Parecer Técnico de Avaliação Mercadológica de Gleba Urbanizável
Gleba jako źródło życia – ochrona oraz jej racjonalne...
Transcript of Gleba jako źródło życia – ochrona oraz jej racjonalne...
Gleba jako źródło życia – ochrona oraz jej racjonalne wykorzystanie
Lubelska Izba Rolnicza w konsorcjum z Mazowiecką Izbą Rolniczą, Podkarpacką Izbą Rolniczą, Podlaską Izbą Rolniczą, Łódzką Izbą Rolniczą oraz Krajową Radą Izb Rolniczych i Instytutem Upraw
Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach realizuje operację:
„Europejski Fundusz Rolny na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich: Europa inwestująca w obszary wiejskie”.
Operacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Schematu II Pomocy Technicznej
„Krajowa Sieć Obszarów Wiejskich” Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014 – 2020
Instytucja Zarządzająca Programem Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014-2020 - Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi.
Materiał opracowany przez Lubelską Izbę Rolniczą
Racjonalna gospodarka nawozowa, wykorzystanie
zasobów naturalnych i ich wpływ na środowisko
przyrodnicze i zmiany klimatu
„Europejski Fundusz Rolny na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich: Europa inwestująca w obszary wiejskie”.
Operacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Schematu II Pomocy Technicznej
„Krajowa Sieć Obszarów Wiejskich” Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014 – 2020
Instytucja Zarządzająca Programem Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014-2020 - Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi.
Materiał opracowany przez Lubelską Izbę Rolniczą
prof. dr hab. Alicja PecioInstytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach
40% - odczyn bardzo kwaśny lub kwaśny,34% - odczyn lekko kwaśny,26% - obojętny lub zasadowy
Istota problemu zakwaszenia gleb w Polsce
NawózRównoważnik kg CaCO3
kwasowy zasadowy
Siarczan amonu 110 --
Mocznik 82 -
Saletra amonowa 61 -
Saletrzak 30 -
Saletra wapniowa - 21
Saletra sodowa - 28
Zużycie nawozów wapniowych:niespełna 40 kg CaO∙ha-1∙rok-1
Przyczyny zakwaszenia gleb w Polsce
1. Zakwaszenie gleb ma charakter przede wszystkim naturalny i wynika ze specyfiki
procesu glebotwórczego i rodzaju skał macierzystych:
• gleby polodowcowe, wytworzone ze skał osadowych,
głównie okruchowych luźnych przyniesionych przez lodowce ze Skandynawii
• skały macierzyste wykazują bardzo często odczyn kwaśny i bardzo kwaśny
2. Klimat Polski charakteryzujący się przewagą opadów nad parowaniem
3. Pokrywa glebowa
dominują gleby lekkie, z natury silnie lub umiarkowanie zakwaszone,
o małej zdolności zatrzymywania wody i składników pokarmowych (w tym Ca, Mg)
oraz o niskiej zawartości substancji organicznej (zajmują ok. 56,6%)
4. Procesy antropogenicznego zakwaszania gleb
• zakwaszające działanie nawozów mineralnych,
szczególnie saletry amonowej i nawozów siarczanowych
• zbyt małe zużycie nawozów o działaniu odkwaszającym, głównie nawozów
wapniowych i wapniowo-magnezowych 39,0 kg ha-1 rok-1 CaO i nie pokrywa nawet
ubytku wapnia wynoszonego z plonami roślin uprawnych
• działalność przemysłu i emisja związków SO2, NOx i NH4
Procentowy udział próbek w klasach odczynu gleb w Polsce w latach 2014-2015(n=54 656)
Województwo
Odczyn gleby
bardzo kwaśny
pH<4,5
kwaśny
pH 4,6-5,5
lekko kwaśny
pH 5,6-6,5
obojętny
pH 6,6-7,2
zasadowy
pH>7,2Dolnośląskie 23,1 29,4 32,0 11,7 3,8
Kujawsko-pomorskie 14,2 21,9 25,8 20,5 17,6
Lubelskie 29,7 28,0 20,9 11,5 9,9
Lubuskie 27,6 30,5 24,1 10,6 7,2
Łódzkie 40,0 32,9 18,1 5,8 3,2
Małopolskie 46,1 28,1 12,8 8,0 5,0
Mazowieckie 38,0 27,5 19,4 10,1 5,1
Opolskie 10,2 24,3 37,3 19,3 8,9
Podkarpackie 46,3 29,5 13,0 7,7 3,5
Podlaskie 35,0 29,7 17,4 10,1 7,9
Pomorskie 22,7 34,2 24,2 12,0 6,9
Śląskie 25,8 26,3 27,3 14,8 5,8
Świętokrzyskie 27,3 23,7 17,8 18,0 13,2
Warmińsko-mazurskie 26,9 33,2 21,1 13,1 5,8
Wielkopolskie 19,1 25,0 27,3 16,2 12,4
Zachodnio-pomorskie 19,4 28,5 27,4 15,3 9,4
Polska 28,9 28,3 22,4 12,5 7,9
Źródło: Smreczak i Łysiak 2017
Stan zakwaszenia gleb w Polsce
Przestrzenne zróżnicowanie próbek glebw klasach odczynu bardzo kwaśnego i kwaśnego
Źródło: Smreczak i Łysiak 2017
Stan zakwaszenia gleb w Polsce
Przestrzenne rozmieszczenie gleb wykazujących w górnej warstwie (0-20 cm) odczyn silnie kwaśny (pHKCl ≤ 4,5 n=31 255)
WojewództwoPotrzeby wapnowania
konieczne potrzebne wskazane ograniczone zbędneDolnośląskie 38,9 16,8 15,1 14,4 14,8
Kujawsko-pomorskie 13,4 13,1 12,6 14,2 46,7
Lubelskie 36,5 16,0 12,7 11,5 23,2
Lubuskie 26,8 20,6 14,6 13,4 24,6
Łódzkie 36,7 23,0 16,0 10,7 13,6
Małopolskie 69,0 8,5 6,6 5,1 10,8
Mazowieckie 33,4 20,8 13,0 11,0 21,8
Opolskie 20,0 14,7 22,7 19,4 23,1
Podkarpackie 59,0 14,4 8,4 5,9 12,2
Podlaskie 30,5 22,3 12,6 9,3 25,3
Pomorskie 24,8 22,1 15,5 13,5 24,1
Śląskie 37,3 16,1 13,7 13,0 20,0
Świętokrzyskie 28,7 14,1 12,1 10,4 34,9
Warmińsko-mazurskie 31,3 19,6 14,6 11,8 22,8
Wielkopolskie 18,2 13,9 13,5 14,8 39,6
Zachodnio-pomorskie 20,4 15,7 14,4 15,5 34,0
Polska 32,5 17,2 13,4 12,0 25,0
Procentowy udział próbek w kategoriach potrzeb wapnowania gleb w Polsce w latach 2014-2015 (n=54 656)
Źródło: Smreczak i Łysiak 2017
Potrzeby wapnowania oraz zużycie nawozów wapniowych w Polsce
Rozmieszczenie próbek gleb wymagających wapnowania koniecznego
Źródło: Smreczak i Łysiak 2017
Potrzeby wapnowaniaoraz zużycie nawozów wapniowych w Polsce
Zużycie wapna nawozowego (kg CaO∙ha-1∙rok-1)
Źródło: Ochal 2017 na podstawie danych GUS
Zużycie wapna nawozowego
średnio 42 kg CaO ha-1 rok-1
Średnie zużycie wapna nawozowego w latach 2012/2015 (kg∙ha-1)
Źródło: Ochal 2017 na podstawie danych GUS
Zużycie wapna nawozowego
Powierzchnia gleb użytków rolnych wymagająca wapnowania (ha) dla użytków rolnych o łącznej powierzchni 14 545 270 ha (GUS)
Źródło: Ochal 2017 na podstawie danych odczynu gleb (Smreczak i Łysiak 2017)
Kategoria gleby
Odczyn pHKClRazem
<4.5 4.5-5.1 5.2- 5.6 5.7-6.1 6.2-6.6
B. lekkie 932 285,0 328 985,5 - - - 1 261 270,5
Lekkie 2 019 311,4 1 292 255,3 874 399,8 - - 4 185 966,5
Średnie 873 117,9 727 891,3 580 699,4 597 811,3 - 2 779 520,0
Ciężkie 285 851,6 242 858,5 210 384,2 212 229,0 216 349,7 1 167 673,0
Razem 4 110 566 2 591 991 1 665 483 810 040 216 350 9 394 429,9
Zapotrzebowanie na wapno w kraju
Zapotrzebowanie na wapno nawozowe (tony) dla gleb użytków rolnych w zależności od odczynu i kategorii agronomicznej
Źródło: Ochal 2017 na podstawie danych odczynu gleb (Smreczak i Łysiak 2017)
Kategoria gleby
Odczyn pHKClRazem
<4.5 4.5-5.1 5.2- 5.6 5.7-6.1 6.2-6.6
B. lekkie 1 864 570,0 246 739,1 - - - 2 111 309,2
Lekkie 10 096 557,1 4 109 371,7 786 959,8 - - 14 992 888,7
Średnie 5 238 707,6 3 348 300,1 1 393 678,6 47 8249,0 - 10 458 935,4
Ciężkie 1 715 109, 1 287 150,2 378 691,5 29 712,1 21 635,0 3 432 298,2
Razem 18 914 944,0 8 991 561,0 2 559 330,0 507 961,0 21 635,0 30 995 431,3
Zapotrzebowanie na wapno w kraju
Zapotrzebowanie na wapno w województwach (mln ton)
Źródło: Ochal 2017, na podstawie danych odczynu gleb (Smreczak i Łysiak 2017)
Zapotrzebowanie na wapno w kraju
Zapotrzebowanie na wapno (tony CaO) w celu regulacji odczynu gleb do pH5,1
Źródło: Ochal 2017, na podstawie danych odczynu gleb (Smreczak i Łysiak 2017)
Kategoria gleby
Odczyn pHKClRazem
<4.5 4.5-5.1 5.2- 5.6 5.7-6.1 6.2-6.6
B. lekkie 1 864 570,0 246 739,1 - - - 2 111 309,0
Lekkie 8 077 246,0 2 054 686,0 - - - 10 131 932,0
Średnie 2 619 354,0 1 674 150,0 - - - 4 293 504,0
Ciężkie 1 286 332,0 643 575,1 - - - 1 929 907,0
Razem 13 847 502,0 4 619 150,0 - - - 18 466 652,0
Zapotrzebowanie na wapno w kraju
Zapotrzebowanie na wapno nawozowe w województwach (mln ton)
Źródło: Ochal 2017 na podstawie bazy danych odczynu gleb (Smreczak i Łysiak 2017)
Zapotrzebowanie na wapno w kraju
Współczynniki utraty plonu zależnie od pH gleb
Ocena zakwaszenia gleb Zakres pHWspółczynnik utraty plonu
(%)
Bardzo kwaśne <4,5 25
Kwaśne 4,6-5,5 15
Lekko kwaśne 5,6-6,5 5
Obojętne 6,6-7,2 1
Zasadowe >7,2 2
Zakwaszenie a produkcyjność roślin
Dostępność większości składników mineralnych z gleby jest najlepsza, gdy pH wynosi 6,5
Zakwaszenie gleby zakłóca pobieranie przez rośliny uprawne składników pokarmowych, głównie:• fosforu i wapnia,• magnezu i molibdenu
Stąd też często obserwowane objawy niedoboru składników mineralnych w powiązaniu z nietypowym wyglądem roślin
Zakwaszenie a produkcyjność roślin
Gleba kwaśna – rozwój roślin i stan łanu w sezonie wegetacyjnym
Ujemny wpływ zakwaszenia gleby ujawnia się poprzez:• Słaby system korzeniowy• Słabe krzewienie roślin• Żółknięcie dolnych liści
• Zahamowanie wzrostu, karłowacenie roślin• Stan łanu - rzadki
Wapń jest potrzebny roślinom do prawidłowego wzrostu i plonowania
Zakwaszenie a produkcyjność roślin
Skutki zakwaszenia gleb użytkowanych rolniczo
• zwiększone wymycie azotanów, chlorków, siarczanów
• Ograniczenie przyswajalności dla roślin składników pokarmowych:
P, Mo, Mg, Ca, K, N, C (pH<5,5)
• Niedostateczne pobieranie przez rośliny wapnia zwiększa podatność roślin na choroby grzybowe
• Ograniczenie aktywności pestycydów
• Zwiększenie toksyczności glinu, manganu, metali ciężkich (pH<4,2)
• Zmniejszenie aktywności biologicznej gleb (pH<5,5)
• Destrukcja właściwości fizycznych gleb (pH<5,5; pH> 8,0)
• Ograniczenie funkcji produkcyjnych gleb:
➢ ciężkich (pH,6,0)
➢ średnich (pH,5,5)
➢ lekkich (pH<5,0)
Zmiany efektywności wykorzystania azotu brutto w produkcji rolniczej Polski na tle wybranych wskaźników stanu agrochemicznego gleb
Wyszczególnienie
Okres lat
Zmiana*2000-2003 2004-2007 2008-2001 2012-2015
Efektywność wykorzystania N (%) 56,8 57,0 58,6 64,0** 7,2
Udział (%) gleb o:
niskim i bardzo niskim odczynie pH 52 49 45 39 -13
niskiej i bardzo niskiej zasobności w fosfor 34 33 32 31 -3
niskiej i bardzo niskiej zasobności w potas 46 43 42 39 -7
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
* różnica wielkości bezwzględnych pomiędzy latami 2012-2014 a 2002-2004 ** - dotyczy lat 2012-2014
Źródło: Kopiński 2017, na podstawie danych GUS
Wzrost intensywności produkcji roślinnej a globalna produkcja roślinna
Źródło: opracowanie na podstawie danych GUS (Środki produkcji; Produkcja upraw rolnych i ogrodniczych, 2003-2016
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Wzrost zużycia min nawozów azotowych – 40%, tj. 2,2 kg N ha-1 UR w dkWzrost globalnej produkcji roślinnej – 6%
Zmiany relacji zużycia fosforu i potasu w odniesieniu do azotuw produkcji rolniczej Polski
Wyszczególnienie
Okres lat
Zmiana*2000-2003 2004-2007 2008-2001 2012-2015
Relacja w nawozach mineralnychN 1 1 1 1 -
P2O5 0,36 0,39 0,37 0,32 -0,04
K2O 0,45 0,48 0,42 0,41 -0,04
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Źródło: Kopiński 2017, na podstawie danych GUS
* różnica wielkości bezwzględnych pomiędzy latami 2012-2014 a 2002-2004
Zużycie nawozów azotowych w latach 2010-2014 w wybranych krajach UE
Źródło: Kopiński 2017 na podstawie danych EF (Forecast… 2011-2015)
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Zużycie nawozów wapniowych
Źródło: opracowanie na podstawie danych GUS (Środki produkcji (28); Produkcja upraw rolnych i ogrodniczych, 2003-2016
WojewództwoZużycie nawozów wapniowych
(kg CaO ha-1 UR w dk)2001-2005 2006-2011 2012-2015 Zmiana* %
Dolnośląskie 175,6 75,2 73,6 -58,1
Kujawsko-pomorskie 98,9 49,1 61,5 -37,8
Lubelskie 70,2 34,3 36,8 -47,5
Lubuskie 31,7 39,9 36,3 14,7
Łódzkie 112,7 35,3 37,3 -66,9
Małopolskie 84,5 10,7 14,6 -82,7
Mazowieckie 53,6 27,4 26,4 -50,7
Opolskie 199,8 104,8 98,2 -50,8
Podkarpackie 70,9 13,7 18,4 -74,0
Podlaskie 58,6 14,7 16,2 -72,3
Pomorskie 90,5 52,1 57,5 -36,5
Śląskie 290,9 43,2 44,5 -84,7
Świętokrzyskie 65,0 10,0 18,9 -71,0
Warmińsko-mazurskie 160,1 40,3 42,2 -73,7
Wielkopolskie 74,8 51,8 58,4 -21,9
Zachodniopomorskie 114,3 71,8 66,4 -41,9
Polska 93,6 41,1 44,0 -53,0
Zużycie nawozów wapniowych w województwach Polski w różnych okresach lat XXI wieku
* Zmiana w latach 2012-2015 w odniesieniu do lat 2001-2005
Źródło: opracowanie Jerzy Kopiński (IUNG-PIB) na podstawie danych GUS
Województwo
Nawożenie
mineralne i naturalne razem
(kg NPK ha-1 UR w dk)
Nawożenie mineralne
(kg NPK ha-1 UR w dk)
2006-2011 2012-2015 2006-2011 2012-2015Dolnośląskie 185,2 190,6 151,8 164,1
Kujawsko-pomorskie 277,4 265,2 175,1 174,9
Lubelskie 179,0 185,1 115,7 133,7
Lubuskie 172,9 172,9 126,8 126,9
Łódzkie 242,3 238,7 137,8 140,4
Małopolskie 154,2 149,0 73,1 80,0
Mazowieckie 212,7 212,1 107,8 105,1
Opolskie 250,8 259,6 186,7 204,7
Podkarpackie 124,1 119,7 66,2 76,1
Podlaskie 239,3 249,5 96,3 101,7
Pomorskie 204,2 206,6 134,9 143,0
Śląskie 199,7 207,5 118,3 126,6
Świętokrzyskie 179,2 180,6 101,3 114,7
Warmińsko-mazurskie 221,2 192,9 125,4 106,3
Wielkopolskie 296,1 286,9 163,4 158,4
Zachodniopomorskie 163,8 178,2 130,4 148,7
Polska 215,2 215,5 127,4 132,6
Zużycie nawozów mineralnych NPK i naturalnych w województwach Polskiw różnych okresach lat XXI wieku
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Województwo
Globalna produkcyjność
roślinna rzeczywista
(j.zb.ha-1UR w dk)
(x)
Globalna produkcyjność
roślinna potencjalnie
możliwa
(j.zb.ha-1UR w dk)
(y=x+z)
Produkcja roślinna
potencjalnie utracona przez
zakwaszenie gleb
(j.zb.ha-1UR w dk)
(z)
2006-2011 2012-2015 2006-2011 2012-2015 2006-2011 2012-2015
Dolnośląskie 45,4 49,7 49,9 54,0 4,5 4,3
Kujawsko-pomorskie 43,1 48,0 46,4 51,5 3,3 3,5
Lubelskie 34,5 39,3 38,8 43,6 4,3 4,3
Lubuskie 32,3 38,7 36,1 42,4 3,8 3,7
Łódzkie 34,6 36,5 40,3 41,8 5,7 5,2
Małopolskie 31,8 33,3 36,0 37,6 4,2 4,3
Mazowieckie 31,1 32,8 35,9 37,4 4,7 4,5
Opolskie 54,0 60,2 57,8 64,3 3,9 4,0
Podkarpackie 32,7 33,2 38,1 38,1 5,3 4,9
Podlaskie 29,5 29,9 33,8 33,8 4,3 4,0
Pomorskie 38,2 41,7 42,8 46,1 4,6 4,4
Śląskie 38,7 39,3 42,9 43,2 4,2 3,9
Świętokrzyskie 32,8 33,7 36,3 37,1 3,4 3,4
Warmińsko-mazurskie 33,7 34,6 37,6 38,1 3,9 3,5
Wielkopolskie 41,0 46,1 45,4 50,2 4,4 4,1
Zachodniopomorskie 38,5 44,6 42,7 48,7 4,2 4,2
Polska 36,7 39,5 41,0 43,5 4,3 4,0
Rzeczywista i potencjalnie możliwa produkcyjność roślinna
w województwach w okresach lat 2006-2001 i 2012-2015
Źródło: opracowanie Jerzy Kopiński (IUNG-PIB) na podstawie danych GUS
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Nawozochłonność i możliwe straty składników nawozowych powodowane
przez zakwaszenie gleb w województwach Polski w okresach lat 2006-2011 i 2012-2015
Województwo
Rzeczywista
całkowita
nawozochłonność
produkcji roślinnej
(kg NPK j.zb.-1)
Potenjalna możliwa
całkowita
nawozochłonność
produkcji roślinnej
(kg NPK j.zb.-1)
Możliwe straty składników
nawozowych powodowane przez
zakwaszenie gleb
[kg NPK∙ha-1 UR w dk] %
2006-2011 2012-2015 2006-2011 2012-2015 2006-2011 2012-2015Dolnośląskie 4,1 3,8 3,5 3,5 18,5 15,1 7,9
Kujawsko-pomorskie 6,4 5,5 5,7 5,1 21,3 17,9 6,8
Lubelskie 5,2 4,7 4,5 4,2 22,4 18,4 9,9
Lubuskie 5,4 4,5 4,2 4,1 20,3 15,2 8,8
Łódzkie 7,0 6,5 5,8 5,7 39,9 29,9 12,5
Małopolskie 4,8 4,5 3,9 4,0 20,4 16,9 11,4
Mazowieckie 6,8 6,5 5,8 5,7 32,3 25,7 12,1
Opolskie 4,6 4,3 4,0 4,0 18,0 16,3 6,3
Podkarpackie 3,8 3,6 3,0 3,1 20,3 15,4 12,8
Podlaskie 8,1 8,4 7,1 7,4 35,0 29,3 11,7
Pomorskie 5,3 5,0 4,6 4,5 24,8 19,9 9,6
Śląskie 5,2 5,3 4,4 4,8 21,5 18,7 9,0
Świętokrzyskie 5,5 5,4 4,8 4,9 18,8 16,7 9,3
Warmińsko-mazurskie 6,6 5,6 5,9 5,1 25,3 17,5 9,1
Wielkopolskie 7,2 6,2 6,0 5,7 31,8 23,5 8,2
Zachodniopomorskie 4,3 4,0 3,6 3,7 17,9 15,2 8,5
Polska 5,9 5,5 5,0 5,0 25,1 19,9 9,2
Źródło: opracowanie Jerzy Kopiński (IUNG-PIB) na podstawie danych GUS
Zakwaszenie a produkcyjność roślin i ochrona środowiska
Względna efektywność plonotwórcza NPK w zależności od odczynu gleby
Źródło: Grzebisz i in. 2013
Odczyn gleb a efektywność wykorzystania składników pokarmowych
Odczyn gleby a gazowe straty azotu
Azot niewykorzystany przez rośliny jest źródłem emisji gazów do atmosfery (N-NH4)
Ogólny schemat przemian azotu w środowisku naturalnym
Wymywanie azotanów
nitryfikacja
ula
tnia
nie
NH3
N2, NO, N2O
de
nit
ryfi
kacj
a
Średnie zużycie mineralnych nawozów azotowych ogółem w latach 2011-2015oraz prognoza zużycia na lata 2020 i 2030 (tys. ton N)
Źródło: Faber i Jarosz 2017
Lata ŚredniaPrzedział ufności
dolny górny
2011-2015 1 098 - -
2020 1 122 (2,1%) 1 069 1 176
2030 1 183 (7,2%) 1 118 1251
Odczyn gleby a gazowe straty azotu
Zużycie asortymentów nawozów azotowych w latach 2011-2015oraz prognoza zużycia na lata 2020 i 2030 (tys. ton N)
Źródło: Nawozy ogółem – GUS; asortymenty nawozów – Kopiński, 2017
NawózRok
EF(% zużytego nawozu)
2005 2015 2020 2030 pH gleby<7 pH gleby>7
Saletra amonowa 308 334 373 394 1,6 3,3
Fosforan amonu 22 18 20 21 5,2 9,4
Siarczan amonu 22 2831
(40,9%)33
(50,0%)9,2 17,0
Saletra wapniowa 165 168 188 198 0,8 1,7
RSM 40 43 48 51 10,0 9,7
Mocznik 250 300335
(34%)353
(41,2%)15,9 16,8
Nawozy wieloskładnikowe (NPK)
88 113126
(43,2%)133
(51,1%)6,7 9,4
Razem 2005: 895 tys ton odpowiadało emisji NH3 60 429 ton
Odczyn gleby a gazowe straty azotu
EF – współczynnik emisji amoniaku z mineralnych nawozów azotowych
Emisje amoniaku (t) oraz ograniczenia emisji (%)dla badanych scenariuszy modyfikacji stosowania mocznika
w latach 2015, 20120 i 2030
Źródło:Faber i Jarosz, 2017
Odczyn gleby a gazowe straty azotu
Rok Jednostka
Modyfikacja sposobu stosowania mocznika
brak modyfikacji
przedsiewnie pod jare i wymieszany
z glebąoraz pogłównie
tylko w kwietniu
zwiększenie wielkości
granuldo ok. 4 mm
pokrycie granul
inhibitorem ureazy
zastąpienie mocznika równoważną ilością N w saletrze amonowej
2015tona 71 330 53 336 47 345 52 142 30 529
% 100,0 25,2 33,6 26,9 57,2
2020tona
79 713 (11,7%)
59 631 52 909 58 270 34 117
% 100,0 25,2 33,6 26,9 57,2
2030tona
84 047 (17,8%)
62 873 55 786 61 438 35 971
% 100,0 25,2 33,6 26,9 57,2
optymalne pH dla pobierania fosforu wynosi 6,5 a dla azotu powyżej pH 5
Odczyn gleb a emisja biogenów do wód
Drogi „ucieczki” azotu z rolnictwa do wód
Azot niewykorzystany przez rośliny przyczynia się do eutrofizacji środowiska wodnego (N-NH3)
Odczyn gleb a emisja biogenów do wód c.d.
Wapnowanie „środowiskowe”
• poprawia strukturę gleby i związane z nim zwiększenie penetracji gleby przez korzenie
• znacząco usprawnia pobranie składników przez rośliny i ogranicza zmyw powierzchniowy
• pozwala na uzyskiwanie zadowalających plonów na glebach kwaśnych przy stosowaniu obniżonych dawek fosforu
• zwiększona efektywność wykorzystania składnika, jak również samo ograniczenie ilości fosforu wnoszonego do gleby, bezpośrednio zmniejsza ryzyko przedostania się szkodliwych ilości fosforu do wód
Uregulowanie odczynu gleby jest zabiegiem zmniejszającympoziom strat azotu i fosforu do wód
Odczyn gleb a emisja biogenów do wód c.d.
Komisja Ochrony Środowiska Morskiego Bałtyku HELCOM,działająca na rzecz ochrony wód Bałtyku, m.in. przed eutrofizacją,
mając na uwadze skuteczność wapnowaniaw ograniczaniu emisji biogenów do atmosfery i wód,
wskazała wapnowanie
jako jedno z podstawowych, rekomendowanych działańograniczających straty azotu i fosforu do wód
Najbardziej podatne na obniżenie odczynu gleby do lekko kwaśnego i kwaśnego są: Cd i Zn - ich mobilność rośnie już przy spadku pH poniżej 6-6,5Cu i Pb ich mobilność rośnie dopiero przy pH < 5,0
Odczyn uważany jest za jeden z głównych czynników wpływających na formę, w jakiej metale ciężkie występują w środowisku glebowym
oraz na ich dostępność dla roślin
Zakwaszenie gleb a toksyczność metali ciężkich
Obniżenie odczynu gleby do lekko kwaśnego i kwaśnegopowoduje wzrost stężenia w roztworze glebowym,
dostępnych dla roślin, ruchomych form metali ciężkich,a tym samym ryzyko podwyższenia wskaźnika ich akumulacji w roślinach
Inni autorzy:Cd i Mn - aktywność rośnie przy pH 5,5- 6,0Zn, Ni, Cu - przy pH 5,5-5,0Pb - przy pH < 4,5
Zakwaszenie gleb a toksyczność metali ciężkich c.d.
• Zakwaszenie gleb zwiększa mobilność metali ciężkich w środowisku glebowym, w związku z czym mogą być one łatwiej pobierane przez rośliny uprawne
• Akumulacja metali ciężkich może powodować objawy toksyczności u roślin, a nawet powodować obniżenie jakości plonów
• Najczęściej objawy toksyczności powoduje glin. Pierwotna reakcja rośliny na toksyczność glinu ujawnia się w korzeniu i polega na zahamowaniu jego wzrostu. Istotą toksycznego wpływu glinu na system korzeniowy jest zastępowanie w apoplaściekorzenia kationów zasadowych, głównie wapnia Ca2+ przez kationy glinu Al3+
• Każde zjawisko zaburzające wzrost systemu korzeniowego w głąb profilu glebowego ogranicza możliwość wykorzystania przez roślinę lokalnych zapasów wody i zawartych w niej ruchliwych składników mineralnych takich jak azotany, a jednocześnie redukuje pobieranie składników mało ruchliwych z gleby takich jak fosfor i potas, warunkujących wykorzystanie przez roślinę pobranego azotu
Konsekwencją niskiego odczynu gleb zanieczyszczonych metalami jest:
• migracja zanieczyszczeń do wód gruntowych• nadmierne pobieranie przez rośliny, które oznacza zwiększone ryzyko
przechodzenia pierwiastków do łańcucha pokarmowego człowieka i innych organizmów żywych
• ograniczenie aktywności mikrobiologicznej gleb wskutek toksycznego działania metali ciężkich
Zakwaszenie gleb a toksyczność metali ciężkich c.d.
Problem silnego zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimiwystępuje głównie na obszarach przemysłowych naszego kraju,
w glebach użytkowanych rolniczo ma znaczenie regionalne
Wapnowanie powinno być stosowane bezwzględniejako praktyka zmniejszająca ryzyko narażenia środowiska
na oddziaływanie metali ciężkich
Czynniki antropogeniczne a zakwaszanie gleb
Gdy przyrodnicze procesy zostaną wsparte czynnikami antropogenicznymi,pojawia się zazwyczaj
degradacja chemiczna gleb, której pierwotnym skutkiem jest zakwaszenie
Za główne przyczyny antropogenicznego zakwaszenia uznaje się:• nawożenie azotem • oraz emisje kwasotwórczych zanieczyszczeń powietrza SO2, NOx i NH3,
które opadają na gleby w postaci suchego bądź mokrego depozytu, tzw. „kwaśnych deszczy”
Czynniki antropogeniczne a zakwaszanie gleb c.d.
Do zakwaszenia przyczynia się azot w formie:• amonowej NH4
+
• mocznika CO(NH2)2, który w wyniku urolizy również przechodzi w formę amonową
Ponadto, jon NH4+ podlega nitryfikacji, zachodzącej dwustopniowo przy udziale bakterii
Nitrosomonas i Nitrobacter.
Stosowanie nawozów azotowych powoduje zakwaszenie glebw stopniu tym większym im wyższe są dawki N
i im wyższy jest udział formy amonowej w nawozach
Czynniki antropogeniczne a zakwaszanie gleb c.d.
Kwaśne opady i suchy depozyt zanieczyszczeń powietrzajako skutek emisji gazowych głównie w postaci SO2, NOx i NH3 powstających ze:
• spalania paliw w elektrowniach, • zakładach przemysłowych i silnikach, • w pojazdach mechanicznych,
zmniejszył się w stosunku do lat 80.,ale nadal stanowi znaczne źródło protonu w glebach
Pomimo znacznego obniżenia ładunku protonu, które w ostatnim 25-leciu zmniejszyło się o około 40%
presja zakwaszania gleb w Polsce nie uległa znacznemu zahamowaniu
Czynniki antropogeniczne a zakwaszanie gleb c.d.
Łączny depozyt protonów wodoru pochodzący z:• stosowania nawozów azotowych• emisji SO2 i NOx
do zneutralizowania wynosi :1900 moli H+
(nawożenie N – 570; SO2 – 828; NOx – 502 H+/ha/rok)
Po uwzględnieniu aktualnego zużycia wapna nawozowegodo zneutralizowania protonów pochodzących ze źródeł antropogenicznych,
należałoby zastosować jeszcze56,2 kg/CaO/rok
Rodzaj nawozu wapniowegoDawka CaO
(t)Wartość łączna
(zł/ha)Wartość łączna wapnowania
w przeliczeniu na rok*(zł/ha)
Wapno węglanowe (50% CaO)1,0 914 229
2,0 1 828 457
Wapno tlenkowe (60% CaO)1,5 1 884 471
3,0 3767 942
* - koszt wapnowania rozliczono na okres 4-letni Źródło: opracowanie Madej 2017
Koszt wapnowania w ujęciu rocznym
Koszt wapnowania
Na koszt wapnowania składają się:
✓ koszt samego zakupu wapna✓ oraz nakłady poniesione na:
• transport, • pracochłonność, • a także w niektórych gospodarstwach koszt usługi rozsiewu wapna
Podsumowanie i wnioski
Spośród czynników antropogenicznych, • nawożenie azotem odpowiada za dostarczenie 30% H+, • emisje przemysłowe - 70% H+ , z czego:✓ depozyt dwutlenku siarki stanowi – 43,6%,✓ dwutlenku azotu – 26,4%
Zakwaszenie stanowi jeden z ważniejszych elementów chemicznej degradacji glebpomimo zmniejszonej ostatnio presji antropogenicznych przyczyn zakwaszenia
Gleby użytkowane rolniczo w Polsce cechują się naturalnie bardzo kwaśnym i kwaśnym odczynem, wynikającym z:
• przebiegu procesów glebotwórczych, • oddziaływań antropogenicznych✓ nawozy azotowe, ✓ emisja tlenków SO2, NOx i NH3 pochodzących ze spalania surowców energetycznych,
głównie węgla i pochodnych ropy naftowej przez przemysł i transport
Uwzględniając aktualne zużycie wapna nawozowego 39 kg CaO ha-1 UR do zneutralizowania protonów pochodzących ze źródeł antropogenicznych,
należałoby zastosować jeszcze 56,2 kg/CaO/rok
Produkcyjne, a także ekologiczne skutki zakwaszenia gleby przedstawiają wypadkowy efekt działania szeregu procesów, często współzależnych,a więc trudnych do jednoznacznego zdefiniowania
Dlatego obserwowane niekorzystne zjawiska mierzone są najczęściej:✓ wielkością utraconego plonu uprawianej rośliny✓ małą zawartością składników mineralnych w glebie✓ zwiększonym wymywaniem składników mineralnych z gleby
Podsumowanie i wnioski c.d.
Zakwaszenie gleb pozostaje dużą barierą w produkcji roślinneji stanowi zagrożenie dla środowiska
Zakwaszenie gleb powoduje szereg ujemnych skutków dla środowiska,do których zaliczyć należy:
✓ niską efektywność wykorzystania azotu i fosforu✓ zwiększenie gazowych strat azotu✓ mobilność glinu i manganu oraz innych metali ciężkich w glebie ✓ pogorszenie jakości wód powierzchniowych wskutek strat niewykorzystanego
przez rośliny azotu i fosforu
Oszacowane sumaryczne zapotrzebowania rolnictwa w Polsce na wapno wynosi około 31,0 milionów ton CaO
(około 62 mln ton w masie nawozów),
w tym dla:gleb bardzo kwaśnych o pH poniżej 5,1 – około 18,5 mln ton CaO
(ok. 37 mln ton w masie nawozów)
Zapotrzebowanie to powinno być zrealizowane w przeciągu najbliższych 4 - 6 lat
Podsumowanie i wnioski c.d.
Około 50% gleb użytków rolnych charakteryzuje siębardzo kwaśnym i kwaśnym odczynem,
a zużycie nawozów wapniowych jest zbyt niskie w stosunku do potrzeb
Koszty zabiegu wapnowania gleb nie mogą być w całości przerzucone,tak jak to dzieje się obecnie,
na rolnikówszczególnie dotyczy to małych gospodarstw na glebach lekkich i bardzo lekkich
Podsumowanie i wnioski c.d.
Dlatego też powinno się umożliwić dofinansowanie zabiegów wapnowaniagleb o odczynie poniżej pH 5,5
W obecnych warunkach ekonomicznych rolnicy użytkujący te glebynie są w stanie podołać wysokim nakładom na zabieg,
którego koszt na 1 ha oszacowano na450 zł∙rok-1
Bez uregulowania odczynu trudno spodziewać się wzrostu konkurencyjności uzyskiwanych produktów rolnych i zapewnienie odpowiedniej jakości
Podsumowanie i wnioski c.d.
Programem wapnowania powinny być objęte wszystkie gleby użytkowane rolniczo w naszym kraju,
przede wszystkim gleby wykazujące odczyn bardzo kwaśny i kwaśny,niezależnie od położenia administracyjnego
Nawozy wapniowe, mogą pochodzić z bardzo dobrych i bogatych złóż krajowych Zwiększenie ich eksploatacji nie stanowi większego problemu technicznego
Gleba stanowi dobro ogólnonarodowe i jest zasobemw tym wypadku – odnawialnym,
jednak pod warunkiem należytego w nią inwestowania
Wapnowanie jest jedną z inwestycji w glebę