INLIGTINGSENTRUM

Farm [photo] 

Volhoubaarheid

Die gebruik van kennis, tegnologie, en innovering om ‘n volhoubare toename in voedselproduksie te verseker

Deur Dr J.J. Bornman
Algemene Bestuurder: Solution Marketing

Murray Gell-Mann, die Nobelpryswenner vir fisika in 1969, het onlangs ‘n treffende definisie van volhoubaarheid gegee: “Volhoubaarheid is om op die natuur se inkomste eerder as op sy kapitaal te leef.”

Die natuur, of die omgewing, is inderdaad kosbaar en kwesbaar. Dit moet versigtig benut word om die mensdom te onderhou sonder dat dit benadeel word.

Die feit is dat die wêreld teen 2030 met nege miljard mense bevolk sal wees en dat die oppervlakte vir voedselproduksie daagliks verminder. Dit beteken meer voedselproduksie per eenheid grond en die noodsaaklikheid om mineraalkunsmis te gebruik.

Na raming sal voedselproduksie in 2030 gegrond wees op 60-70% van die gewasvoeding wat deur mineraalkunsmis verskaf sal word. Die oppervlakte beskikbaar vir kosproduksie sal teen 2030 wêreldwyd ’n kommerwekkende, skrale 0.2 ha per persoon wees. Hierdie hulpbron het oor die afgelope 20 jaar met 26% afgeneem en Suid-Afrika is geen uitsondering nie, met landbougrond wat per kapita vanaf 1960 se 6 ha tot ‘n verwagte 1,5 ha teen 2030 sal verminder (rofweg ‘n afname van 1% per jaar).

Leveraging knowledge, technology and innovation to ensure 
sustainably increased food production Figuur 1: Ontblote grond weens fosfortekorte veroorsaak deur ‘n gebrek aan kunsmis kan tot erosie en agteruitgang van grond lei, beide onder droëland en besproeiingstoestande.

Groei in die vraag na landbouprodukte sal hoofsaaklik in die markte van ontwikkelende ekonomieë plaasvind (bronne beweer 70%), veral in die digbevolkste lande van Asië en sub-Sahara Afrika. Daarom sal die manier waarop ‘n land soos Suid-Afrika op die groeiende voedselaanvraag reageer, een van die groot bepalers van omgewingsverandering op ‘n wêreldwye skaal wees.

’n Skrille kontras heers tussen die gebruik van kunsmis in Europa en Afrika en dit moet in gedagte gehou word wanneer omgewingsaspekte aangespreek word. In Nederland word gemiddeld 220 kg kunsmis per ha gebruik om ‘n graangewas te verbou, terwyl die algemene praktyk in Tanzanië ‘n skrale 4 kg per ha is. Kommersiële produsente in Suid-Afrika gebruik ongeveer 150 kg per ha.

Water is nog ‘n onvoorspelbare faktor wat volhoubaarheid betref. . ‘n Semi-dorre gebied soos Suid-Afrika kan teen 2030 ‘n waterskaarsheid van 17% ervaar, terwyl ander Afrikalande soos Angola en die Kongo toegang tot oorgenoeg water sal hê, wat ruim geleenthede vir die vertikale toename in voedselproduksie sal bied (sien onder).

Hierdie uitdagings laat die vraag ontstaan hoe ‘n omgewingsbewuste maatskappy soos Omnia dit aanspreek.

Omnia Kunsmis tree op verskeie manier verantwoordelik op om die omgewing te beskerm en volhoubare voedselproduksie te ondersteun.

Omnia het eerstens ‘n tegnologies gevorderde kunsmisvervaardigingsaanleg in Sasolburg, waar ammoniak na salpetersuur en ammoniumnitraat omgesit word deur middel van die beste internasionale produksietegnologie beskikbaar. Hierdie proses verseker dat bykans geen kweekhuisgasse in die atmosfeer vrygestel word nie.

Vergeleke met internasionale aanlegte wat stikstofkunsmis vir die handel vervaardig, is dit ‘n afname van ’n ekwivalent van 40% koolstofdioksied wat in die atmosfeer vrygestel word per eenheid stikstof wat geproduseer is.

‘n Omvattende opname in Brittanje en Europa het bewys dat die ekologiese impak van ammoniumnitraat teen ureum gemeet deur ‘n sogenaamde impakindeks (EcoX) - saamgestel uit aspekte wat kweekhuisgasvrystelling van produksie tot veldaanwending, grondgebruikvereiste, grondversuringseffek en netto gevolglike eutrofisering per ton koringgraan verbou - 2.2 keer hoër is vir ureum as ammoniumnitraat (Figuur 2).

Figure 2: Index of the environmental impact of different nitrogen sources. 
Brentrup et al., 2004) 
Figuur 2: Indeks van die omgewingsimpak van verskillende stikstofbronne. Brentrup et al., 2004)

Benewens die superskoon produksieproses, genereer die fabriek by Sasolburg ook die meeste van sy eie energie deur die gebruik van stoom. Water word gehersirkuleer en gesuiwer en word ook onafhanklik gemonitor voordat dit in oop waterweë uitgelaat word.

Alle rou materiale word ontleed met gevorderde ontledingstegnieke tot op deeltjies per biljoen vlak om te verseker dat besmetting met potensieel giftige swaarmetaalelemente soos kadmium en kwik nie voorkom nie. Omnia se kunsmisprodukte is inderwaarheid gesertifiseer betreffende die inhoud van swaarmetaalelemente.

Dit is wêreldwyd bekend dat ammoniumnitraat, die basis van die meeste Omnia se kunsmisprodukte, ‘n baie beter bron van stikstof is as die stikstofkunsmis ureum wat in wêreldhandel gebruik word. ‘n Onlangse literatuurstudie van verskeie artikels dui aan dat ammoniumnitraat ‘n 47% hoër agronomiese effektiwiteit as ureum het per eenheid stikstof wat in die veld toegedien word. Dit ondersteun die bevindings soos hierbo uitgelig.

Die vlagskipprodukte van Omnia Kunsmis word chemies verkorrel wat beteken dat elke korrel presies dieselfde konsentrasie plantvoedingstowwe bevat. Hierdie plantvoedingstowwe bevat sekondêre elemente soos kalsium en swael, wat gewoonlik in die vervaardiging van hoëkonsentraat-kunsmis in die handel uitgewerp word. Omnia verwerk hierdie uitgewerpte gips van ou tegnologiese produksieprosesse na waardevolle plantvoedingstowwe in die vorm van korrelprodukte.

Die homogene verspreiding van voedingstowwe en die teenwoordigheid van sekondêre en mikro-elemente in Omnia Kunsmis se verkorrelde produkte versterk die effektiwiteit van voedingstofgebruik met 10% tot 20% soos deur onafhanklike, internasionale navorsing bewys is.

Die teenwoordigheid van nitrate, kalsium en swael in een korrel verbeter ook waterverbruiksdoeltreffendheid. Plaaslike, onafhanklike navorsing het getoon dat die waterverbruiksdoeltreffendheid van mielies kan verdubbel en koring verdriedubbel deur hierdie voedingstofkombinasies te gebruik (Figuur 3).

Figure 3: Omnia greenhouse pot trial data with test crops maize and wheat indicating water use efficiency with different nitrogen sources under drought stress. Figuur 3: Omnia kweekhuis potproefdata met mielies en koring as toetsgewasse, dui die waterverbruiksdoeltreffendheid van verskillende stikstofbronne onder waterstremming aan. Die laagste beduidende verskil (Fisher se LSD) word teen ‘n statistiese beduidenisvlak van 95% aangetoon (Ehlers en Bornman, 2017).

Die span landboukundiges by Omnia Kunsmis het toegang tot die mees gevorderde omgewingsvriendelike produkte en voorsien ook spesifieke, innoverende en verantwoordelike landboukundige dienste om volhoubaarheid en omgewingsbeskerming te verseker.

Hierdie dienste sluit in toegang tot produksiefunksies, algoritmes in wat uit die veld verkry is, en gereedskap soos die chlorofilmeter (Minolta SPAD 502) om ‘n gewas se stikstofvereistes deur die seisoen te monitor.

‘n Vyfjaarstudie in die Wes-Kaap (soos gepubliseer op die Omnia Kunsmis-webwerf) het getoon dat stikstofverbruiksdoeltreffendheid van kleingrane, kanola en weiding by Omnia-kliënte van 40% tot meer as 60% gestyg het deur hierdie tegnologie te gebruik.

Omnia het ook ‘n presisieboerdery-eenheid, OmniPrecise®, wat produsente help om voedingstowwe en ameliorante vir optimale voedingstofverbruiksdoeltreffendheid aan te wend.

Omnia en internasionale data toon ‘n toename van 10 tot 15% gewasproduksie en ‘n afname in die hoeveelheid toegediende voedingstowwe soos stikstof en fosfor van tussen 10 en 17%.

Omnia se landboukundiges word veral opgelei in gegronde praktyke soos minimum grondbewerking, die plant van dekgewasse en gewasrotasie wat gesonde, volhoubare boerdery ondersteun.

Die praktyke word deur die Omnia-grondgesondheidsindeks (Soil Health Prism™) gelei en geondersteun deur die OmniBio™-eenheid, wat gesofistikeerde interpretasies verskaf van grondlewe en ander beperkende faktore wat verband hou met die fisiese en chemiese eienskappe van grond.

Van die groot gonswoorde vir die toekoms, ten opsigte van die verbeterde produksie per eenheidsarea, veral in die suide van Afrika, is besproeiing, sproeibemesting, hidroponika, aëroponika, en akwaponika (geïntegreerde waterdier- en gewasproduksie).

Ten opsigte hiervan het Omnia reeds homself geposisioneer om ‘n omvattende moniteringstelsel te ontwikkel wat water, voedingstowwe en stimulante op die doeltreffendste manier toedien wat die tegnologie vandag toelaat.

Dit word die Omnia Fertigation Optimization System (OFOS™) genoem en die model bewys homself al sedert 2000 in die veld. Tot 30% van voedingstowwe word gespaar en die ekonomiese gewasopbrengs en toename in gehalte is wetenskaplik bewys.

Bogenoemde is slegs enkele voorbeelde van Omnia Kunsmis se pogings om verantwoordelik sake te doen om sodoende volhoubaar en omgewingsbewus te bly. Hierdie missie is egter nog lank nie voltooi nie. Inteendeel, die uitdagings in die landboubedryf word by die dag meer.

Primêre bronne:

Adriaanse, F. G., 2012. Efficacy and application of nitrogen sources. Proceedings of the Technical Symposium of the Fertilizer Society of South Africa, Pretoria, 22 Augustus 2012. Bl 4-19.

Below, F. E., Brandau, P. S. & Yockey, J. A., 1996. Sources and Forms of Nitrogen for Optimum Corn Production. Illinois Fertilizer Conference Proceedings. University of Illinois.

Bornman, 2012. Besoek Januarie 2018. The classic benefit of nitrate containing fertilizer. http://www.fertilizer.co.za/knowledge-centre/ammonium-nitrate/75-the-classic-benefit-of-nitrate-containing-fertilizer.

Bornman, J., 2017. Grond vir kos krimp vinnig. Landbouweekblad, 14 April 2017, bl 19.

Bornman, J.J., 2016. Besoek Januarie 2018. The Sulphur sting. http://www.fertilizer.co.za/knowledge-centre/the-sulphur-sting, ook in PDF-formaat beskikbaar.

Brentrup F., Küsters J., Lammel J., Barraclough P., Kuhlmann H., 2004. Environmental impact assessment of agricultural production systems using the life cycle assessment (LCA) methodology II. The application to N fertilizer use in winter wheat production systems. Europ. J. Agronomy 20, 265–279.

Ehlers, L. & Bornman, J.J. 2017. The effect of different nitrogen sources on the yield and water use efficiency of dryland maize (Zea Mays L.) grown in a semi-arid region. Proceedings of the joint crop production conference, Bela Bela, Limpopo, Suid-Afrika.

Inta Bragado, 1997. in YaraBela. 2008. Products you can rely on. ‘n Brosjure deurYara Fertilizer International ASA versprei.

Isherwood, K.F., 2000. Fertilizer use and the environment. International Fertilizer Industry Association publication. Revised edition. United Nations Environment Programme. Paris. Beskikbaar op die internet, PDF-dokument. http://globalpnetwork.net/sites/default/files/IFA-UNEP%20(2000)%20Mineral%20Fertilizer%20Use%20and%20the%20Environment.pdf.

Jones, C. A., Koenig, R.T., Ellsworth, J.W., Brown, B. A. & Jackson, G. D., 2007. Management of uea fertilizer to minimize volatilization. Montana and Washington State University Extension –brosjure, EB137.

Kellerman, M. & Bornman J.J., 2017. Besoek January 2018. Nitrogen use efficiency of wheat in the Western Cape. http://www.fertilizer.co.za/public-relations/news/2017/235-nitrogen-use-efficiency-of-wheat-in-the-western-cape.

Lesouder, C. & Taureau, J., 1997. Fertilisation azotée, formes et modes d’actions. Perspectives Agricoles N° 221.

Meiring, P.L.U., Accessed January 2018. OFOS™: A new comprehensive optimised fertigation system by Omnia. A workable solution in fruit production. http://www.fertilizer.co.za/knowledge-centre/specialities/51-ofos-a-new-comprehensive-optimisation-fertigation-system-by-omnia-a-workable-solution-in-fruit-production.

Moodley, V. Accessed January 2018. Sustainability: Omnia’s soil health prism- measuring and managing the basis of Life. http://www.fertilizer.co.za/knowledge-centre/sustainability/265-omnia-s-soil-health-prism-measuring-and-managing-the-basis-of-life.

Savci, S., 2012. Investigation of Effect of chemical fertilizers on the environment. APCBEE Procedia 1, p 287 – 292

Sayera J & Cassmanb, K.G., 2013. Agricultural innovation to protect the environment. PNAS, vol 110 (21), p 8345–8348. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1208054110.

Yara France, 2009. in Torres, L., 2010. Agronomic efficiency of Yara Bela Nitrates vs Urea/UAN. Presentation by Yara International ASA.