Utjecaj globalnih klimatskih promjena na uzgoj voća

Prema obrađenim rezultatima sa mjernih postaja DHMZ, jasno je da u zadnjoj dekadi bilježimo povećanje prosječne srednje temperature te pojave ekstremnih suša koje imaju negativne posljedice na proizvodnju hrane. Sve ovo me ponukalo da istražim relevantne radove o mogućem utjecaju klimatskih promjena na voćarsku proizvodnju u budućnosti te shodno tome hipotetski iznesemo moguće prijedloge i rješenja, kako bi se ublažili negativni efekti ovih promjena.

Utjecaj klimatskih promjena na poljoprivredu

Kako su se voćne vrste počele sve više introducirati iz područja sa umjerenom klimom u područja sa toplijom klimom, tako je sve više došao do izražaja negativan utjecaj suhe klime na fazu mirovanja, i posljedično tome, na rast i razvoj voćaka u vegetaciji te su mnogi istraživači svoja istraživanja usmjerili u ovome pravcu.

Na sve unutrašnje promjene koje se događaju u biljci tijekom mirovanja, najveći utjecaj imaju okolinski faktori tijekom perioda jesen - zima. Ova faza mirovanja priprema osjetljiva tkiva voćke, da bez većih šokova prođu period nepovoljnih vremenskih uvjeta. Temperatura ima najveći utjecaj na pokretanje i prestanak perioda mirovanja od svih okolinskih uvjeta. Ali značajan utjecaj imaju intenzitet svjetla, voda u tlu i biljci te apikalna dominacija vršnih pupova. Lang i suradnici su predložili da se period mirovanja podijeli u tri faze:

• Para dormantnost (lažno mirovanje)
• Endo dormantnost (unutrašnje ili pravo mirovanje)
• Eko dormantnost (ekološko mirovanje)

Sorte iz umjerenih klimata

Kako bi voćka u proljeće mogla neometano krenuti u vegetaciju i plodonošenje, ona ove tri faze mirovanja mora proći bez šokova. Ako za prvi primjer uzmemo uzgoj sorti koje su voćari zbog svojih dobrih tržišnih osobina uveli u proizvodnju iz područja umjerene klime u područje toplije klime, dolazimo do slijedećih problema:

Sorte iz umjerenih klimata imaju veće potrebe za akumuliranim niskim temperaturama u periodu mirovanja i kada dođu u uvjete gdje ne mogu akumulirati dovoljnu sumu niskih temperatura, pokazuju se ozbiljni nedostaci. Ove voćke kasne sa pupanjem i listanjem, cvatnja je slaba zbog abortiranja velikog postotka cvjetova te nije ujednačena, dok je listanje također slabo, jer mnogi postrani pupovi ne mogu krenuti u vegetaciju. Ovo dovodi do slabe i nedovoljne oplodnje, a i oplođeni plodovi pokazuju deformacije u obliku te ne postoji dovoljno krenulih lisnih pupova koji bi postigli dostatan lisni volumen za proizvodnju kvalitetnih i krupnih plodova. U konačnici ovo dovodi do neisplativosti i nemogućnosti proizvodnje takvih sorti.

Abortirani cvjetni pupovi

Tradicionalni kultivari uzgajani u toplijim klimatima, kroz godine su bili selekcionirani i oplemenjivani, na niže potrebe za inaktivnim temperaturama i nisu pokazivali, ili pokazuju tek manje negativne efekte uslijed zatopljenja klime, tijekom perioda mirovanja.
U sušnijim klimatima su se razvile i agrotehničke prakse korištenja kemijskih sredstava koji imaju ulogu prekidanja mirovanja, ali se najčešće primjenjuje kombinacija pogodnog kultivara, sa kemijskim metodama. Ove okolnosti su ipak i u toplijim klimatima omogućavale pristojnu proizvodnju, ali se dolaskom sve sušnijih i toplijih godina u ovim klimatima, već primjećuju prvi ozbiljniji problemi u proizvodnji jabuka i krušaka primjerice, ali o tome će biti riječi nešto kasnije.

Kako temperatura utječe na vrijeme kretanja pupova?

Vrijeme kretanja pupova ovisi o dva različita temperaturna procesa:

• Akumulacija potrebne sume niskih temperatura (do razine potrebne za dovršetak faze mirovanja)
• Akumulacija toplih jedinica (postizanjem ove sume, pupovi kreću u cvjetanje i listanje)

Zimsko mirovanje voćaka započinje opadanjem lišća, a završava kolanjem sokova i bubrenjem pupova. Tijekom zimskog mirovanja prestaje vidljiv rast nadzemnih dijelova biljke, međutim, sustav korijenja tada ima intenzivan rast. U zimskom mirovanju biljka mora skupiti dovoljno hladnih jedinica mirovanja (eng. chill units, CU) i jedinica prirasta (eng. growing-degree-hour GDH), kako bi u proljeće mogla nastaviti normalno sa svojim razvojem.

Potrebe za niskim temperaturama

Potrebe za hladnim jedinicama se razlikuju od sorte do sorte značajno, pa čak i unutar klonova iste sorte. Isto tako postrani vegetativni i generativni pupovi imaju različite zahtjeve za količinom hladnih jedinica.

Tretman biljaka

Tako postrani pupovi zahtjevaju puno veću količinu hladnih jedinica u odnosu na vršne pupove. Ovo se dovodi u direktnu vezu sa izraženijom apikalnom dominacijom u vršnim pupovima. Ova činjenica nam daje mogućnost da selekcijom sorti akrotoničnog tipa rađanja (rađa na vršnim pupovima), stvorimo klonove koji će imati jako nisku ili srednje nisku potrebu za hladnim jedinicama.

Isto tako, postoji razlika između vrsta pupova. Lisni pupovi zahtijevaju dosta više hladnih jedinica od cvjetnih pupova. Zbog ove činjenice, modele za praćenje trenutka izlaska iz mirovanja trebati će razvijati na temelju istraživanja lisnih pupova, jer u protivnom ne bismo imali dovoljan vegetativni volumen, koji bi omogućio kvalitetan i dostatan prinos.

Koji se biokemijski procesi odvijaju tijekom mirovanja?

Tijekom mirovanja, nekoliko procesa u biljkama odvija se istovremeno. Modificira se dinamika vodnog režima i ugljikohidrata, hormonski balans te sadržaj pojedinih komponenti.

Niske temperature povezuju se sa promjenama u sadržaju ugljikohidrata, nukleinskih kiselina, aminokiselina, kao i sa razinom disanja, koja je opet povezana sa vremenom otvaranja pupova i vremenom cvatnje. Glavni utjecaj ide preko direktnog utjecaja temperature na biokemijske procese u biljci. Dostupnost ugljikohidrata je vjerojatno od glavnog značaja za kontrolu rasta i razvoja pupova tijekom mirovanja i može biti u vezi sa lošom kvalitetom pupova. Škrob koji je akumuliran u rezervnom tkivu tijekom vegetacije, pretvara se u topljive šećere tijekom zimskog mirovanja.

Ovo se objašnjava činjenicom da je pod utjecajem akumulacije nižih temperatura, aktivnost enzima hidrolaze povećana pa se pojačava hidroliza škroba i koncentracija topivih šećera. Neposredno prije kretanja vegetacije zabilježen je u vršnim pupovima nagli porast šećera saharoze i smanjenje sadržaja škroba. Saharoza se ksilemom transportira do pupova i tamo se hidrolizira do glukoze i fruktoze, koji su neophodni kao energija i ugljični prekursori u daljnjim mijenama tvari. Istraživači su istraživali odnose između ugljikohidrata, hormona, hranjivih tvari i formiranja cvjetnih pupova na različitim voćnim vrstama.

Izgleda da globalne klimatske promjene mogu znatno utjecati na biljnu fenologiju, jer temperatura utječe i sama i kroz interakciju sa drugim faktorima poput fotoperiodizma. Prosječne temperature zraka u posljednjih 30 godina rasle su za 0.3° C po desetljeću. Dobro razumjevanje utjecaja ovih promjena na uzgoj voća, od velikog je značaja za daljnji razvoj voćarstva. Već su do sada zabilježene velike ekonomske štete od ovog utjecaja na kruškama u Brazilu (Petri i sur., 2002).

Pupovi kruške

Primijećeno je i da u situacijama kada tijekom mirovanja imamo nagle veće skokove temperatura, od 27°C na više, dolazi do produžavanja perioda mirovanja u odnosu na blaže oscilacije temperatura (2-3°C). Značajka male akumulacije nižih temperatura je i prolongirana i loše sinkronizirana cvatnja, što rezultira u velikom nerazmjeru u veličini plodova za vrijeme berbe.

U zadnje vrijeme se sve više proučava dinamika kretanja vode u biljci i njenim pupovima tijekom faze zimskog mirovanja, i njen utjecaj na promjene u kretanju i kvaliteti pupova. Pronađeno je da se prelaskom biljke iz faze endomirovanja u fazu ekološkog mirovanja događa da vezana voda prelazi u slobodnu vodu. Prema ovim istraživanjima jasno je da i trenutni status vode u biljci ima znatan utjecaj na kraj perioda mirovanja i početak kretanja pupova.

Modeli za predviđanje trenutka izlaska voćke iz mirovanja

Većina modela za odredviđanje završetka mirovanja razvila se na temelju praćenja vrijednosti za koštičavo voće. Prvi modeli sumirali su vrijednost temperature ispod 7,2 °C, ili između 0°C i 7,2 °C. Jedan od poznatijih modela je Utah model, koji je za breskve razvio prof. Richardson sa suradnicima 1974 god. Nedostatak ovog modela bila je njegova relativna nepouzdanost za praćenje završetka mirovanja jabuke i kruške.

Praktični aspekti klimatskih promjena u subtropskim područjima uzgoja

Zadnjih godina bilježimo stalni rast prosječnih temperatura, kao i dugotrajne toplije periode zimi, kako u zonama umjerene klime, tako i u suptropskoj zoni. Ovo je rezultiralo lošijim proizvodnim rezultatima, čak i kod sorti koje su se donedavno uspješno uzgajale. Kako smo već naveli, brazilski i novozelandski voćari su zabilježili ogromne štete na kruškama uslijed abortiranih cvijetova.

Štete su se kretale od 60% pa do 90 % u vidu lošije cvatnje, što je u konačnici rezultiralo opadanjem proizvodnje. Osim ovih direktnih šteta, uslijed nedovoljno skupljenih hladnih jedinica, ostatak cvatnje odvijao se neravnomjerno i odgođeno, što je u berbi rezultiralo sa plodovima neujednačene veličine i smanjene kvalitete. Jedno od mogućih rješenja svakako je razviti kvalitetan model praćenja utjecaja temperatura, na zahtjeve za hladnim jedinicama, prema vrsti i poziciji pojedinih pupova, kako bi voćar imao pouzdan alat za odabir najpogodnijeg trenutka za primjenu kemijskih sredstava koji će prekinuti mirovanje, i omogućiti uniformniju cvatnju.

Ovdje je potrebno stalno uvoditi nove selekcije sorata, koje imaju jako niske ili srednje niske potrebe za sumom hladnih jedinica. Selekcionirati sorte sa akrotoničnim tipom rađanja (rod na vršnim pupovima), kako bi se iskoristila činjenica da pupovi koji imaju izraženiju apikalnu dominaciju zahtijevaju puno manju sumu hladnih jedinica. U nasadima jabuka i krušaka gistog sklopa, povijanje postranih izboja u horizontalnu poziciju moglo bi imati pozitivan učinak ujednačavanja apikalne dominacije u pupovima, te kao posljedicu imati ujednačenu cvatnju, i kvalitetniju berbu.

Praktični aspekti klimatskih promjena u umjerenim područjima uzgoja

I naša država pripada umjerenom području uzgoja voća, te su se nažalost i ovdje u posljednjih dvadesetak godina dogodile evidentne promjene u reakciji voćaka na promjenu klime. Kako smo već prije naveli, povećanje srednje godišnje temperature i pojave ekstremnih suša u vegetaciji, već su načinile dosta šteta.

Vršni cvjetni pup, Idared

Zime su zadnjih godina sve blaže, ali za sada većina sorti koje su introducirane u proizvodnju nemaju direktnih šteta, jer i u najblažoj zimi uspiju skupiti, ali puno sporije, potrebnu sumu hladnih jedinica. Prema istraživanjima V. Vučetić i B. Krulić, za normalni početak vegetacije jabuke u RH treba biti ispunjen sljedeći uvjet za hladne jedinice: 900 < CU < 1250.

Sve dok je skupljeno dovoljno CU, cvjetni i lisni pupovi se razvijaju normalno. Ukoliko biljka ne skupi dovoljno CU u mirovanju može doći do sljedećih fizičkih posljedica:

odgođeno listanje, odgođeno i produženo cvjetanje, koje dovodi do smanjenja uroda, te smanjenje kvalitete plodova (Lorimer i Hill, 2006). Kemijski pripravci (hidrogen-cijanamid) primijenjeni u proljeće mogu djelomično umanjiti posljedice manjka prikupljenih CU. Oni mogu zamijeniti manjak CU do 300, ali pretjerana primjena može dovesti do oštećenja pupoljaka (Petri i dr., 2004.). Osim CU, važno je da biljka skupi i dovoljno topline, odnosno dovoljnu količinu i intenzitet svjetlosti tijekom razdoblja mirovanja.

Toplina koju biljka skupi izražena preko temperaturnih suma za temperaturni prag 4.4°C, nazivamo jedinicama prirasta (GDH). Kada biljka skupi dovoljan broj CU i GDH, dolazi do početka vegetacije (Rea i Eccel, 2003). U godinama gdje imamo srednje jaku ili jaku zimu, u prvom dijelu imamo slučaj da se relativno brzo skupi dovoljna suma hladnih jedinica (CU) i kada u drugom dijelu zime imamo iznad prosječna zatopljenja, što je zadnjih godina često i bio slučaj, vrlo brzo skupimo i dovoljnu sumu jedinica prirasta (GDH), te nam voćke ranije ulaze u vegetaciju, i imamo puno veću šansu da nasad strada od ranih proljetnih mrazeva.

Nažalost, godine sa uobičajeno hladnom zimom i normalno toplim proljećem su sve rjeđe, te smo prisiljeni prilagoditi se nastaloj situaciji. Problem sa ranijom cvatnjom moguće je djelomično riješiti sa korištenjem kemijskih sredstava koji odgađaju cvatnju te poduzimanjem određenih pomotehničkih mjera (rezidba) u točno ciljanom terminu ljeti.

Utah model

Potrebno je također razmišljati i o scenariju, ako se nastave produženi periodi blage zime, tj. o mogućnosti introdukcije sorti koje imaju manje potrebe za hladnim jedinicama.

Osim što bilježimo sve ranije početke vegetacije, u zadnjem periodu bilježimo i znatnija produženja vegetacije. Osobno već dvije godine na sorti Idared na području Baranje, bilježim sve veći postotak vršnih cvijetnih pupova koji prorastaju (retrovegetacija), i imamo direktan gubitak određenog postotka cvjetnih pupova. Ovi sve učestaliji slučajevi, možda bi se mogli dovesti u vezu sa iznadprosječno toplom i vlažnom jeseni. Ovo su i prve naznake mogućih problema do kojih bi moglo doći ukoliko bi se trend povećanja temperatura i dalje nastavio. Mi nažalost još nismo u mogućnosti da predviđamo kakva će biti budućnost, glede klimatskih promjena, ali dosadašnja saznanja svakako nam mogu biti orijentiri te je potrebno istraživati klimu i sve promjene vezane uz nju kako bi na vrijeme mogli reagirati i prilagoditi se mogućim novim okolnostima, bez negativnih posljedica na proizvodnju.