Schröder in sodelavci (2011) poudarjajo, da za izboljšanje učinkovitosti rabe fosforja obstaja več načinov. Rešitve se predvsem nanašajo na probleme kmetijskih zemljišč in na izgube, ki so jim izpostavljena zlasti tla, ki so podvržena obdelavi. Nekatere najbolj pomembne rešitve so:
Fojkar, B. Načini trajnostnega upravljanje s fosforjem v tleh.
Dipl. delo. (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakul., Oddelek za agronomijo, 2021
15 Optimizacija rabe tal
Kmetijstvo je v večji meri dejavnost na prostem, zato so nekatere izgube neizogibne, tudi če delujemo v skladu z najboljšimi tehnikami. Pri tem velja pravilo, da bo izguba večja, kadar bo kmetijska površina večja in kadar bo vsebnost fosforja v tleh večja. Treba je poiskati optimalno ravnovesje med dovolj velikim hektarskim donosom (ki omejuje potrebe po novih tleh, vendar zahteva temu primerno vsebnost fosforja) in vzdrževanjem koncentracije fosforja v tleh na majni ravni (da so izgube na hektar čim manjše, čeprav to povzroča porabo večjega obsega zemljišč za enako pridelavo) (Schröder in sod., 2011).
Preprečevanje erozije
Erozija povečuje potrebe po dodatnih vložkih fosforja, če želimo ohraniti rodovitna tla, obenem pa lahko vodi v popolno opustitev obdelovalne površine in širjenje na nove. Te nove površine pogosto potrebujejo velike začetne vložke fosforja, da dosežejo primerno raven produktivnosti (Schröder in sod., 2011).
Številni ukrepi k zmanjševanju erozije so usmerjeni k izboljšanju infiltracijskih sposobnosti tal, to so: minimalna obdelava tal brez odstranjevanja ostankov pridelkov (mulčenje), terasiranje, uporaba podrahljalnika, sajenje na greben, krovni in prezimni posevki, pretvorba iz obdelovalne v travno ali gozdno površino (Louwagie in sod., 2009).
Usklajevanje vnosov in odvzemov iz tal
Učinkovitejša poraba fosfatnih gnojil je opredeljena s tem, koliko fosforja iz fosfatnega gnojila, dodanega na pridelovalno površino, rastline dejansko porabijo (Scholz in sod., 2014). Mnogokrat je v realnosti situacija taka, da podcenjujemo količino fosforja, ki je na voljo iz različnih virov, zato se raven fosforja v tleh v nemalokrat poveča. To kaže na dejstvo, da je treba zmanjšati vložke fosforja in jih bolje uskladiti z rastlinskim odvzemom (Louwagie in sod., 2009).
Fojkar, B. Načini trajnostnega upravljanje s fosforjem v tleh.
Dipl. delo. (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakul., Oddelek za agronomijo, 2021
16 7 ZAKLJUČEK
Trajnost postaja vedno bolj pomembna okoljska skrb, zato bo upravljanje s fosforjem še posebej v kmetijstvu deležno vedno večje pozornosti. Spremembe iz netrajnostnih načinov uporabe fosfatnih gnojil v bolj trajnostne rešitve bodo v prihodnosti pridobivale na pomenu. Fosfor je esencialni, ne-nadomestljiv element, po katerem bo vedno obstajalo svetovno povpraševanje.
Cene anorganskih fosfatnih gnojil so v stalni rasti, zato tradicionalna pridelava za kmete postaja dražja, manj ekonomična in cenovno nekonkurenčna glede na bolj trajnostne metode pridelave (npr. ohranitveno kmetijstvo, ki za boljše izkoriščanje fosforja v tleh uporablja mikorizo). Pomembno je, da se kmetje zavedajo alternativ rabe tega hranila, saj s tem pozitivno vplivajo tako na tla in njihovo okolje kot tudi na ekonomiko pridelave.
Dobra vezava fosfatov v tleh povzroča, da se v tleh kopiči in se kot pomembno rastlinsko hranilo v tleh nahaja na zalogi. Izogibanje pretirani uporabi fosforja na površinah s presežkom bo prihranilo na milijone ton fosforjevega gnojila, ki ga ne bo treba izkopati.
Metode zmanjševanja izgub iz obdelovalnih površin in načini obnove ter ponovne uporabe fosforja pa zagotavljajo, da bo ta vir ostal razpoložljiv prihodnjim generacijam.
Zmanjšanje izkopavanja tudi pozitivno vpliva na okolje v bližini rudnikov.
Zaključevanje fosforjevega cikla mora postati prednostna naloga tako na ravni kmetov in potrošnikov kot tudi na ravni politike, saj je na tem področju še veliko izzivov in vprašanj, ki jih je treba rešiti. Problemi glede doseganja vrhunca izkopavanja fosfatne rude so več kot jasni v krogih znanstvenikov, strokovnjakov in raziskovalcev, ki te izzive naslavljajo in poudarjajo že vrsto let. Nasprotno se splošna javnost teh izzivov še ne zaveda in jih ne prepozna, zato se bo zavedanje o njegovem velikem pomenu in dragoceni vrednosti verjetno začelo šele, ko bo nastopilo krizno obdobje (ang. phosphorus crisis).
Fojkar, B. Načini trajnostnega upravljanje s fosforjem v tleh.
Dipl. delo. (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakul., Oddelek za agronomijo, 2021
17 8 VIRI
Ashley K., Cordell D., Mavinic D. 2011. A brief history of phosphorus: From the philosopher’s stone to nutrient recovery and reuse. Chemosphere, 84: 737–746
Bellwood P. 2008. First farmers: The origins of agricultural societies. Malden, Blackwell Publishing: 384 str.
Brink J. 1977. World resources of phosphorus. V: Ciba Foundation Symposium Sept 13-15: 23-48
Černec D. 2017. Izzivi trajnostne rabe fosforja. V: 26. mednarodno posvetovanje Komunalna energetika 2017: 9. do 11. maj 2017, Maribor, Slovenija (konferenčni zbornik). Pihler J. (ur.). Maribor, Univerzitetna založba Univerze v Mariboru: 87-96 Cordell D. L. 1998. The role of phosphorus in the eutrophication of receiving waters: A
review. Journal of Environmental Quality, 27, 2: 261–266
Cordell D., White S. 2011. Peak phosphorus: Clarifying the key issues of a vigorous debate about long-term phosphorus security. Sustainability, 3, 10: 2027–2049
Cordell D., Drangert J., White S. 2009a. The story of phosphorus: Global food security and food for thought. Global Environmental Change, 19: 292–305
Cordell D., Schmid-Neset T., White S., Drangert J. 2009b. Preferred future phosphorus scenarios: A framework for meeting long-term phosphorus needs for global food demand. V: International conference on nutrient recovery from wastewater streams.
Ashley K. (ur.). London, IWA: 23–43
https://www.susana.org/_resources/documents/default/2-1030-en-preferred-future-phosphorus-scenarios-2009.pdf (7.7.2021)
Cordell D., Rosemarin A., Schröder J. J., Smit A. L. 2011. Towards global phosphorus security: A systems framework for phosphorus recovery and reuse options.
Chemosphere, 84, 6: 747–758
Cubero B., Nakagaw Y., Jiang X., Miura K., Lib F., Raghothama K. G., Bressan R. A., Hasegawa P. M., Pardo J. M. 2009. The phosphate transporter pht4;6 is a determinant of salt tolerance that is localized to the golgi apparatus of Arabidopsis. Molecular Plant, 2, 3: 535–552
Davis R. D. 1996. The impact of EU and UK environmental pressures on the future of sludge treatment and disposal. Water and Environment Journal, 10, 1: 65–69
de Boer M. A., Wolzak L., Slootweg J. C. 2019. Phosphorus: reserves, production, and applications. V: Phosphorus recovery and recycling. Ohtake H., Tsuneda S. (ur.).
Singapore, Springer: 75–100
De Ridder M., De Jong S., Polchar J., Lingemann S. 2012. Risks and opportunities in the global phosphate rock market. The Hague, The Hague Centre for Strategic Studies: 96 str.
Edwards A. C., Sims T. J., Withers P. J. A. 1997. Are current fertiliser recommendation systems for phosphorus adequate? Fertiliser Society, 404: 1-23
Fojkar, B. Načini trajnostnega upravljanje s fosforjem v tleh.
Dipl. delo. (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakul., Oddelek za agronomijo, 2021
18
Gustavsson J. 2011. Global food losses and food waste – extent, causes and prevention.
Rome, Food and Agriculture Organisation of the United Nations: 38 str.
Gerke J., Römer W., Jungk A. 1994. The excretion of citric and malic acid by proteoid roots oflupinus albus l.; effects on soil solution concentrations of phosphate, iron, and aluminum in the proteoid rhizosphere in samples of an oxisol and a luvisol. Zeitschrift Für Pflanzenernährung Und Bodenkunde, 157, 4: 289–294
Gleason W. 2007. An introduction to phosphorus: History, production, and application.
JOM, 59: 17–19
Harrison A. F. 1988. Soil organic phosphorus: A review of world literature. Wallingford, CAB International: 257 str.
Hinsinger P., Gilkes R. 1997. Dissolution of phosphate rock in the rhizosphere of five plant species grown in an acid, P-fixing mineral substrate. Geoderma, 75, 3-4: 231–
249
Hinsinger P., Gobran G. R., Gregory P. J., Wenzel W. W. 2005. Rhizosphere geometry and heterogeneity arising from root-mediated physical and chemical processes. New Phytologist, 168, 2: 293–303
James E., Kleinman P., Veith T., Stedman R., Sharpley A. 2007. Phosphorus contributions from pasture dairy cattle to streams of the Cannonsville watershed, New York. Journal of Soil and Water Conservation, 62: 40–47
Johnston A. E., Dawson C. J. 2005. Phosphorus in agriculture and in relation to water quality. United Kingdom, Agricultural Industries Confederation: 71 str.
Johnston A. E., Steen I. 2001. Understanding phosphorus and its use in agriculture.
Brussels, European Fertilizer Manufacturers' Association: 40 str.
Johnston A. E., 2000. Soil and plant phosphate. Paris, International Fertilizer Industry Association (IFA): 46 str.
Jones K. C., Symon C. J., Johnston A. E. 1987. Retrospective analysis of an archived soil collection II. cadmium. Science of The Total Environment, 67, 1: 75–89
Kabbe C. 2012. The Limited resources of phosphorus and how to close the phosphorus cycle. Eco-Efficiency in Industry and Science, 30: 261–273
Kotak B. G., Kenefick S. L., Fritz D. L., Rousseaux C. G., Prepas E. E., Hrudey S. E.
1993. Occurrence and toxicological evaluation of cyanobacterial toxins in Alberta lakes and farm dugouts. Water Research, 27, 3: 495–506
Kotak B. G., Prepas E. E., Hrudey S. F. 1994. Blue green algal toxins in drinking water supplies: Research in Alberta. Lake Line, 14: 37–40
Kundu M. C., Mandal B. 2008. Agricultural activities influence nitrate and fluoride contamination in drinking groundwater of an intensively cultivated district in India.
Water, Air, and Soil Pollution, 198, 1-4: 243–252
Fojkar, B. Načini trajnostnega upravljanje s fosforjem v tleh.
Dipl. delo. (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakul., Oddelek za agronomijo, 2021
19
Louwagie G., Gay S. H., Burrell A. 2009. Final report on the project 'Sustainable agriculture and soil conservation (SoCo)'. Luxemburg, European Commission: 172 str.
Lynch J. 1995. Root architecture and plant productivity. Plant Physiology, 109, 1: 7–13 MacDonald G. K., Bennett E. M., Potter P. A., Ramankutty N. 2011. Agronomic
phosphorus imbalances across the world's croplands. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108: 3086–3091
Mcgonigle T. P., Miller M. H. 1996. Development of fungi below ground in association with plants growing in disturbed and undisturbed soils. Soil Biology and Biochemistry, 28, 3: 263–269
Miller S. S., Liu J., Allan D. L., Menzhuber C. J., Fedorova M., Vance C. P. 2001.
Molecular control of acid phosphatase secretion into the rhizosphere of proteoid roots from phosphorus-stressed white lupin. Plant Physiology, 127, 2: 594–606
Mullins G. L. 2000. Phosphorus, agriculture and the environment. Blacksburg, Virginia Cooperative Extension: 12 str.
Nziguheba G., Smolders E. 2008. Inputs of trace elements in agricultural soils via phosphate fertilizers in European countries. Science of The Total Environment, 390, 1:
53–57
Pierzynski G. M., McDowell R. W., Sims T. J. 2015. Chemistry, cycling, and potential movement of inorganic phosphorus in soils. Agronomy Monographs, 46: 51–86
Pratt J., Boisson A., Gout E., Bligny R., Douce R., Aubert S. 2009. Phosphate (PI) starvation effect on the cytosolic Pi concentration and Pi exchanges across the tonoplast in plant cells: An in vivo 31P-nuclear magnetic resonance study using methylphosphonate as a Pi analog. Plant Physiology, 151, 3: 1646–1657
Raven J. A., Edwards D. 2001. Roots: Evolutionary origins and biogeochemical significance. Journal of Experimental Botany, 52: 381–401
Sattari S. Z., Bouwman A. F., Giller K. E., van Ittersum M. K. 2012. Residual soil phosphorus as the missing piece in the global phosphorus crisis puzzle. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, 16: 6348–6353
Scholz R. W., Roy A. H., Brand F. S., Hellums D. T., Ulrich A. E. 2014. Sustainable phosphorus management: A global transdisciplinary roadmap. Switzerland, Springer:
322 str.
Schoumans O. F., Bouraoui F., Kabbe C., Oenema O., van Dijk K. C. 2015. Phosphorus management in Europe in a changing world. AMBIO, 44, 2: 180–192
Schröder J. J., Smit A. L., Cordell D., Rosemarin A. 2011. Improved phosphorus use efficiency in agriculture: A key requirement for its sustainable use. Chemosphere, 84, 6: 822–831
Sharpley A., Beegle D. 2001. Managing phosphorus for agriculture and the environment.
Pennsylvania, The Pennsylvania State University: 16 str.
Fojkar, B. Načini trajnostnega upravljanje s fosforjem v tleh.
Dipl. delo. (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakul., Oddelek za agronomijo, 2021
20
Shen J., Yuan L., Zhang J., Li H., Bai Z., Chen X., Zhang W., Zhang F. 2011.
Phosphorus dynamics: from soil to plant. Plant Physiology, 156: 997–1005
Smil V. 2000. Phosphorus in the environment: Natural flows and human interferences.
Annual Review of Energy and the Environment, 25: 53–88
Soil Association. 2010. A rock and a hard place: Peak phosphorus and the threat to our food security. United Kingdom, Soil Association: 24 str.
Stewart W. M., Hammond L. L., van Kauwenbergh S. J. 2005. Phosphorus as a natural resource. Phosphorus: Agriculture and the Environment, 46: 1-22
Syers J. K., Johnston A. E., Curtin D. Y. 2008. Efficiency of soil and fertiliser phosphorus use: Reconciling changing concepts of soil phosphorus behaviour with agronomic information. Rome, Food and Agriculture Organization of the United Nations: 108 str.
Tirado R., Allsop M., 2012. Phosphorus in agriculture: problems and solutions.
Amsterdam, Greenpeace International: 36 str.
Vaccari D. A. 2009. Phosphorus: A looming crisis. Scientific American, 300: 54–59 Vance C. P., Uhde-Stone C., Allan D. L. 2003. Phosphorus acquisition and use: Critical
adaptations by plants for securing a nonrenewable resource. New Phytologist, 157, 3:
423–447
Vodnik D. 2012. Osnove fiziologije rastlin. Ljubljana, Oddelek za agronomijo, Biotehniška fakulteta: 141 str.
Zhang H., Shan B. 2008. Historical records of heavy metal accumulation in sediments and the relationship with agricultural intensification in the Yangtze–Huaihe region, China. Science of The Total Environment, 399, 1–3: 113–120