INLIGTINGSENTRUM

Farm [photo] 

Volhoubaarheid

Span die natuur se hulpbronne in vir volhoubare boerdery

Die jaar 2015 is deur die Verenigde Nasies se Voedsel en Landbou-organisasie as die “Jaar van die Grond’’ verklaar. Dit kon nie meer tydig gewees het nie, as ’n mens die huidige droogtetoestande in ag neem wat Suid-Afrika in die gesig staar. Terwyl dit redelik onrusbarend is, kan dit ons dalk effens gerusstel dat dit nie die eerste keer is wat ons die uitdagings wat met droogtetoestande gepaard gaan moet oorkom nie. Charles Darwin het gesê: “Dit is nie die sterkste of die intelligentste wat sal oorleef nie, maar dié wat verandering die beste kan bestuur”.

Dit wil voorkom asof aanpasbaarheid die sleuteldoelwit in hierdie geval is, en dit beteken om soveel gehalte voedsel as moontlik met so min water as moontlik te produseer. Onder hierdie droogtetoestande is dit egter nie net die waterverbruiksdoeltreffendheid wat in aanmerking geneem moet word nie, maar daar moet eerder ’n meer omvattende en volhoubare benadering wees om die risiko’s verbonde aan droogte te verminder. Hierdie risiko’s kan met volhoubare tegnologieë en praktyke gemeet en bestuur word.

’n Belangrike oorweging in volhoubare boerdery onder moelike omgewingstoestande is grondbestuur. Grond onder intensiewe gebruik en omgewingstremmings moet as ’n delikate en lewende organisme beskou word wat versorg, gevoed en beskerm moet word om langtermyn produktiwiteit te verseker. Daar word gesê dat gesonde en vrugbare grond oor die eienskappe beskik om gesonde plante met optimale groeikragtigheid wat minder vatbaar vir siektes is, te produseer. Daarteenoor sal die swak bestuur van grond daartoe lei dat meer water, voedingstowwe, pesdoders en energie benodig sal word om opbrengste te handhaaf wat op ’n omgewings- en ekonomiese vlak nie lewensvatbaar in stand gehou kan word nie.

Dit is moontlik om die impak op grondgesondheid, met betrekking tot droogte en ander omgewingstremmings, beter te verstaan deur hulpmiddels wat die grondbiologiese, -fisiese en ‑chemiese kenmerke meet. Grondgesondheidsaanwysers is ’n samestelling van hierdie kenmerke wat met funksionele grondprosesse verband hou en kan gebruik word om die grondgesondheidstatus, wat deur bestuurspraktyke en klimaatsverandering beïnvloed word, te evalueer (Allen et al., 2011). Hierdie basiese evaluasie van grondgesondheid bevestig die ou, maar relevante, gesegde wat sê, “jy kan nie bestuur wat jy nie meet nie”. Die meet van dié grondgesondheidsaanwysers bied die nodige leiding om strategiese besluite te kan neem oor wat die beste belegging sal wees om te verseker dat risiko op die plaas optimaal bestuur word.

Siektes en peste images

GRONDBIOLOGIE EN WORTELGESONDHEID

Grondbiologie is ’n noodsaaklike deel van grondbestuur in volhoubare landbou wat sleutelinligting oor wortelgesondheidstatus kan oordra. In hierdie moeilike toestande is wortelgesondheid van kardinale belang. Die wortel is verantwoordelik vir die anker en ondersteuning, absorpsie en geleiding, beweging, belugting en selfs voortplanting van die plant. Dit is duidelik uit hierdie funksies dat wortelgesondheid goed verstaan en bestuur moet word, veral onder stremmingstoestande. Wortelgesondheid is afhanklik van ’n gesonde gemeenskap grondmikrobes wat organiese materiaal afbreek en tot die biologiese herwinning van chemiese voedingstowwe bydra. Die interaksie tussen die twee funksionele groepe, plantwortels en grondmikrobes, vorm die basis van alle ekostelsels en het groot gevolge vir die werking daarvan (Nautiyal, 2012).

Omdat hierdie noue interaksie met mikrobes vir plantwortels belangrik is, gee dit tussen 30% en 60% van die koolstof wat dit opgevang het as worteluitskeidings af om die wedersydse verhoudings met grondswamme en -bakterieë in stand te hou (Johnson et al., 2015).

GRONDMIKROBES, ’N VENNOOT IN TYE VAN PLANTSTREMMING

Gewasproduktiwiteit hang grootliks af van die hoeveelheid beskikbare voedingstowwe in die grond wat deur die verandering in grondbiomassa beheer word (Nautiyal, 2012). Daar word vermoed dat die oorgrote meerderheid plante in die natuur met een of ander tipe swam in die grond verbind is - beide mikorrisaal (woon op die wortels en brei na die wortelsfeer uit) en endofities (woon binnein plantweefsel, wortels, stingels, en/of blare). Swamspesies is verantwoordelik vir plante se aanpassingsvermoë by omgewingstremming. Sommige voordele wat die wedersydse simbiose van swamme op plante kan hê sluit bestandheid teen droogte, metale, siektes en temperatuur in. Die meganisme betrokke by abiotiese (nie-lewende faktore soos droogte, hael, ens.) en biotiese (lewende faktore soos siektes, knaagdiere, ens.) stremmingsbestandheid sluit in: 1) Vinnige aktivering van die gasheer se stremmingsreaksiestelsels nadat simbiotiese plante aan stremming blootgestel word; en 2) Sintese van anti-stremmingsbiochemikalieë soos alkaloïde deur swamme (Rodriguez et al., 2004). Wetenskaplike waarnemings het getoon dat plante wat ’n simbiotiese verhouding met swamme het se verdedigingstelsels vinniger aktiveer as niesimbiotiese plante onder omgewingstremming. Redman et al. (2002) het bewys dat, alhoewel die maksimum groeitemperatuur vir vingergras 40°C is, die plant met behulp van ’n simbiotiese swam, temperature van tot 70°C kan weerstaan. Verder het Rodriguez et al. (2004) ook bewys dat simbiotiese plante verdorring vir 24 en 48 ure langer (in die geval van tamatie en peperplante onderskeidelik) kan oorleef as nie-simbiotiese plante.

Plantgroeibevorderende risobakterieë kan plantgroei deur ’n wye reeks meganismes verbeter. Van hul funksies is om stikstof te bind, fosfate meer oplosbaar te maak, en siderofore (molekules wat yster bind en vervoer) vry te stel wat yster en ander metale cheleer. Hierdie bakterieë produseer ook die ensiem ACCdeaminase wat plantgroei en -ontwikkeling vergemaklik deur etileenvlakke te reguleer en sodoende plante meer soutbestand te maak en droogtestremming te verminder. Risobakterieë kan ook planthormone soos indoolasynsuur, sitokiniene en gibberelliensuur produseer en daarom kan die bakterieë as biokunsmis of plantstimuleerders geklassifiseer word wat verantwoordelik vir plantgroei, opbrengs en voedingstofopname is (Nautiyal, 2012). Dit is dus ’n winsgewende opsie om die potensiaal van die natuur se hulpbronne vir volhoubare boerdery in te span.

’N PLANT ONDER STREMMING IS MEET VATBAAR

Droogtestremming bevorder siektes deur verskeie meganismes – dit kan die plant se fisiologie verander en dit daardeur meer vatbaar maak. Ernstige stremming of tekorte aan voedingstowwe veroorsaak beserings aan die wortelselle, wat dit verswak en dit makliker maak vir patogene (siektekieme) in die grond om dit binne te dring. Dit kan ook die plant se vermoë belemmer om sy verdedigingsmeganismes in werking te stel, wat onder normale toestande van die siektekieme ontslae raak.

Plantparasitiese nematodes is van hierdie patogene en hulle kan veral op plantwortels onder hoë temperature en ’n gebrek aan water opportunisties raak. Die verswakte plant sal met hierdie patogene moet meeding vir die opname van water en voedingstowwe, met die verdere uitdaging dat hy ook met die parasiet se gespesialiseerde verdedigingsmeganismes, soos effektorgene, sal moet rekening hou. Twee skadelike plantparasitiese nematodes, die knopwortel-aalwurm (Meloidogyne incognita) en die sojaboonsistaalwurm (Heterodera glycines) besit altwee effektorgene wat by die onderdrukking van die gasheerplant se verdediging betrokke kan wees (Hamamouch et al., 2012).

In hierdie tipe omstandighede kom dit neer op die oorlewing van die sterkste en, terwyl patogene al hoe kragtiger word, word die grond al hoe minder buigsaam. Dit is as gevolg van voortdurende onvolhoubare bestuurspraktyke. Dit sluit in, maar is nie beperk tot monokultuurverbouing wat tot siektes en ’n verlies aan biodiversiteit lei, onverantwoordelike gebruik van landbouchemikalieë en die uitputting van grondorganiese materiaal en grondbiologie.

'n Deklaag images

VOLHOUBARE BOERDERYPRAKTYKE

Biodiversiteit en gesonde grond vorm die basis van volhoubare benaderings om boerdery meer droogte- en stremmingsbestand te maak. Praktyke wat gesonde grond help bou is belangrik om plante te help om droogtestremming beter te kan hanteer. Praktyke soos die aanvulling van grond met organiese materiaal moet oorweeg word om vogbehoud te verbeter, wat beter wortelgroei en plantgroei tot gevolg sal hê.

Organiese materiaal en biologie in die grond is die stukrag vir ’n aantal grondfunksies. Die verhoging van die hoeveelheid organiese materiaal lei tot ’n verbeterde grondstruktuur, wat beter waterhouvermoë, laer risiko vir erosie en kompaksie, en ’n algehele verbetering in grondvrugbaarheid veroorsaak.

Die beskerming van grond sluit ook die gebruik van dekgewasse en tussenverbouing in om biodiversiteit te verbeter. Dekgewasse kan ook ’n stabiliseringseffek op die grond hê deurdat dit grond en voedingstowwe in plek hou. Dekgewasse in boorde en landerye kan die stelsel teen pesbesmetting buffer deur die voordelige geleedpotige bevolkings te vergroot, wat die behoefte aan chemiese insette kan verminder (Sundar, 2006). Verder onderdruk ’n goeie gewasrotasie onkruid en insekte en, baie belangrik, help om die verspreiding en oordrag van plantpatogene, wat gasheerspesifiek kan wees, te keer. Dit kan ook voordelig wees om, waar moontlik, peulplante in die rotasiesiklus in te sluit, aangesien dit help om ’n organies ryk grond met goeie biodiversiteit te skep.

Hierdie is ’n slegs ’n aantal strategieë om algehele grondeienskappe te verbeter om sodoende te verseker dat water wat deur die natuur beskikbaar gestel word nie verlore gaan nie, en dat voedingstowwe meer beskikbaar word vir die plant. Voorkomende strategieë wat van vroeg af gevolg word kan insette verminder en help om ’n volhoubare produksiestelsel te vestig. Die sleutel tot aanpasbaarheid onder die huidige toestande is om te streef na ’n kennisintensiewe benadering tot boerdery wat tot ’n meer ekonomiese en ekologies bestendige boerdery sal lei.

Verwysings
  • Hamamouch, N., Li, C., Hewezi, T., Baum, T.J., Mitchum, M.G., Hussey, R.S., Vodkin, L.O., Davis, E.L. 2012. The interaction of the novel Hg30C02 cyst nematode effector protein with a plant b-1,3-endoglucanase may suppress host defence to promote parasitism. Journal of Experimental Botany.
  • Allen, D.E., Singh, B.P and Dalal, R.C. 2011. Soil health indicators under climate change: A review of current knowledge. Soil Health and Climate Change, Soil Biology. 29: 25:45.
  • Nautiyal, C.S. 2012. Microbes for soil sustainability and crop productivity. Environews ISEB India. 18: 3
  • Johnson, D., Ellington, J and Eaton, W. 2015. Development of soil microbial communities for promoting sustainability in agriculture and global carbon fix. Peer J Preprints.
  • Redman, R.S., Sheehan, K.B., Stout, R.G., Rodriguez, R.J. and Henson, J.M. 2002. Thermotolerance conferred to plant host and fungal endophyte during mutualistic symbiosis. Science. 298: 1581.
  • Rodriguez, R. J., Redman, R. S., and Henson, J.M. 2004. The role of fungal symbioses in the adaptation of plants to high stress environments. Mitigation and Adaptation Strategies for global change. 9: 261-272.
  • Sundar, I. 2006. Environmental and sustainable development. A.P.H Publishing cooperation. Darya Ganj. New Delhi.

Deur Venessa Moodley
Bestuurder: OmniBio™