjegyzés: A hozamhiány (YG) különböző mérése az ábra jobb oldalán van feltüntetve: YGM a modellekhez képest tapasztalható hozamhiány (a potenciális hozamot egy modell segítségével szimulálják); YGE a kísérletekhez képest tapasztalható hozamhiány (a potenciális hozamot terepkísérletek alapján becsülik meg); illetve YGF gazdálkodóhoz képest számított hozamhiány (a potenciális hozamot a legmagasabb gazdálkodói hozam alapján becsülik meg). Forrás: Lobell, D.B., Cassman, K.G., Field, C.B. (2009): Crop Yield Gaps: Their importance, magnitudes and causes. Annu. Rev. Environ. Resour. 34, (185. o.) 2

11 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság 2. A NÖVÉNYTERMESZTÉS HATÉKONYABBÁ TÉTELE A növénytermesztési rendszerek, technológiák és gyakorlatok széles spektruma lehet képes arra, hogy hozzájáruljon a fenntartható intenzifikáláshoz. A hatékonyabb növénytermesztés hozzájárulhat az alábbi három fő célkitűzés megvalósításához: > Nagyobb termelés > Jobb beviteli hatékonyság > Nagyobb helyszínspecifikus potenciális hozam A növénytermesztési rendszerek mezőgazdasági gyakorlatokkal kapcsolatos elvekre, valamint józan megfontoláson alapuló talaj- és ökoszisztéma-gazdálkodásra épülnek. A művelés valamennyi lépésére kiterjednek, a talaj előkészítésétől és a vetéstől a termény betakarításáig. A fenntartható intenzifikálás érdekében a különféle termesztési rendszerek kombinációja is lehetséges, és ezekkel eltérő mértékben élnek is a gyakorlatban. Precíziós mezőgazdaság A precíziós mezőgazdaság széles értelemben a mezőgazdasági termelési rendszerek megfelelő információkon alapuló irányítását jelenti. Szűkebb értelemben a növénytermesztés térben változó irányítását jelenti, az értékelés is erre az értelemre irányult. A végső cél az, hogy a megfelelő helyen a megfelelő időben a megfelelő művelési lépéseket hajtsák végre, figyelembe véve a talaj és a termény helyi sajátosságait. Az adatgyűjtés, a döntéshozatal és az irányítási intézkedések közötti időbeli kapcsolat függvényében a precíziós mezőgazdaság az alábbi módszereket alkalmazhatja: > szenzoros rendszerek, amelyeket online rendszereknek is neveznek, > térképalapú, vagyis offline rendszerek, > hibrid rendszerek, amelyek ötvözik a szenzoros és térképalapú rendszereket. Különféle új és fejlett technológiákat alkalmazhatnak, például műholdas helymeghatározó rendszereket, hozamtérképezést, távérzékelést, szenzoros adatgyűjtő technológiákat, geoinformációs rendszereket, változtatható beviteli arányú alkalmazási technikákat és a döntéshozatalt támogató rendszereket. A precíziós mezőgazdaság alkalmazásai a mezőgazdasági termelési folyamat valamennyi munkafázisában megtalálhatók, például a tápanyagbevitel, a trágyázás, a gyomirtás, a betegségkezelés vagy a vízgazdálkodás terén. A precíziós mezőgazdaság sokrétű megközelítései különböző fejlettségi szinten vannak, a kutatási és demonstrációs szakasztól egészen a kereskedelmi forgalmazásig. A precíziós mezőgazdaság technikáit főként Európa magas termelékenységű területein (Dánia, Franciaország, Németország, Egyesült Királyság), valamint az Egyesült Államokban és Ausztráliában alkalmazzák Az egész EU-ra kiterjedően nem áll rendelkezésre adat a precíziós mezőgazdaság keretében művelt földterület nagyságáról. Talajvédő mezőgazdaság A talajvédő mezőgazdaság célja a talajromlás megelőzése, valamint a talaj termékenységének megőrzése és/vagy fokozása, a talajon és a talajban végbemenő természetes biológiai folyamatok serkentése révén. A talajvédő mezőgazdaság három alapelve a mechanikus talajbolygatás tartós elkerülése vagy minimálisra szorítása, az állandó szerves talajborítás és a változatos vetésforgók. Rendelkezésre állnak olyan eszközök, mint például a közvetlen vetés. A talajvédő mezőgazdaság azonban nem korlátozható pusztán egy standard megközelítésre. Megfelelően figyelembe kell venni a lehetséges technológiai alkotóelemek és a gazdálkodás 3

12 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) helyszínspecifikus feltételei közötti kölcsönhatásokat. A talajvédő mezőgazdaság megköveteli a gyomnövények elleni védekezés módszereinek megváltoztatását. A szántással történő gyomirtás helyett gyomirtó szereket és/vagy talajfedést kell alkalmazni. A világon mintegy 125 millió hektáron (kb. a szántóföldek 9%-án) a folytatnak talajvédő mezőgazdasági tevékenységet, főként Dél- és Észak-Amerikában és Ausztráliában. Európában nem elterjedt a talajvédő mezőgazdaság. Különböző becslések szerint a 2010-ben 27 EU-tagállamban 1,35 3,5 millió hektáron, a szántófölden 1,3 3,4%-án kerülték a szántással történő gyomirtást. Az intenzifikált rizstermesztési rendszer Az intenzifikált rizstermesztési rendszer civil társadalmi innovációként indult. Alapvetően a rizsnövények, a talaj, a víz és a tápanyagok kezelésének olyan módosított gyakorlatáról van szó, amely elősegíti a rizs növekedését. A megközelítést időközben más terményekre is alkalmazták, például a cukornádra és a gabonafélékre. Európában nem alkalmaznak intenzifikált rizstermesztési rendszert. Ökológiai termelés Az ökológiai termelés az ökológiai folyamatokra, a biodiverzitásra és a helyi viszonyokhoz igazított ciklusokra támaszkodik. Fő céljai közé tartozik a tápanyag-felhasználás és -újrafelhasználás hatékonyabbá tétele a tápanyag-újrafelhasználás körének optimalizálása révén, valamint az agrárökológiai mechanizmusok kiaknázása. Tartózkodnak különösen a könnyen oldódó ásványi műtrágyáktól, a szintetikus peszticidektől és teljesítményjavítóktól. Az ökológiai termelésre nemzetközi elvek és normák vonatkoznak, és jogilag szabályozott élelmiszer-termelési módszer. Az ökológiai termelés által a hozamokra gyakorolt hatás igen eltérő a fejlett és a fejlődő országokban. A fejlődő országokban az ökológiai termelésben és a jellemző helyi módszerekkel elért tényleges hozamok összehasonlítása azt mutatja, hogy az ökológiai termelésben magasabbak a hozamok. A fejlett országokban a jelentések szerint átlagosan 20%-kal alacsonyabbak az ökológiai termelés hozamai. Az ökológiai termelés és a hagyományos mezőgazdaság közötti hozamkülönbség azonban nagy mértékben függ a helyi körülményektől ben világszerte mintegy 37 millió hektáron zajlott ökológiai termelés (ideértve azokat a területeket is, ahol éppen folyamatban volt az átállás). A kilencvenes éves eleje óta Európában gyorsan és folyamatosan fejlődik az ökológiai termelés ben a 27 EU-tagállamban több mint 9,5 millió hektáron (a mezőgazdasági terület 5,4%-án) folytattak ilyen mezőgazdasági tevékenységet. Agrárerdészet Az agárerdészeti rendszerekben tetszés szerint kombinálják az egynyári növényeket és a fákat. Az agrárerdészet nem rögzített telepítési sémákon, hanem egy sor elgondoláson és tervezési elven alapszik. A cél az ökológiai niche-ek hatékony kiaknázása, minimalizálva a fajokon belüli és a fajok közötti kompetíciót, valamint a szigorú tápanyag-körforgás kialakítása és fenntartása, ideértve a pillangós fák általi nitrogénmegkötést. Az agrárerdészeti rendszerek egyik fontos eredménye a mezőgazdasági termelés diverzifikációja. A világban számtalan agrárerdészeti rendszert alakítottak ki. Becslések szerint körülbelül millió hektárt, vagyis a szántóföldek 20%-át érinti az agrárerdészet. Európában erdőművelési rendszerek, illetve egynyári növények és cserjék/fák kombinációi képviselik ezt a hajdan elterjedt, mára hanyatlóban lévő hagyományos módszert. Ezek részben már kihaltak vagy kihalófélben vannak. Az EU-re vonatkozóan csak részleges adatok állnak rendelkezésre az agárerdészet kiterjedését illetően. Az erdőművelési agrárerdészet továbbra is jelentős a Földközi-tenger medencéjének több régiójában. 4

13 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság Az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerek Ezek olyan gazdálkodási rendszerek, amelyekben az állattenyésztést és a növénytermesztést összehangolt keretben végzik. Számos vegyes rendszerre jellemző, hogy az egyik ág hulladékait a másik ágban erőforrásként használják fel: az állattenyésztésből származó trágyát a növénytermesztés hatékonyságának fokozására használják fel, a takarmánycélú növényekkel, a növényi maradványokkal és melléktermékekkel pedig etetik az állatokat. Az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerek évszázadok óta a mezőgazdaság alapját képezik. Világszerte a mezőgazdasági művelés alá vont területek felén ilyen integrált rendszert működtetnek. A növénytermesztés és az állattenyésztés kombinálása rengeteg ember élelmezését biztosítja, és hozzájárul ahhoz, hogy a gazdálkodók jövedelemre tegyenek szert különféle agrárökológiai tevékenységeikből. Az EU-ban az elmúlt évtizedekben visszaszorultak az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerek, mivel a gazdaságok szintjén, illetve regionális és nemzetközi szinten is a specializálódott gazdálkodás trendje dominált. Az EU 28 tagállamában körülbelül 20 millió hektáron működnek integrált gazdaságok, ami a teljes mezőgazdasági terület 12%-a. A növénytermesztési rendszerek hatásai és jelentősége Az értékelt növénytermesztési rendszerek más-más módon valósítják meg a fenntartható intenzifikálás célkitűzését (1. táblázat). Az adott földterületen belüli helyszínspecifikus irányítási módszert jelentő precíziós mezőgazdaság legnagyobb előnye a bevitt erőforrások hatékonyabb felhasználása. Ennélfogva a precíziós mezőgazdaság önmagában nem kérdőjelezi meg a magas beviteli arányú mezőgazdaságot és a specializálódott növénytermesztést, hanem hatékonyabbá és környezetbarátabbá teszi e módszereket. Ezzel szemben a többi vizsgált rendszer elsődleges célkitűzése a növénytermesztés (és a helyszínspecifikus potenciális hozam) agrárökológiai feltételeinek fenntartása és javítása, középpontba állítva a talaj termékenységének fenntartását és fokozását. Ezek megkövetelik a növénytermesztési rendszerek mélyrehatóbb módosítását, például a változatos vetésforgókat, növénytársításokat, zöldtrágyázást és állandó szerves talajborítást, illetve a növénytermesztés és az állattenyésztés integrálását. Ezekben az esetekben a bevitt erőforrások hatékonyabb felhasználása a fő célkitűzés következménye. 5

14 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) 1. táblázat: A különböző növénytermesztési rendszerek hozzájárulása a hatékonyabb növénytermesztés fő célkitűzéseinek megvalósításához Növénytermesztési rendszer Magasabb hozamok Jobb beviteli hatékonyság Nagyobb helyszínspecifik us potenciális hozam Precíziós mezőgazdaság (+) + (+) Talajvédő mezőgazdaság Az intenzifikált rizstermesztési rendszer + + (+) Ökológiai termelés + / Agrárerdészet (+) + + Az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerek (+) + + Jelmagyarázat: + nagyon jelentős; (+) korlátozott mértékben jelentős; - nem jelentős Forrás: Az ETAG értékelése A precíziós mezőgazdasági megközelítések a legtöbb esetben a hozamnövelésre korlátozódnak. A tapasztalatok szerint a talajvédő mezőgazdaságban és a fejlődő országok intenzifikált rizstermesztési rendszereiben jelentős hozamnövelési potenciál rejlik. Vegyes képet mutat ebből a szempontból az ökológiai termelés, mivel a fejlődő országok alacsony beviteli szintű rendszereiben jelentősen növeli a hozamot, míg az iparosodott országokban hozamcsökkenéssel jár. A vegyes agrárerdészeti rendszerekben és az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerekben szintén megvan a lehetőség a termelékenység fokozására. A növénytermesztési rendszerek nem azonos mértékben alkalmazhatók az egyes gazdálkodási rendszerekben. Ez globálisan és az EU szintjén egyaránt igaz (2. táblázat). Általánosságban elmondható, hogy az egyes növénytermesztési rendszerek átfogó elveit a gazdaságok helyi agrárökológiai és szociális-gazdasági viszonyaihoz kell igazítani. Az extenzív, kistermelői, félig önellátó gazdálkodás Európában részben agrárerdészeti rendszereket használ, és gyakran integrált állattenyésztő és növénytermesztő gazdaságokban zajlik. A talajvédő mezőgazdaságot vagy az ökológiai termelést az erőforrások hiánya nehezíti. A precíziós gazdálkodás nem jellemző. A kedvezőtlen helyzetű térségekben folytatott extenzív gazdálkodás keretében a viszonylag alacsony átállási költségek miatt könnyen lehet talajvédő mezőgazdaságot és ökológiai termelést folytatni. A hagyományos agrárerdészeti rendszer számos kedvezőtlen helyzetű térségben fenn tudott maradni, tehát valószínűleg könnyen feléleszthető. A legeltetésen alapuló jelentős extenzív állattenyésztési rendszerek mellett az integrált növénytermesztési és állattenyésztési tevékenység is számottevő. A csúcstechnológiát alkalmazó precíziós mezőgazdaság bevezetésének esélye rendkívül csekély. 6

15 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság 2. táblázat: A növénytermesztési rendszerek jelenlegi jelentősége az EU különféle gazdálkodási rendszereiben Növénytermesztési rendszer Extenzív, kistermelői, félig önellátó gazdálkodás Extenzív gazdálkodá s kedvezőtle n helyzetű térségekbe n Közepes intenzitású vegyes gazdálkodá si rendszerek Intenzív, nagyobb léptékű növényterm esztés Vállalatok nagyüzemi gazdálkodá sa Precíziós mezőgazdaság - (+) (+) + + Talajvédő mezőgazdaság (+) + (+) + + Ökológiai termelés (+) + + (+) (+) Agrárerdészet + + (+) - - Az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerek + (+) + - (+) Jelmagyarázat: + nagyon jelentős; (+) korlátozott mértékben jelentős; - nem jelentős Forrás: Az ETAG értékelése A vegyes gazdálkodási rendszerek definíció szerint integrált növénytermesztési és állattenyésztési gazdaságokat jelentenek. A vegyes gazdálkodás sok ökológiai termelést végző gazdaság kulcseleme, az átállás tehát sok esetben igen könnyű lenne. A talajvédő mezőgazdaság és az agrárerdészet integrálható a vegyes gazdálkodásba, ezt csak a gazdaság működtetésének már meglévő összetettsége korlátozza. A precíziós gazdálkodás a magas beruházási költségek és a tudáskövetelmény miatt nem alkalmazható. Az intenzív, nagyobb léptékű növénytermesztés keretében könnyen folytatható precíziós mezőgazdaság a bevitt erőforrások hatékonyabb felhasználása és a termelési költségek csökkentése érdekében. Ebben a gazdálkodási rendszerben fontos a talaj termékenységének fenntartása és fokozása, aminek tükrében megfelelő megközelítés a talajvédő mezőgazdaság. Az ökológiai termelés versenyképessége viszonylag alacsony, és csak abban az esetben várható magas áttérési arány, ha új, vonzó megtérülési arányt biztosító forgalmazási csatornákat sikerül megnyitni. Az erdőművelési agrárerdészet helyébe a fokozottan gépesített művelés és a kedvezőtlen gazdasági körülmények miatt az intenzív növénytermesztés lépett. A modern agrárerdészeti rendszerek bevezetésének viszonylag jelentős akadályai vannak. Az elmúlt évtizedekben a nagyobb növénytermesztő gazdaságok felhagytak az állattenyésztéssel. A növénytermesztés és az állattenyésztés újraintegrálásának esélyét korlátozza, hogy a növénytermesztésre szakosodott gazdaságok nem rendelkeznek megfelelő infrastruktúrával és szaktudással az állattenyésztéshez, valamint hogy az átállás jelentős tőkét igényelne. Vállalatok nagyüzemi gazdálkodása esetén a jelentős költségmegtakarítás lehetősége a precíziós mezőgazdaság bevezetése mellett szól. A végrehajtást akadályozhatja az irányítási ismeretek hiánya. A talaj termékenységének fenntartása és fokozása érdekében indokolt a talajvédő mezőgazdaságra való áttérés. Ezt a gondolkodásmód és a változatos vetésforgók alacsonyabb megtérülési aránya akadályozhatja. A nagyméretű vállalati gazdaságok sikeresen álltak át ökológiai termelésre. Az 7

16 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) átálláshoz a gazdálkodás és a piaci értékesítés jelentős átszervezésére van szükség. Az agrárerdészet nem egyeztethető össze a gépesítéssel és a specializálódással. A vállalati gazdaságok részben integrált növénytermesztést és állattenyésztést folytatnak. A növénytermesztésre szakosodott vállalati gazdaságok tevékenységének állattenyésztéssel való kiegészítését a magas tőkeigény és az állattenyésztés irányításával kapcsolatos szaktudás hiánya akadályozza. A fenntartható intenzifikálás keretén belüli legfontosabb átfogó trendek: > A növénytermesztés differenciáltságának fokozása > Az irányítási elvek összetettségének fokozása > Tudásintenzívebb mezőgazdaság > Átállás a rendszerszintű megközelítésre > Az agrárökológiai megközelítés középpontba helyezése > Az alulról és a felülről építkező megközelítések kombinálása 3. NÖVÉNYNEMESÍTÉS A múltban a növénynemesítés jelentős mértékben hozzájárult a jobb élelmiszer-ellátáshoz azzal, hogy növelte a növények potenciális terméshozamát. Mára jelentős tudás áll rendelkezésünkre az agronómiai szempontból fontos haszonnövények különböző jellemzőinek genetikai hátterét illetően. Ennek megfelelően jelentős változásra került sor a nemesítési technológiák és megközelítések terén. A modern nemesítési technológiák összességükben új lehetőségeket teremtenek a genetikai variációk létrehozására és a szelekció javítására, ám továbbra is fontosak maradnak a hagyományos nemesítési technológiák is. A növénynemesítés rengeteg jól elkülönített nemesítési célt követhet. Ezeket három, a növénytermesztés hatékonyabbá tételére irányuló fő célkitűzésben lehet összefoglalni: > A potenciális hozam növelése > A hozam garantálása > A termék minősége Minden növénynemesítési megközelítés három alapvető lépést követ. Ezek a következők: > Egy új genetikai variáció létrehozása > Az új variációk létrehozására alkalmas genotípusok kiválasztása > A variáció tesztelése, fenntartása és szaporítása Az egyes nemesítési technológiák és megközelítések különböző módon kezelik e lépéseket (3. táblázat), és mindegyik más-más kutatási és/vagy gyakorlati alkalmazási fázisban van (4. táblázat). Hagyományos növénynemesítés A hagyományos növénynemesítés módszertana az adott növényfajtól és annak szaporodási módjától függ. A szaporodás módja határozza meg a nemesítési stratégiát és az abból eredő fő variációtípusokat: > önbeporzó fajok tiszta vonalú fajtái, > nyílt beporzású fajok populációs fajtái, > a vegetatív szaporodású fajok klonális fajtái, valamint > hibrid fajták. 8

17 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság 3. táblázat: Növénynemesítési technológiák és jelentőségük a három fő nemesítési lépésben Nemesítési technológia Genetikai variáció létrehozása Kedvező genotípusok kiválasztása Tesztelés, fenntartás és szaporítás Hagyományos nemesítés - Leszármazási vonalak variációinak nemesítése Nyílt beporzású fajták nemesítése Klonális fajták nemesítése Hibridnemesítés Mutációs nemesítés - Fizikai mutagének használata Kémiai mutagének használata Szövettenyészetes módszerek - Embriómentéses módszer Protoplaszt fúzió Kettős haploidok Mikroszaporítás (+) - + Markeralapú nemesítés - Molekuláris markerek a WTL-ek térképezése Markerek és fejlett reprodukciós technológiák révén történő kiválasztáson alapuló nemesítés - + (+) Genetikai módosítással történő nemesítés - Transzgénikus megközelítés Ciszgénikus megközelítés Újszerű génmódosítási technikák Ökológiai nemesítés A termelők bevonásával végzett növénynemesítés Jelmagyarázat: + nagyon jelentős; (+) korlátozott mértékben jelentős; - nem jelentős Megjegyzés: a A molekuláris markereket a fajták genetikai tisztaságának tesztelésére is használják Forrás: Az ETAG értékelése 9

18 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) Ezek dominálnak a világ mezőgazdasági művelés alá vont területein. A genetikai variáció a keresztezés révén elérhető jellemzőkre korlátozódik. A múltban a két ígéretes szülő növény keresztezése útján létrehozott növényeket csak a fenotípus alapján szűrték a kísérleti területeken. A hibridváltozatok két genetikailag eltérő, beltenyésztett vonalból származó szülő keresztezésének első utódgenerációját alkotják. A szülőgenerációhoz képest egyértelműen jobb teljesítményt nyújtanak, amit heterózis hatásnak neveznek. A heterózis hatás a következő generációban már nincs meg, ami miatt a gazdálkodók a hibridváltozatokból nem képesek megtermelni a később szükséges vetőmagot. A hibridnemesítés révén jelentős hozamnövekedés volt elérhető. A hibridnemesítési technológia nem alkalmazható könnyen valamennyi haszonnövényre, mivel eredetileg nyílt beporzású fajokra fejlesztették ki. A helyi vagy hagyományos fajtáknak is nevezett honos fajták olyan növénypopulációk, amelyeket a gazdálkodók alakítottak ki és tartanak fenn. Rendkívül egyenetlen teljesítményt nyújtanak és alacsony termést hoznak a magas beviteli arányú termelés keretében termesztett modern fajtákhoz képest. A honos fajták azonban jól alkalmazkodtak a helyi környezethez, és gyakran a fejlődő országok az alacsony beviteli arányú gazdálkodásához is, és ezért magas hozamstabilitást mutatnak. Fontos nemesítési alapanyagot jelentenek a professzionális nemesítési programok számára. Mutációs nemesítés A mutációs nemesítés célja az új genetikai variációk létrehozása. A növényeket kémiai vagy fizikai úton mutagénekkel kezelik, amelyek véletlenszerű mutációkat indítanak el a genomban és így olyan új genetikai variációkat hoznak létre, amelyek érdeklődésre tarthatnak számot. Több mint 2300 bejegyzett növényfajtát hoztak létre többfajta jelentős haszonnövény többek között gabonafélék, gyümölcsfélék, dísznövények vagy gyökerek és gumók mutációs nemesítésével. Kiváltképp az afrikai és egyes ázsiai kevesebb tőkével és technológiai lehetőséggel bíró országok körében elterjedt ez az eljárás, mivel jól megalapozott és viszonylag olcsó. A mutációs nemesítés jelenleg is fontos szerepet tölt be a növényminőség javításában. Nagyon ígéretes új technológia a mutagenezisből származó mutációkra irányuló nagy átbocsátó képességű szűrés. Szövettenyészeten alapuló módszerek A szövettenyészetes technológiák (embriómentéses eljárás vagy protoplaszt fúzió) lehetővé teszik a természetes úton nem kombinálható növények keresztezését. Így szélesebbé válik a felhasználható genetikai variációk köre. A növényeket (és következésképp genomjaikat) sejtszinten kombinálják, majd ezt követően mesterséges úton szaporodóképes növénnyé növesztik olyan speciális táptalajon, amely különféle növekedést serkentő növényi hormonokat tartalmaz. Számos múltbéli eredmény köszönhető e technikának. A sikeres alkalmazás legfrissebb példái az új, javított minőségű nyugat-afrikai és ázsiai rizsfajták. A mikroszaporításhoz hasonló szövettenyészeten alapuló technológiák jelentős szerepet játszanak a klonális termények, például a burgonya fenntartásában és szaporításában. A fajta kis növényi anyagrészeit speciális táptalajon tenyésztik, ezáltal számos egymással teljesen megegyező klónegyedeket előállítva. Ennek legfőbb előnye, hogy betegségektől mentes ültetési anyag hozható létre. Genetikai módosítással történő nemesítés A géntechnológia révén lehetővé vált gének áthelyezése bármilyen genomból. A 90-es évek óta rendelkezésünkre állnak a genetikai módosítással létrehozott fajták, az úgynevezett géntechnológiával módosított növények. Világviszonylatban a géntechnológiával módosított növények termesztésére használt terület folyamatosan növekszik, és 2012-ben elérte a mintegy 170 millió hektárt. Ezeket főképp Észak- és Dél-Amerikában, Kínában és Indiában alkalmazzák. A géntechnológiával módosított növények 10

19 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság termesztésére használt területeken két jellemzőre (gyomirtó szernek való ellenállás, rovarokkal szembeni ellenálló képesség) fordítanak kiemelt figyelmet, és jellemzően négy mezőgazdasági haszonnövény termesztése folyik. A géntechnológia csak egy a sok módszer közül, amelyek segítségével új kiindulási fajták alakíthatóak ki. A nemesítés folytatásához elengedhetetlenek a hagyományos nemesítési módszerek. Az utóbbi években számos új géntechnológia jelent meg. A ciszgenikus és intragenikus növények nemesítése ezekhez a kidolgozás alatt álló új megközelítésekhez tartozik. Mindkét módszer azon az elven alapul, hogy a szóban forgó gén ugyanabból a növényfajtából, vagy közeli rokonfajtából származik. Ez azt is jelenti, hogy elvileg a génátvitelt klasszikus nemesítési módszerekkel is meg lehetne valósítani, de az túl sok időbe kerülne. Ezenkívül egyéb, új nemesítési technológiák állnak a gyakorlati megvalósítás előtt, amelyek a közeljövőben jelentős szerepet játszhatnak a növénynemesítésben. Az új növénynemesítési technológiák gyakran nagyon közel állnak ahhoz, hogy megsértsék a transzgénikus és GM-növényekre vonatkozó szabályozást. Markeralapú nemesítés Bármely nemesítési eljárás második főbb lépése, hogy beazonosítják és kiválasztják az adott kiindulási fajta legjobb egyedeit. A markeralapú nemesítés új lehetőségeket nyit arra, hogy a fenotípusos szűrésről egyre inkább áttérjünk a genotípus alapú módszerekre, többek között a markeralapú kiválasztásra (MAS) és a markerek és fejlett reprodukciós technológiák révén történő kiválasztásra (SMART). Ezek alapmegközelítése, hogy elemzik a növények DNS-összetételét és beazonosítják a bizonyos jellemzők tekintetében legjobb genetikai jellegzetességekkel bíró egyedeket. Jelenleg a markeralapú kiválasztást (MAS) a főbb nemesítő társaságok széles körben alkalmazzák többféle haszonnövény esetében. A markeralapú kiválasztást főleg a biotikus rezisztenciát, a géncsoportok osztályozását, a vetőmagtermelés minőségbiztosítását vagy az abiotikus stressz-rezisztenciát is magában foglaló nemesítési célokra használják. A génalapú kiválasztási módszerek egyre jelentősebbek lesznek a génszekvenálással és -azonosítással foglalkozó ágazat gyors fejlődésének következtében. Habár vannak olyanok, akik már alkalmazzák a markerek és fejlett reprodukciós technológiák révén történő kiválasztáson alapuló nemesítést, de az egyelőre kidolgozási szakaszban tart, amelyre jelentős kutatási erőforrást fordítanak. A génalapú kiválasztási módszerek feltehetően pontosabb és hatékonyabb kiválasztást tesznek lehetővé a nemesítési programokban és fokozzák a nemesítés pontosságát és sikerességét, különösen a továbbfejlesztett modern fenotípusos eljárásokkal kombinálva. Genomszekvenálás Az újszerű növény-biotechnológiai és génmódosítási megközelítések terén tett jelentős lépésekre nem kerülhetett volna sor a támogatást nyújtó technológia és kutatási területek fejlődése nélkül. A genomszekvenálás az egyik legjelentősebb és legígéretesebb ilyen terület, amely manapság már lehetővé teszi teljes növényi genomok viszonylag alacsony költséggel történő szekvenálását. A DNS-szekvenálás a bioinformatikai ágazattal összekapcsolódva és a jelentősen továbbfejlesztett fenotipizálással együttműködve lehetővé teszi a génfunkciók felderítését, ezáltal nagyon ígéretes és kiemelkedő terület a növénynemesítés közeljövője szempontjából. Ökológiai növénynemesítés és termelők bevonásával végzett növénynemesítés A biogazdálkodás céljából végzett növénynemesítés (ökológiai növénynemesítés) és a termelők bevonásával végzett növénynemesítés nem önálló technológia. Olyan nemesítési alapelveket és/vagy nemesítésszervezési módokat képviselnek, amelyek különféle speciális módszereket és eljárásokat foglalhatnak magukban. Céljuk, hogy növeljék az alacsony külső erőforrás-igényű mezőgazdaságok 11

20 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) potenciális terméshozamát, illetve, hogy olyan fajtákat biztosítsanak, amelyek alkalmazkodtak a meghatározott helyi termesztési feltételekhez. Az ökológiai növénynemesítés összhangban áll a biogazdálkodás általános alapelveivel. A legújabb nemesítési technológiák némelyikét például a génmódosítást vagy protoplaszt fúziót szigorúan tilos ökológiai vetőmag előállítására használni. Egyéb modern biotechnológiák esetében nem dönthető el biztosan, hogy valóban megfelelnek-e a biogazdálkodás elképzeléseinek és alapelveinek. A biogazdálkodóknak korábban főleg a hagyományos nemesítésre és a klasszikus nemesítésű fajtákra kellett támaszkodniuk, azonban az ökológiai vetőmagok piacán egyre nagyobb a kínálat a biotermékek iránti kereslet folyamatos növekedése miatt. Az ökológiai vetőmag különösen a marginális régiók számára jelent előnyt a hagyományos vetőmaggal szemben, mivel jól alkalmazkodik az alacsony erőforrás-igényű gazdálkodási rendszerekhez. A termelők bevonásával végzett növénynemesítésen alapuló megközelítés a 80-as években jelent meg és nemesítési programokban részt vevő növénynemesítők és gazdálkodók közötti együttműködést jellemzi. E kooperáció célja, hogy a gazdálkodók és a nemesítési szakemberek számára egyaránt kedvező hatást érjen el. A gazdálkodók ismerik termelési rendszereiket és a területükön termesztett növényekre vonatkozó speciális követelményeket. A növénynemesítők pedig rendelkeznek a nemesítéshez szükséges technológiai és tudományos szakismeretekkel. A magas erőforrás-igényű mezőgazdasági rendszerekkel rendelkező magasan fejlett országokban a termelők bevonásával végzett növénynemesítés nem érinti a növényminőség javítását. A termelők bevonásával végzett növénynemesítés révén történő fajtaalkotás terén jelentős sikereket értek el a marginális termesztési régiókkal rendelkező fejlődő országokban. A termelők bevonásával végzett növénynemesítési programokat számos nemzetközi közintézmény jelentősen támogatja és finanszírozza. A vetőmagokra vonatkozó jelenlegi szabályozás amely kizárólag homogén vetőmagokat felvételét engedélyezi a fajtajegyzékekbe akadályt jelent a helyi igényekhez alkalmazkodott heterogén vetőmagok számára. Az erre irányuló megoldási javaslat szerint az ökológiai fajták, honos fajták és hagyományos vetőmagok számára külön kategóriát kellene létrehozni a vetőmagok nyilvántartásba vételére vonatkozó szabályozáson belül. Vetőmagipar és szellemi tulajdonjogok A növényminőség nemesítéssel történő javításával a köz- és magánszektorban egyaránt foglalkoznak, továbbá a vetőmagpiac kereskedelmi célú és nem kereskedelmi célú piacokra oszlik. A modern biotechnológia és a géntechnológia fejlődésével párhuzamosan a nemzetközi kereskedelmi célú vetőmagpiac koncentrációs folyamaton megy keresztül, amelynek során egyre nagyobb piaci részesedés jut néhány jelentős nemzetközi vállalat kezébe. A haszonnövények genetikai módosításának megjelenése óta a növénynemesítő társaságok egyre fokozottabban próbálják megvédeni találmányaikat és nyújtanak be szabadalmi igényt növényi anyagra és termesztési technológiákra, ami a gazdálkodók, a társaságok és a lakosság közötti nézeteltérésekhez vezet. Ebben az összefüggésben felmerülő egyik legsúlyosabb probléma, hogy a szabadalmaztatott fajtákat nem használhatják fel más nemesítők új fajták létrehozásához. 12

21 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság 4. táblázat: Növénynemesítési technológiák és jelentőségük a kutatás és a gyakorlati alkalmazás jelenlegi helyzetében Korai Közös Nemesítési technológia Alapkutatás Alkalmazott kutatás alkalmazók a gyakorlati megközelítés a gyakorlati nemesítésben nemesítésben Hagyományos nemesítés - Leszármazási vonalból származó fajták nemesítése Nyílt beporzású fajták nemesítése Klonális fajták nemesítése Hibridnemesítés Mutációs nemesítés - Fizikai mutagének használata - (+) (+) (+) - Kémiai mutagének használata Szövettenyészetes módszerek - Embriómentéses módszer - (+) Protoplaszt fúzió (+) - Kettős haploidok Mikroszaporítás (+) Markeralapú nemesítés - Molekuláris markerek WTL-ek térképezése (+) - Markerek és fejlett reprodukciós technológiák révén történő kiválasztáson alapuló nemesítés (+) Genetikai módosítással történő nemesítés - Transzgénikus megközelítés (+) - Ciszgénikus megközelítés

22 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) - Újszerű génmódosítási technikák + + (+) - Ökológiai nemesítés (+) A termelők bevonásával végzett növénynemesítés Jelmagyarázat: + nagyon jelentős; (+) korlátozott mértékben jelentős, - nem jelentős Megjegyzések: 1 A korai molekuláris markerek mint az RFLP kevésbé fontossá váltak a kutatás és a gyakorlati megközelítések szempontjából egyaránt; az új markerrendszerek mint például az SNP-markerek fontosabbá váltak a kutatás és a gyakorlati nemesítés szempontjából. 2 A markerek és fejlett reprodukciós technológiák révén történő kiválasztáson alapuló nemesítés mint az érintett génre vonatkozó szekvenciainformáción alapuló genomikus kiválasztás. 3 Főleg a marginális termőterülettel rendelkező fejlődő országokban alkalmazzák; a gazdálkodók részvétele az alacsonytól a teljes körűig terjedhet. Forrás: Az ETAG értékelése 4. A TERMÉNYVESZTESÉG CSÖKKENTÉSE Ebben a vizsgálatban a gazdaságon belüli élelmiszer-veszteségeket elemezzük. Mindez magában foglalja a gazdálkodó által végzett, betakarítás alatti és betakarítást követő kezelést, tárolást, szállítást és forgalmazást. A betakarítási és a betakarítást követő veszteség globális szinten jelentkező jelentős probléma. Csökkentése helyi és világviszonylatban is hozzájárulhat az élelmiszer-ellátás biztonságához. A betakarítási és betakarítást követő veszteségeket okozhatják a környezeti viszonyok (pl. hőség, nedvesség), kórokozók (pl. gomba, baktérium, rovar) és természetes betakarítás utáni folyamatok (pl. párolgás, csírázás, érlelődés). A veszteségek kockázata a romlandóság fokának megfelelően növekszik a magvaktól, a gyökereken és gumókon keresztül, a friss gyümölcs- és zöldségfélékig. A betakarítást követő veszteség szorosan összefügg a betakarítás előtti és betakarítási technológiákkal. A biológiai romlás gyökerei a növekedési fázis alatti, kártevők elleni elégtelen védekezésre, a betakarítás nem megfelelő ütemezésére, a betakarítás, illetve a termőföldről a betakarítást követő létesítményekbe való szállítás alatti durva kezelésre nyúlnak vissza. A betakarítási és a betakarítást követő veszteségek mértéke A betakarítási és a betakarítást követő veszteségekre vonatkozó becslések között jelentős eltérések vannak. A becslések többsége meghatározott régiókra, gazdálkodási rendszerekre és élelmiszer-ellátási láncokra vonatkozik, sokszor ezen belül is egy bizonyos év konkrét időjárási körülményei között. Ennek következtében a betakarítási és a betakarítást követő veszteségekre vonatkozó adatok kizárólag a nagyságrendről nyújthatnak tájékoztatást. A romlandóbb élelmiszer-kategóriák esetében a veszteségek elérhetik akár a termés 30%-át. Jelentős eltérés figyelhető meg a fejlett, a fejlődő, illetve az átalakulóban lévő országok betakarítási és betakarítást követő veszteségei között. A fejlett országokban a betakarítást követő veszteségek kiváltképp alacsonyak. Mindez a modern élelmiszer-ellátási lánc eredménye, amely magában foglalja a betakarítást követő fejlettebb technológiákat, tárolólétesítményeket, értékesítésszervezést és értékesítési infrastruktúrát. Mindazonáltal a hőmérséklet és a páratartalom ugyancsak fontos tényezők, amelyek 14

23 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság hatással vannak a betakarítást követő veszteségre. Ezek különösen magasak a gabonafélék, a gyökerek és gumók esetében Szubszaharai Afrikában, valamint Dél- és Délkelet-Ázsiában. A betakarítási és a betakarítást követő veszteségek csökkentésére irányuló technológiák A gabona mechanikai betakarítása és cséplése a munkaigény mellett a veszteségeket is csökkenti. A gabonamagvak nedvességtartalma a mechanikai cséplés és a tárolás meghatározó tényezője. A sikeres tárolás megköveteli, hogy a gabona megfelelően száraz legyen, illetve mentes legyen a törött vagy zúzódott gabonaszemektől, amelyek hajlamosabbak a penészfertőződésre. A tárolás során biztos védelmet kell nyújtani a rovarok és a rágcsálók ellen; a hőmérsékletet és a páratartalmat állandó, alacsony szinten kell tartani. E célra számos biztonságos technológia áll rendelkezésre, többek között kisés nagyméretű lezárt műanyag zsákok, kis- és nagyméretű fémdobozok, jól védett raktárok és betonsilók formájában. Mindazonáltal számos régióban nem alkalmazzák ezeket a technológiákat. Ennek okai az ismeretek hiányára és a költségekre vezethetők vissza. A gyökerek és gumók esetében a jamgyökér és a kasszava betakarítása továbbra is munkaigényes marad, azonban a burgonya és az édesburgonya esetében fejlett mechanikus betakarítási eljárásokat alkalmaznak. A jamgyökér és a kasszava mechanikus betakarításának technikai akadálya a földben található gyökerek és gumók nagyságából és elhelyezkedéséből következik. Bármely módszert alkalmazzák is, el kell kerülni a növény héjának zúzódását vagy horzsolódását, mivel ebben az esetben könnyebben támadják meg a terményt a kórokozók. A gyökerek és gumók azonban önregeneráló képességgel is rendelkeznek. Függetlenül a regenerálódásra szoruló növénytől, a gyökereket és gumókat a héj gyógyulása érdekében a megfelelő hőmérsékleten kell tárolni. A regenerálást a betakarítást követően mihamarabb el kell végezni, azonban a fejlődő országokban számos esetben a terményt enélkül tárolják és értékesítik. A gyökerek és gumók tárolására szolgáló létesítményekben megfelelő hőmérsékletet és páratartalmat kell biztosítani, továbbá gondoskodni kell a rágcsálók és rovarok elleni védekezésről. A gumók lélegzése hőt termel, amit szellőztetéssel el kell vezetni. A hatékony hőátadás biztosítása érdekében a növényeket úgy kell tárolni, hogy a keringtetett levegő valamennyi gumóhoz eljuthasson. Hosszú távú tárolás esetén ajánlott csírázásgátlók használata. A burgonya, édesburgonya és jamgyökér esetében használt hagyományos létesítmények (termőföldön kialakított halmok, raktárak, jamgyökértárolók vagy föld alatti létesítmények) gyakran kevés lehetőséget biztosítanak a hőmérséklet és a páratartalom szabályozására, illetve elégtelen védelmet nyújtanak a rágcsálók és a kártevők ellen. A modern raktárak rendszerint légkondicionáltak, hűthetőek és megfelelő védelmet nyújtanak a rovarok és a rágcsálók ellen, azonban ezek nem megfizethetőek a kistermelői, félig önellátó gazdálkodók számára. A kasszavaraktárak kialakítására irányuló kísérletek egyelőre kudarcba fulladtak, mivel ezekben nem lehet hatékonyan szabályozni a hőmérsékletet, a páratartalmat és a penész megjelenését. Ezért jelenleg az a gyakorlat, hogy a gyökereket felszeletelik, a szeleteket napon megszárítják, és ezt követően helyezik el őket raktárakban. A kasszava romlandóságának megértéséhez további kutatásokra van szükség. A friss gyümölcs- és zöldségfélék esetében a fejlődő országokban használt jelenlegi rendszer kisebb közvetítőkre alapul, akiknek nem áll rendelkezésére hűtött raktározási és szállítási lehetőség. A nagymértékű veszteség e rendszernek köszönhető, amely aligha tud megbirkózni a friss gyümölcs- és zöldségfélék piacának számos fejlődő országban megfigyelhető növekedésével, ami az urbanizáció és a közepes jövedelmű társadalmi osztályok terjedésének köszönhető. A friss gyümölcs- és zöldségfélék modern, úgynevezett hűtési láncot alkotó technológiák a következőket foglalják magukban: 15

24 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) > a termény termőföldön/gyümölcsösben való, betakarítás előtti megfelelő kémiai és biológiai védelme, > kellő időben, megfelelő betakarítási módszerek alkalmazásával végzett betakarítás, amely kézi szedésen, megfelelő és tiszta szállítótartályok kiválasztásán és a termény betakarítását végző munkavállalók fegyelmén alapul, > a termény hűtése, amely gyakran jár együtt az oxigénellátás szabályozhatóságával az érés és egyéb biológiai folyamatok lassítása érdekében, > megfelelő csomagolás és > gondos, hűtött állapotban és kellő időben végrehajtott szállítás. A fent leírt szakaszban elkövetett gondatlanság szinte törvényszerűen veszteségeket fog okozni a későbbi szakaszok során. Ezért a folyamatot a termőföldtől a bolti polcig felügyelni kell. Az erre szolgáló technológiák nagymértékben elterjedtek a fejlett országokban. Mikotoxinok A mikotoxinok számos emberi és/vagy állati betegség okozói és sok terményben előfordulnak (gabonaszemekben, gyökerekben és gumókban, gyümölcs- és zöldségfélékben). A fertőzés helyszíne és időpontja alapján a gombákat a termőföldön megjelenő gombák, a raktározás során megjelenő gombák vagy az előrehaladt romlás során megjelenő gombák csoportjaiba lehet sorolni. A penész terjedése a nedves és meleg körülményekkel (időjárás, raktározási légkör) és az oxigén jelenlétével áll összefüggésben. Minden évben nagy mennyiségű termény megy veszendőbe a gombás eredetű rothadás és a mikotoxinok miatt. A gombákkal és a mikotoxinokkal szembeni védekezés integrált megközelítést követel a betakarítás előtti szakasztól egészen a bolti polcig. A helyes agronómiai gyakorlatok magukban foglalják a vetésforgó alkalmazását, a terménymaradványok eltávolítását, valamint a kémiai és biológiai védelmet. A gabonaszemek, gyümölcsök, levelek és gyökerek sérüléseit minimálisra kell csökkenteni, a sérült terményt ki kell zárni a raktározásból, a gabonát a megfelelő nedvességtartalmi szintre kell szárítani, a gumókat és néhány gyümölcsöt regenerálni kell. A termények felszínét a raktározás és a szállítás alatt szárazon kell tartani. A penész kialakulásának lehetősége alacsony hőmérséklet alkalmazásával csökkenthető, azonban erre néhány termény érzékeny lehet. Amennyiben az adott termény elviseli a nagy koncentrációjú szén-dioxidot és alacsony koncentrációjú oxigént tartalmazó módosított tárolási/szállítási/csomagolási légkör hatékonyan akadályozza meg a penészek és mikotoxinok kialakulását. Intézményi és társadalmi-gazdasági szempontok Általánosságban elmondható, hogy rendelkezésünkre állnak a betakarítási és a betakarítást követő veszteségek csökkentésére irányuló megfelelő technológiák. Azonban számos akadályba ütközik gyakorlati megvalósításuk, különösen a kevésbé tehetős kistermelői gazdálkodók körében. E technológiák gyakran nem megfelelő léptékűek és magas beruházási költségekkel járnak. Legtöbbjük esetében a teljes élelmiszer-ellátási láncban újításokat kell végrehajtani. Horizontális és vertikális koordinációra van szükség esetükben, de gyakran nincs erre kapacitás. A kistermelői gazdálkodók betakarítást követő nehézségeinek megoldására irányuló kísérletek között találhatók olyan programok, amelyek ösztönzik a többlettermény (pl. gabonafélék, burgonya) mihamarabbi beszállítását nagy, betakarítás utáni raktárlétesítményekbe, általában a kormány által szabályozott feltételek mellett. Ez általában kedvező hatást fejt ki, azonban hátrányokkal is járhat (pl. elégtelen raktárgazdálkodás). A kevésbé tehetős kistermelői és a félig önellátó gazdálkodók esetében a betakarítást követő veszteségek csökkentésének legígéretesebb módja a hagyományos technológiák javítása és a modern élelmiszerellátási láncban való részvétel. A technológiai fejlesztéseknek alacsony költségűnek és a helyi éghajlati, 16

25 Technológiai alternatívák 10 milliárd ember élelmezésére Növénynemesítés és innovatív mezőgazdaság természeti viszonyokhoz és társadalmi-gazdasági környezethez szabottnak kell lenniük. Ezen túlmenően a termelők számára iránymutatást kell adni, hogy világossá váljanak számukra a közvetlen és közvetett előnyök, kiváltképp a pénzügyi előny. A modern és fejlett technológiákhoz szaktudásra és jártasságra, valamint számos esetben hatékony szaktanácsadási szolgáltatásokra van szükség. A korábbi tapasztalatok rámutatnak, hogy a támogatási rendszereknek nem kizárólag technikai jellegűnek kellene lenniük. Intervenciós rendszerre van szükség, amely többek között magában foglalja a hatékony szabályozás biztosítását, az ismeretátadás támogatását, a hitelekhez való hozzáférést és a közvetlen piaci intervenciót, amely stabil állapotot biztosít a többlet ideiglenes tárolása révén. Következésképp állami beavatkozásra van szükség. 5. FENNTARTHATÓ INTENZIFIKÁLÁSRA IRÁNYULÓ SZAKPOLITIKÁK Az élelmiszer-termelés fenntartható módon történő fokozása érdekében szükség van a meglévő ismeretek, technológiák és legjobb gyakorlatok terjesztésére és végrehajtására, valamint az új mezőgazdasági újításokba történő beruházásokra és a termelés rendszerszintű megközelítésére. A fenntartható intenzifikálás európai és tagállami szintű politikai elköteleződést követel meg, amelyet a gazdálkodókkal és más érdekelt felekkel folytatott érdemi párbeszédnek kell kísérnie. Miután a mezőgazdaság területén több évtizeden át nem folytattak közpénzből kutatásokat, több (uniós és tagállami) közpénzre van szükség. A fenntartható intenzifikáláshoz gyakran egyedi intézkedések meghozatala szükséges (például állami kutatási programok), amelyek ösztönzik a közjavakat és hosszú távú eredményeket produkáló kutatást. A kutatási tevékenységek középpontjában a rendszerszintű növénytermesztési megközelítéseknek kell állniuk. Az egysíkú technológiák vagy gyakorlatok csak korlátozott fejlődést hozhatnak. A különböző technológiákat és gyakorlatokat ötvöző megközelítések hoznak valódi előrehaladást. A kedvező területek magas hozamának stabilizálása, a potenciális terméshozamok minél teljesebb megvalósítása, valamint a gazdálkodási rendszerek rugalmasságának fokozása érdekében a talajtermékenység fenntartásának és fokozásának, valamint az agrárökológiai mechanizmusok kiaknázásának fokozottabb hangsúlyt kell kapnia. Unió-szerte hosszú távú agronómiai kutatási projektekre van szükség gazdálkodási és kutatási szinten is, mivel a növénytermesztésben bekövetkezett nagyobb átállások hatásai (például a talajvédő mezőgazdaság, a biogazdálkodás, az agrárerdészet és az integrált növénytermesztési és állattenyésztési rendszerek esetében) később manifesztálódnak. A környezeti teljesítmény fokozására és a termelési potenciál fenntartására elsősorban az intenzív termelési rendszereken belül a bevitt erőforrások hatékonyabb felhasználása szükséges. A precíziós mezőgazdaságban a tudományos és gazdasági szempontból ésszerű döntéshozatalt támogató rendszerek jelentik a szűk keresztmetszetet. A kutatásoknak emellett a bevitt erőforrások felhasználási tényezőinek és a terméshozamot meghatározó tényezők pontos megállapítására, ezek kölcsönhatására, illetve a növénytermesztéssel kapcsolatos döntéshozatalba történő átültetésükre kellene irányulniuk. A kereskedelmi célú növénynemesítéstől eltekintve a növénynemesítésben elért előrehaladás a hosszú távú stratégiai megközelítést hangsúlyozó nemesítési és genomikai programokra szánt állami támogatásoktól függ. A nemesítéssel kapcsolatos állami kutatási támogatásnak ki kellene terjednie a különböző ígéretes nemesítési technológiákra és a növények széles spektrumára is. Az ökológiai nemesítés megerősítését és a félig önellátó európai gazdálkodók szükségleteit figyelembe vevő, a termelők bevonásával végzett növénynemesítés bevezetését javasoljuk. A növénynemesítők és gazdálkodók szorosabb együttműködése az agrárökológiai megközelítés középpontba helyezésével és a növénytermesztés fokozottabb helyi differenciálásával a jövőben jelentősebbé válhat. 17

26 Tudományos és Technológiai Alternatívák Értékelési Osztálya (STOA) Rendkívül fontos a szakismereteknek és a technológiának a tudományos és gyakorlati tudás ötvözése révén történő eredményes átadása a gazdálkodó közösségek számára. Az államilag finanszírozott szaktanácsadási szolgáltatásokat újjá kellene éleszteni a mezőgazdasági termelők készségeinek és tudásbázisának horizontális irányú növelése érdekében. A fejlett növénytermesztési rendszerek továbbfejlesztésére a különböző érdekelt felek közötti új hálózatok kialakítására van szükség a fentről lefelé és az alulról felfelé építkező tudásteremtés és a transzfermechanizmusok köztük az intézményes tanulás ötvözése érdekében. Az agrár-környezetvédelmi intézkedések keretében az agrár-környezetvédelemre fókuszáló növénytermesztési rendszerekre ösztönző programokat kell megvalósítani, mert az átállás során gyakran van szükség kezdeti beruházásokra, tandíjra, a helyi körülményekhez történő alkalmazkodás során veszélyek fordulnak elő, illetve késhet a fokozottabb megtérülés. Hosszabb távú feladat a közös agrárpolitika (KAP) olyan reformja, amely mindezt lehetővé teszi. A KAP első pilléréből a gazdálkodók számára nyújtott közvetlen kifizetések semlegesek az alkalmazott növénytermesztési rendszerek szempontjából. A fenntartható intenzifikálást jobban lehetővé tevő körülményekhez a KAP hosszú távú átalakítására van szükség a közvetlen kifizetések fokozatos megszüntetése és társadalmi előnyök biztosításához kapcsolódó állami kifizetésekkel való helyettesítése révén. A betakarítási és betakarítást követő terményveszteség csökkentése kiváltképp a fejlődő és az átalakulóban lévő országokban azt követeli meg, hogy a nemzetközi szervek, a nemzeti és regionális hatóságok, valamint a nem kormányzati donorszervezetek hosszú távú stratégiákat alakítsanak ki. E stratégiákat a veszteség természetére és okaira, az érintett terményre, illetve a kedvezményezettekre és társadalmi-gazdasági sajátosságaikra szabva kell kidolgozni. A magán- és állami kutatásnak és fejlesztésnek a károkozókkal szemben ellenálló vagy kevésbé védtelen kultivárok kiválasztására, a biológiai (különösen a mikotoxinokat termelő gombás károkozók elleni) növényvédő szerekre, valamint a kisléptékű technikai berendezésekre kellene összpontosítaniuk. A terményveszteségek csökkentése megköveteli az intézményi és társadalmi-gazdasági feltételek javítását. Ez magában foglalja az infrastruktúra javítását, az értékesítési rendszerek és az élelmiszerellátási lánc fejlesztését, a vidéki piacok fejlesztésének ösztönzését, valamint a gazdálkodók közötti tapasztalatcserét és az élelmiszer-ellátási láncon belüli információáramlást. 18

27 Az Európai Parlament Kutatási Szolgálatok Főigazgatósága Hatásvizsgálatok és Európai Hozzáadott Érték Igazgatóságának kiadványa PE CAT BA HU-C ISBN DOI /42343