Janusz Igras — Produkcyjne i środowiskowe skutki nawożenia

Produkcyjne i środowiskowe
skutki nawożenia roślin w Polsce
JANUSZ IGRAS
INSTYTUT NAWOZÓW SZTUCZNYCH
PUŁAWY
WOJCIECH LIPIŃSKI
KRAJOWA STACJA CHEMICZNOROLNICZA WESOŁA
 Efektywność syntezy amoniaku
 Efektywność wykorzystania azotu w Polsce na tle
innych krajów europejskich
 Zróżnicowanie regionalne wykorzystania azotu
 Nawożenie a jakość wody
 Nawożenie a degradacja gleby
Synteza amoniaku
ZA „Puławy” S.A., Ammonia II, 2010 r.
Zużycie energii na produkcję amoniaku (Możeński 2012)
Zapotrzebowanie energii do wytwarzania
nawozów azotowych (Biskupski i in. 2012)
mocznik
GJ/t związanego
azotu (N)
GJ/t produktu
azotan amonu
amoniak
0
10
20
30
40
Zapotrzebowanie energii [GJ]
50
60
POLSKA – kraj rolniczy
Populacja
Powierzchnia
całkowita
38,2 mln
31,3 M ha
16,1 mln ha
Użytki rolne
51%
powierzchni
kraju
12,1 mln ha
Grunty orne 75 % użytków
rolnych
Konsumpcja
nawozów
1,89 mln t N
117,9 kg
NPK/ha
Źródło: Rocznik Statystyczny Rolnictwa, 2010
Stopa wzrostu PKB
%
6,2
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
6,8
5,1
3,9
3,6
4,3
2,4
1,6
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Towarowa Produkcja Rolnicza
mld PLN
(netto)
60
44,1
40
47,1
47,5
50,7
36,8
28,8 28,8
20
0
2000 2002
2005
2007
2008 2009
2010
Wykorzystanie potencjału produkcyjnego roślin
na przykładzie zbóż (Krasowicz i in. 2012)
70
60
dt·ha-1
50
40
30
20
10
0
Potencjalny wzrost plonu
Plon aktualny
Regionalne wykorzystanie potencjału produkcyjnego
roślin na przykładzie zbóż (Fotyma i in. 2010)
Wartości elementów bilansu azotu (N)
Województwo
tys. t N
dopływ
odpływ
saldo
nadwyżka
jedn. w kg
N·ha-1 UR
Efektywność
wykorzystania N
(odpływ/dopływ) (%)
Kujawsko-pomorskie
KJP
177,4
85,8
91,6
86,3
48,4
Wielkopolskie
WKP
298,0
146,3
151,7
85,3
49,1
Łódzkie
LOD
154,7
72,4
82,4
75,5
46,8
Warmińsko-maz.
WAM
132,9
72,3
60,6
63,0
54,4
Lubuskie
LBS
55,5
26,0
29,5
62,9
46,8
Pomorskie
POM
96,0
52,5
43,6
57,6
54,6
Mazowieckie
MAZ
255,1
139,3
115,8
54,9
54,6
Opolskie
OPL
78,6
50,4
28,2
50,5
64,1
Zachodniopomorskie
ZPM
104,6
58,0
46,7
50,2
55,4
Lubelskie
LUB
168,8
95,1
73,6
48,4
56,4
Świętokrzyskie
SWK
61,6
34,8
26,8
48,1
56,5
Śląskie
SLK
51,6
31,3
20,3
45,3
60,6
Podlaskie
POD
138,0
91,3
46,7
42,1
66,1
Dolnośląskie
DLS
106,8
69,1
37,6
40,1
64,8
Małopolskie
MPL
67,9
48,1
19,7
28,7
70,9
Podkarpackie
PDK
60,6
44,1
16,5
22,4
72,8
Polska
POL
2008,1
1116,7
891,4
56,7
55,6
Zależność pomiędzy zużyciem azotu
a plonami roślin w krajach UE w latach 2008-2010 (Fotyma i in. 2012)
PL
Nawozochłonność produkcji zbóż w Europie
w latach 2008-2010 (Fotyma i in. 2012)
PL
Zasoby wody pitnej na świecie
Polska pod względem
zasobów wodnych
bywa porównywana
do krajów typowo
pustynnych.
Źródło: Gleik, P. H., 1996: Water resources. W: Encyclopedia of Climate and Weather,
POLSKA – kraj rolniczy
DPSIR
W XX wieku wzrost gospodarczy
(najczęściej rozumiany jako wzrost PKB)
został osiągnięty bez uwzględnienia integralności
struktury i procesów ekosystemowych
i limitowanego charakteru zasobów przyrodniczych
POLSKA – kraj rolniczy
Zmiana krążenia
materii
Zmiana
krążenia wody
POLSKA – kraj rolniczy
Wielkoskalowa degradacja
procesów zlewniowych
Intensywna degradacja w
obszarach zurbanizowanych
I KLASA
0%
II KLASA
2%
POZAKLA
SOWE
19%
Pogorszenie
jakości wody
III KLASA
36%
IV KLASA
43%
wyniki monitoringu
diagnostycznego rzek z 2006 r.
(Polityka Wodna Państwa 2030)
Specyfika zlewni Bałtyku
Antropopresja ze strony rolnictwa
Ocena udziału Polski w wielkości
zrzutów składników biogenicznych
na przykładzie azotu
Igras i Pastuszak 2009)
System monitoringu (Jadczyszyn 2010)
Liczba punktów w gminie zależna jest od obsady DJP:
< 40 DJP/100 ha UR – 1 punkt
40-80 DJP/100 ha UR – 2 punkty
> 80 DJP/100 ha UR – 3 punkty
Punkty monitoringu są zlokalizowane przy pomocy GPS
Stężenia azotanów w wodach drenarskich
(Jadczyszyn 2010)
wiosna
jesień
Stężenie azotanów w wodach wiosną a straty azotu
mineralnego z gleby w okresie zimowym (Jadczyszyn 2010)
60
50
kg/ha
40
30
20
10
0
PDK MAL
ZAP
SLS
LUB POM WAM PDL LOD
DLN SWT MAZ WLP KUJ
OPL
LUS
Straty azotu mineralnego z gleby
Zróżnicowanie regionalnego zagrożenia związkami azotu dla
jakości wód glebowo-gruntowych (Igras i Fotyma 2012)
Wykorzystanie gruntów na cele rolnicze
w latach 1700-2000
http://www.ediblegeography.com/sixty-six-percent-natural/
Degradacja gleb
Obecnie degradacja
gleb szacowana jest na
9 milionów hektarów
rocznie (obszar równy
powierzchni Irlandii)
http://www.landfood.ubc.ca/soil200/soil_mgmt/soil_degradation.htm
Zakwaszenie gleb
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/projects/soil_atlas/index.html zmodyfikowane
Odczyn i potrzeby wapnowania gleb
(Jadczyszyn 2011)
pH<4,5 - 17%
pH 4,5-5,5 – 27%
gleby b. kwaśne i kwaśne – 44%
Konieczne – 19%
Potrzebne – 14%
Wskazane – 15%
Ograniczone – 14%
Zbędne – 38%
Syntetyczny wskaźnik żyzności gleby
(Igras i Ochal 2012)
Klasa żyzności
1
2
3
4
5
Żyzność gleby
b. niska
niska
średnia
wysoka
b. wysoka
SWŻG
≤ -1,29
-1,29 – -0,50
-0,50 – 0,25
0,25 – 1,16
≥1,16
Zmienne
Ładunki czynnikowe
pHKCl
0,548551
P2O5
0,607943
K2O
0,575494
Mg
0,341891
Rozmieszczenie gleb o niskiej
i bardzo niskiej żyzności (Igras i Ochal 2011)
 Czy istnieje możliwość dalszego
zwiększenia wielkości plonów roślin
poprzez nawożenie?
 Jak zarządzać składnikami
pokarmowymi nie szkodząc
środowisku?
 Co zrobić aby intensywna produkcja
rolna nie degradowała środowiska?
KSCHR WESOŁA
Dziękujemy za uwagę
Janusz Igras
Wojciech Lipiński