UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W POZNANIU

WYDZIAŁ MELIORACJI I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KATEDRA EKOLOGII I OCHRONY ŚRODOWISKA

Jerzy Kupiec

Autoreferat pracy doktorskiej pt.: OCENA BILANSU SKŁADNIKÓW BIOGENNYCH (NPK) JAKO PODSTAWY MONITORINGU PRODUKCJI ROLNEJ

W ASPEKCIE OCHRONY ŚRODOWISKA

Promotor rozprawy: Prof. dr hab. Janina Zbierska Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska AR Poznań

Recenzenci:

Prof. dr hab. Lech Nowak Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Dr hab. Krzysztof Szoszkiewicz, prof. nadzw. Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

POZNAŃ 2008

2

1. WSTĘP Intensywna gospodarka rolna prowadzona w krajach rozwijających się, zużywająca

duże ilości sztucznych środków produkcji, takich jak nawozy mineralne i pasze przemysłowe,

doprowadziła do niekorzystnych zmian w środowisku przyrodniczym. Dodatkowo,

intensyfikacja produkcji polowej przyczyniła się do nasilenia erozji, szybszej mineralizacji

materii organicznej w glebach, a w konsekwencji zwiększyła wymywanie z pól składników

nawozowych takich jak azot, fosfor i potas.

Duża ilość łatwo dostępnych składników w wodzie doprowadziło do zjawiska

eutrofizacji w wodach powierzchniowych. Ciekami z kolei składniki nawozowe docierają do

mórz i oceanów, zaburzając funkcjonowanie ich naturalnych ekosystemów i powodując

zjawisko eutrofizacji (HARPER 1996, ALLAN 1998, KAJAK 1994, SZOSZKIEWICZ i in. 2002,

PIETRZAK 2003a). Szczególnie groźne jest zanieczyszczenie azotanami wód podziemnych,

będących głównie rezerwuarem wód pitnych dla człowieka.

Obszary, na których prowadzona jest działalność rolnicza na całym świecie zajmują

bardzo dużą powierzchnię. W Unii Europejskiej i w Polsce jest to ponad 60% powierzchni

Wspólnoty, a więc ma to znaczny wpływ na stan środowiska przyrodniczego (SAPEK i in.

2003, MICHALCZYK 2004). Monitoring wód powierzchniowych prowadzony w krajach

Europy Zachodniej wykazał duże przekroczenia zawartości azotanów. Jednocześnie

wskazano na produkcję rolniczą jako główne źródło tego składnika w wodzie (Informacja ...

2003).

Wykorzystywanie w rolnictwie środków produkcji, takich jak nawozy czy pasze

przemysłowe, jest konieczne dla jego stabilności i prawidłowego funkcjonowania

gospodarstw. Jednak nieracjonalne ich stosowanie może stanowić poważne zagrożenie dla

środowiska. Dlatego dla ograniczenia negatywnego wpływu rolnictwa na środowisko

naturalne Unia Europejska w dniu 12 grudnia 1991 r. wprowadziła w życie tzw. Dyrektywę

Azotanową (Dyrektywa 91/676/EWG) w sprawie ochrony wód przed zanieczyszczeniami

spowodowanymi przez azotany pochodzenia rolniczego. Wśród wielu zapisów tej Dyrektywy

na wszystkie państwa członkowskie nałożony został obowiązek m.in. kontroli i monitoringu

obiegu azotu w gospodarstwach rolnych. W każdym państwie Wspólnoty został opracowany

kodeks dobrych praktyk rolniczych dostosowany do warunków społeczno-demograficznych

oraz ekonomicznych danego kraju oraz wprowadzone odpowiednie programy działań na

obszarach szczególnie narażonych (OSN).

2. CEL PRACY

Celem naukowym badań jest ocena wybranych metod krajowych i zagranicznych

sporządzania bilansu składników pokarmowych w produkcji rolnej pod kątem dokładności i

3

przydatności w ochronie środowiska, a także analiza i ocena wpływu poszczególnych

elementów bilansu na saldo.

Celem praktycznym badań jest:

� sporządzenie bilansu składników biogennych (NPK) w produkcji rolniczej w wybranych

regionach kraju na różnych poziomach (powierzchnia pól, gospodarstwo, OSN);

� ocena wielkości strat biogenów na obszarach wiejskich oraz zagrożenia środowiska ze

strony rolnictwa,

� ocena zakresu i skuteczności działań prowadzonych na obszarach szczególnie narażonych

na azotany ze źródeł rolniczych.

3. HIPOTEZY ROBOCZE:

1. Bilans jest dobrym narzędziem kontroli obiegu składników biogennych w produkcji

rolniczej a jego wynik pozwala na ocenę potencjalnej wielkości strat tych składników

i zaplanowanie racjonalnej gospodarki biogenami.

2. W gospodarstwach zlokalizowanych w badanych OSN utrzymuje się wysokie

obciążenie pól i agroekosystemów składnikami biogennymi (NPK) wynikające z

dużej intensywności produkcji oraz niewłaściwych praktyk rolniczych.

4. ZAKRES BADAŃ

Zakres pracy obejmował badania terenowe, analizy laboratoryjne materiału roślinnego

i pasz, prace kameralne i opracowanie wyników

1. Badania terenowe obejmowały:

• ankietyzację gospodarstw indywidualnych oraz zebranie danych i informacji ze

sprawozdań statystycznych w gospodarstwach wielkoobszarowych,

• zebranie danych zawartych w kartach identyfikacyjnych oraz kartach pól i innej

dokumentacji bezpośrednio w gminach, placówkach ODR oraz z RZGW

charakteryzujących produkcję rolną w wybranych gospodarstwach rolnych,

• uzupełniające badania terenowe dotyczące ilości pozostawionych resztek

pożniwnych niektórych roślin.

2. Badania laboratoryjne były badaniami uzupełniającymi i dotyczyły analiz

chemicznych zawartości składników pokarmowych w paszach i produktach

roślinnych.

3. Badania kameralne obejmowały:

• analizę kierunków i poziomu gospodarowania oraz charakterystykę wybranych

gospodarstwach rolnych,

• analizę i ocenę strat składników pokarmowych,

4

• sporządzenie bilansów składników biogennych,

• opracowanie statystyczne wyników.

Badania obejmowały okres od 2002 do 2006 roku i obejmowały dwa pełne sezony

wegetacyjne dla każdego z gospodarstw.

5. METODYKA BADAŃ

Gospodarstwa rolne

Do szczegółowych badań wytypowano łącznie 130 gospodarstw indywidualnych oraz

wielkoobszarowych o zróżnicowanej wielkości, poziomie i kierunkach produkcji. Produkcja

w tych gospodarstwach realizowana była w sposób konwencjonalny. Badaniami objęto

gospodarstwa rozwojowe (> 10 ha) zlokalizowane na obszarach szczególnie narażonych na

azotany woj. wielkopolskiego, dolnośląskiego, lubuskiego i opolskiego, dla których dane

uzyskano z kart dokumentacyjnych oraz własnych ankiet. Dane z gospodarstw

wielkoobszarowych uzyskano na podstawie kopii sprawozdań statystycznych sporządzanych

corocznie przez te gospodarstwa dla Głównego Urzędu Statystycznego. Gospodarstwa

indywidualne Opolszczyzny były gospodarstwami wdrożeniowymi, dla których nie

prowadzono dokumentacji wynikającej z Dyrektywy Azotanowej. Dane dla tych gospodarstw

uzyskano z Wojewódzkiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Łosiowie.

Obliczenia bilansowe

Ocenę stopnia obciążenia składnikami biogennymi wybranych gospodarstw bądź

regionów dokonano na podstawie obliczenia bilansu składników w oparciu o dwa typy

bilansu. W bilansie „na powierzchni pola”, stosowanym w wielu krajach europejskich w

różnych modyfikacjach, uwzględniono elementy wniesione lub wyniesione z powierzchni pól

(rys. 1). W bilansie „u wrót gospodarstwa” (w skali gospodarstwa) uwzględniono elementy

wchodzące lub wychodzące przez bramę wjazdową gospodarstwa (rys. 2).

Poszczególne pozycje bilansu takie jak: pasze treściwe, objętościowe, nawozy

mineralne, naturalne i organiczne, odpady przemysłu spożywczego i drzewnego, roślin

rolniczych, warzywa, owoce, rośliny specjalne, ruń trwałych użytków zielonych, produkty

zwierzęce obliczono w oparciu o dane uzyskane w gospodarstwach oraz wskaźniki zawartości

składników w różnych produktach (wg danych producenta, tabel składu chemicznego

żywności i pasz, dostępnych danych literaturowych, opracowań naukowych i zaleceń dla

praktyki lub własnych analiz).

5

Rys. 1. Graficzne przedstawienie elementów bilansu „na powierzchni pola”

Rys. 2. Graficzne przedstawienie elementów bilansu „u wrót gospodarstwa”

Wykorzystując dane literaturowe wybrano 11 najbardziej rozpowszechnionych metod

sporządzania bilansów, obejmujących różne elementy po stronie przychodu i rozchodu i

dokonano porównania wyników otrzymanych sald składników (tab. 1):

- dla azotu w skali pola: „net balance”, „gross balance”, poszerzony „net balance”,

klasyczny „na powierzchni pola”, OECD, wg Mazura i in., MacroBil,

- dla fosforu i potasu w skali pola: „net balance”, „gross balance”, klasyczny „na

powierzchni pola”, OECD, wg Mazura i in., MacroBil,

- dla azotu, fosforu i potasu w skali gospodarstwa: OSPARCOM, OECD klasyczny

"u wrót gospodarstwa” i mieszany.

Pasze Nawozy mineralne i naturalne Zwierzęta Materiał siewny i rozmnożeniowy Inne

PRZYCHÓD

ROZCHÓD

Produkty roślinne Produkty zwierzęce Zwierzęta Upadki zwierząt Nawozy Pasze

ROZCHÓD

PRZYCHÓD

Resztki pożniwn

e

OBIEG WTÓRNY

Zebrany plon główny Zebrany plon uboczny Denitryfikacja Emisja amoniaku z nawozów naturalnych i mineralnych

6

Tab. 1. Elementy bilansu azotu, fosforu i potasu wg metodologii stosowanej w kraju i za granicą, wykorzystane do porównań w niniejszych badaniach (wg różnych autorów)

Elementy bilansowe

Przychód Rozchód

A Nawozy mineralne Ł Produkty roślinne (plony główne i plony uboczne)

B Nawozy naturalne M Nadwyżka pasz

C Nawozy organiczne N Zwierzęta

D Pasze i dodatki paszowe O Produkty zwierzęce

E Materiał siewny i rozmnożeniowy P Nadwyżka nawozów naturalnych

F Depozycja z atmosfery R Upadki zwierząt

G Wiązanie N2 z atmosfery przez bakterie symbiotyczne S Emisja amoniaku z nawozów naturalnych

H Wiązanie N2 z atmosfery przez bakterie wolnożyjące T Emisja amoniaku z nawozów mineralnych

I Zwierzęta na chów U Denitryfikacja

J Ścieki lub osady ściekowe W Wymywanie składnika z gleby

K Resztki pożniwne

L Inne1

Metody statystyczne

Uzyskane w pracy wyniki dla dwóch typów bilansu składników (NPK) – „na

powierzchni pola” i „u wrót gospodarstwa”, które zostały wykorzystane dla oceny obciążenia

pól bądź agroekosystemów, poddano jednoczynnikowej analizie wariancji (ANOVA) przy

wykorzystaniu pakietu STATISTICA (StatSoft, Inc. 2007). Dodatkowo obliczono

współczynnik korelacji Pearsona w celu określenia wzajemnych zależności pomiędzy

poszczególnymi czynnikami a saldem składników w poszczególnych typach gospodarstw.

6. LOKALIZACJA OBSZARU BADAŃ

Badania obejmowały gospodarstwa, których grunty w całości lub częściowo znalazły

się na obszarach szczególnie narażonych na azotany pochodzenia rolniczego wyznaczonych

zgodnie z wymogami Dyrektywy Azotanowej UE (91/676/EEC) w rejonie wodnym Warty i

Odry (rys. 3). Badania prowadzono również poza strefami narażonymi na azotany w 39

gospodarstwach o intensywnej produkcji rolniczej w wybranych gminach województwa

opolskiego.

7

Rys. 3. Lokalizacja badanych obszarów narażonych na azotany (OSN) na tle województw w zlewniach rzek: 1- Kopel, 2 - Samica Stęszewska i Mogilnica, 3 - Rów Racocki, 4 - Olszynka, 5 - Pogona i Dąbrówka, 6 - Rów Polski, 7 - Orla

7. WYNIKI BADAŃ

Charakterystyka badanych gospodarstw

Charakterystykę badanych gospodarstw przedstawiono na przykładzie gospodarstw

indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego przyrównując niektóre badane

elementy do pozostałych grup badanych gospodarstw.

A B Rys. 4. Rozmieszczenie gospodarstw indywidualnych nr 1-40 (A) i nr 41- 65 (B) na tle województw

Do badań wytypowano 65 gospodarstw indywidualnych o różnym poziomie i

kierunku produkcji, których grunty administracyjnie przynależały do 22 gmin, z których 21

8

częściowo lub w całości znajdowało się w 6 strefach OSN (rys. 4). Wielkość badanych

gospodarstw indywidualnych wahała się od 10,5 do 115,0 ha (średnio wynosiła 24,7 ha). Do

badań wytypowano również 26 gospodarstw wielkoobszarowych położonych w 7 OSN,

których powierzchnia wahała się od 209,0 do 11391,5 ha oraz 39 gospodarstw

indywidualnych zlokalizowanych w 38 gminach woj. opolskiego, których powierzchnia

oscylowała w zakresie od 13,9 ha do 248,2 ha.

Udział użytków rolnych w strukturze gruntów badanych gospodarstw był bardzo

wysoki i wynosił 96,7%. Struktura użytków rolnych była podobna jak w gospodarstwach

wielkoobszarowych (rys. 5). Gospodarstwa indywidualne woj. opolskiego posiadały znacznie

większy udział gruntów ornych (ponad 93%) i niemal o połowę mniejszy udział użytków

zielonych.

A

UR98,4%

Inne1,6%

B

GO87,4%

TUZ12,3%

Sady ijagodniki0,3%

Rys. 5. Struktura użytkowania gruntów (A) i struktura użytków rolnych (B) w badanym okresie w gospodarstwach indywidualnych [%]

Spośród 65 badanych gospodarstw indywidualnych woj.,. wielkopolskiego i

dolnośląskiego 72,3% posiadło użytki zielone, których areał wahał się pomiędzy 0,21 a 14,0

ha (średnio w grupie badanych gospodarstw wynosi 2,9 ha).

Przeciętne zużycie nawozów mineralnych w badanych gospodarstwach było dużo

większe aniżeli średnio w kraju i regionach (Rocznik … 2005). Średnia ilość NPK, która

została wykorzystana w gospodarstwach pod uprawy wynosiła 178,8 kg·ha-1 UR.

potas19%

azot67%

fosfor14%

Rys. 6. Struktura składników w nawozach mineralnych zastosowanych przez rolników indywidualnych [%]

9

Dla porównania w gospodarstwach wielkoobszarowych zużyto 204,0 kg NPK·ha-1 UR a w

gospodarstwach indywidualnych woj. opolskiego 261,8 kg NPK·ha-1 UR.

Z nawozów mineralnych najchętniej zakupywane przez rolników były nawozy

azotowe. Strukturę zużycia składników dla gospodarstw indywidualnych woj.

wielkopolskiego i dolnośląskiego przedstawiono na rysunku 6. Fosfor i potas był stosowany

w mniejszych ilościach niż w gospodarstwach woj. opolskiego. Średni stosunek zużycia

poszczególnych składników (N:P:K) wynosił 1:0,31:0,41.

W grupie 65 badanych gospodarstw 53,8% specjalizowało się w chowie bydła

mlecznego, 33,8% produkowało żywiec wieprzowy a 12,3% gospodarstw prowadziło

wyłącznie produkcję roślinną.

Produkcja roślinna na gruntach ornych

Rozpatrując strukturę zasiewów w analizowanych gospodarstwach na badanych

obszarach OSN zauważa się wyraźną dominację zbóż w płodozmianie (70,2%, rys. 7).

Spośród roślin zbożowych najczęściej uprawiane było pszenżyto, które w tej grupie roślin

zajmowało 23,8% powierzchni.

Zboża70,2%

Motylkowe i motylkowate

1,7%

Okopowe12,5%

Pastewne8,3%

Inne 3,6%

Przemysłowe3,6%

Rys. 7. Struktura zasiewów w badanych gospodarstwach indywidualnych [%]

Mniejszy udział w strukturze zasiewów miały rośliny okopowe (12,5%), wśród

których przeważały buraki cukrowe (74,0%). W gospodarstwach wielkoobszarowych

struktura zasiewów wyglądała znacznie korzystniej ze względu na mniejszy udział zbóż (ok.

52%). Odwrotna sytuacja miała miejsce w gospodarstwach indywidualnych Opolszczyzny

gdzie zboża zajmowały ponad 75% areału zasiewów.

Produkcja zwierzęca

W gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego, których

znaczna część położona była na terenie byłego województwa leszczyńskiego

(charakteryzującego się bardzo intensywnym poziomem gospodarowania), w strukturze

inwentarza dominowało bydło mleczne (rys. 8). W dużej grupie analizowanych gospodarstw

chów trzody stanowił jedynie zajęcie poboczne. W strukturze stada gospodarstw

10

wielkoobszarowych dominowało bydło (81,4%) a w gospodarstwach indywidualnych woj.

opolskiego trzoda chlewna (56,1%).

Bydło55,2%

Trzoda43,9%

Pozostałe1,0%

Rys. 8. Struktura inwentarza w badanych gospodarstwach indywidualnych [%]

Obsada zwierząt przypadająca na 1 ha UR w zagrodach z dominacją chowu bydła

wahała się od 0,5 do 3,1 DJP (średnio 1,7 DJP). W 30,5% gospodarstw obsada inwentarza

przekraczała dozwoloną wielkość 1,5 DJP·ha-1 UR (rys. 9). W gospodarstwach

specjalizujących się w produkcji żywca wieprzowego obsada inwentarza była znacznie

mniejsza (rys. 10), średnio wynosiła 1,0 DJP·ha-1 UR i tylko w 4 gospodarstwach

przekroczyła zalecaną przez Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej wielkość 1,5 DJP·ha-1 UR.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

1 2 4 10 15 19 20 22 23 24 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 45 46 47 48 49 53 54 56 59

Gospodarstwa

DJP·ha-1 UR

Rys. 9. Obsada pogłowia zwierząt w gospodarstwach nastawionych na produkcje bydła mlecznego [DJP·ha-1 UR]

W gospodarstwach wielkoobszarowych nie zanotowano przekroczenia zalecanej

obsady. Podobnie było w gospodarstwach Opolszczyzny (oprócz gospodarstwa nr 19).

W gospodarstwach nastawionych na produkcję mleka ilość wyprodukowanych

nawozów naturalnych była znacznie większa niż w gospodarstwach specjalizujących się w

produkcji żywca (rys. 11 i 12).

11

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

3 5 8 11 12 13 16 17 18 21 25 26 41 42 43 44 51 52 57 58 60 61 62 64

GospodarstwaDJP·ha-1 UR

Rys. 10. Obsada pogłowia zwierząt w gospodarstwach nastawionych na produkcję żywca wieprzowego [DJP·ha-1 UR]

Gospodarstwa z bydłem mlecznym wytwarzały rocznie w gospodarstwie przeciętnie

16,8 t obornika i 8,4 m3 gnojówki na 1 ha UR, natomiast gospodarstwa nastawione na chów

trzody wytwarzały mniej obornika o 6,0 t·ha-1 UR i mniej gnojówki o 3,0 m3·ha-1 UR.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 4 10 15 19 20 22 23 24 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 45 46 47 48 49 53 54 56 59

Gospodarstwa

t·ha-1 UR

Obornik Gnojówka

Rys. 11. Roczna produkcja nawozów naturalnych w gospodarstwach nastawionych na chów bydła mlecznego [t·ha-1UR]

Nie zauważono w badanym okresie rażących przekroczeń ilości wyprodukowanych

nawozów naturalnych w przeliczeniu na 1 ha UR. Zaledwie w trzech gospodarstwach (nr 2,

42, 43) obornik łącznie z gnojówką mógł przekraczać dozwoloną w Kodeksie Dobrej

Praktyki Rolniczej ilość 170 kg N·ha-1 UR.

Obciążenie użytków rolnych nawozami naturalnymi w gospodarstwach

wielkoobszarowych i indywidualnych woj. opolskiego nie było duże i w większości

gospodarstw mieściło się w bezpiecznych granicach określonych przez Kodeks Dobrych

Praktyk Rolniczych.

12

0

10

20

30

40

50

60

70

3 5 8 11 12 13 16 17 18 21 25 26 41 42 43 44 51 52 57 58 60 61 62 64

Gospodarstwa

t·ha-1 UR

Obornik Gnojówka

Rys. 12. Roczna produkcja nawozów naturalnych w gospodarstwach nastawionych na chów trzody chlewnej [t·ha-1 UR]

Emisja amoniaku w gospodarstwach indywidualnych była zróżnicowana w zależności

od specjalizacji produkcji (rys. 13 i 14). Największe straty azotu w postaci emisji amoniaku

wystąpiły w gospodarstwach z trzodą chlewną. Rocznie na 1 DJP przypadało tu średnio 29,5

kg NH3, czyli o 31,6% więcej aniżeli w zagrodach z bydłem.

14,7

18,9

22,8

14,2

20,218,3

24,6

16,9

22,2 22,8 23,4

9,4

21,6

18,920,5

17,018,3

21,520,1

20,420,6

20,321,322,7

21,4

23,224,5

21,022,1

25,724,9

12,6

18,7

0

5

10

15

20

25

30

1 2 4 10 15 19 20 22 23 24 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 45 46 47 48 49 53 54 56 59

Gospodarstwa

kg NH3·DJP·rok-1

Rys. 13. Roczna emisja amoniaku w gospodarstwach indywidualnych nastawionych na chów bydła mlecznego [kg NH3·DJP]

W gospodarstwach nastawionych na chów bydła mlecznego emisja amoniaku wahała

się od 9,4 do 25,7 kg NH3·DJP-1 rocznie. Najwięcej amoniaku w przeliczeniu na zwierzę

zostało wyemitowane w zlewniach z przewagą trzody chlewnej. W gospodarstwach

wielkoobszarowych średnio od 1 DJP wyemitowano rocznie 19,4 kg amoniaku, przy czym

emisja była wyraźnie większa w gospodarstwach z dominującym chowem trzody chlewnej.

W gospodarstwach woj. opolskiego bydło emitowało średniorocznie 22,6 kg NH3·DJP-1. W

gospodarstwach z trzodą emisja była wyraźnie większa i na jedną DJP przypadało średnio

32,6 kg NH3·rok-1.

13

25,5

31,1

21,6 22,9

36,3

27,4 27,3

23,3

29,426,5

21,6

36,5

27,126,7

32,7

25,7

34,333,732,3

28,5

34,6

27,2

37,937,4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

3 5 8 11 12 13 16 17 18 21 25 26 41 42 43 44 51 52 57 58 60 61 62 64

Gospodarstwa

kg NH3·DJP·rok-1

Rys. 14. Roczna emisja amoniaku w gospodarstwach indywidualnych nastawionych na chów trzody chlewnej [kg NH3·DJP]

8. BILANS BIOGENÓW W BADANYCH GOSPODARSTWACH ROLNYCH NA PRZYKŁADZIE GOSPODARSTW INDYWIDUALNYCH WOJ. WIELKOPOLSKIEGO I DOLNOŚLĄSKIEGO

Bilans „na powierzchni pola”

Bilanse dla gospodarstw indywidualnych analizowano oddzielnie dla gospodarstw

nastawionych na chów bydła, trzody chlewnej oraz specjalizujących się w produkcji roślinnej.

Strukturę bilansu dla 65 gospodarstw indywidualnych Wielkopolski i Dolnego Śląska

przedstawiono na rysunkach 15-17, a wyniki bilansu na rysunkach 18-20. Bilans azotu „na

powierzchni pola” wykazał duże zróżnicowanie wyników pomiędzy poszczególnymi grupami

gospodarstw. Średnie saldo bilansu dla grupy 65 badanych gospodarstw indywidualnych było

zbliżone do bilansu, jaki uzyskano w gospodarstwach wielkoobszarowych i wyniosło 82,1 kg

N·ha-1 UR. W gospodarstwach Opolszczyzny saldo bilansu azotu wyniosło 38,1 kg N·ha-1 UR

(rys. 20). Wykorzystanie składnika w gospodarstwach indywidualnych Wielkopolski i

Dolnego Śląska było nieznacznie większe niż w gospodarstwach wielkoobszarowych i

wyniosło 69,8%. We wszystkich grupach gospodarstw saldo bilansu przekraczało wartość

zalecaną w Kodeksie Dobrej Praktyki Rolniczej (Kodeks ... 2002).

Azot w badanych gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i

dolnośląskiego wnoszono na pola głównie z nawozami mineralnymi i naturalnymi w niemal

podobnych ilościach (rys. 15). Pierwiastek ten wynoszony był z pola przede wszystkim z

plonem głównym i ubocznym oraz z międzyplonami. Duży udział bo ponad 15% stanowiły

straty azotu z nawozów w formie amoniaku. Podobne tendencje zaobserwowano w

pozostałych grupach badanych gospodarstw.

Bilans fosforu wykonany metodą na „na powierzchni pola” w grupie 65 gospodarstw

dał średni wynik dodatni na poziomie 46,5 kg P2O5·ha-1 UR. Największe saldo tego składnika

zaobserwowano w gospodarstwach z produkcją zwierzęcą (rys. 18).

14

Przychód

DEP6,8%

WBW4,0%

NN35,4%

NM42,1%

WS0,7%

RM0,4%

PUM9,8%

MSR0,8%

Rozchód

PUM30,0%

E NH 3 zNM4,0%

E NH 3z NN15,2%

PG49,8%

DEN z NM1,0%

Rys. 15. Struktura bilansu azotu „na powierzchni pola” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Przychód

RM1,9%

NM29,5%

MSR0,8%

PUM35,3%

DEP0,3%

NN32,2%

Rozchód

PG67,7%

PUM32,3%

Rys. 16. Struktura bilansu fosforu „na powierzchni pola” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Przychód

NN50,4%

DEP3,2%

PUM23,4%

MSR0,7%

NM21,8%

RM0,6%

Rozchód

PUM53,5%

PG46,5%

Rys. 17. Struktura bilansu potasu „na powierzchni pola” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Objaśnienia do skrótów na rysunkach

WBW – wiązanie przez mikroorganizmy wolnożyjące, WS – wiązanie symbiotyczne, DEP – depozycja z atmosfery, NM – nawozy mineralne, NN – nawozy naturalne, MSR – materiał siewny i rozmnożeniowy, PUM – plon uboczny i międzyplony, RM – rośliny motylkowe i motylkowate, PG – plony główne roślin, DEN – denitryfikacja, E – emisja,

Saldo fosforu w gospodarstwach indywidualnych kształtowało się na wyższym

poziomie niż w przypadku gospodarstw wielkoobszarowych. Wprowadzony na pola składnik

wykorzystany został w dużym stopniu (73,2%). W strukturze bilansu po stronie przychodu

15

największe ilości fosforu wnosiły przyorane plony uboczne oraz zielona masa międzyplonów,

czyli element wtórny bilansu (35,3%, rys. 16). Gospodarowanie fosforem w grupie 39

gospodarstw Opolszczyzny było prawidłowe. Obliczenie bilansu wykazało niewysoką

nadwyżkę na poziomie 22,6 kg P2O5·ha-1 UR. największe nadwyżki generowały

gospodarstwa z produkcją zwierzęcą (rys. 20).

-30-20-10

0102030405060708090

100110

GB GT GR

Typ gospodarstwa

[kg ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 18. Bilans składników wg metody „na powierzchni pola” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego (GB – gospodarstwa z bydłem, GT – z trzodą, GR – nastawione na produkcję roślinną)

Bilans potasu w grupie 65 gospodarstw indywidualnych wykazał wynik dodatni,

mimo różnic w poszczególnych typach zagród (rys. 18). Średnie saldo bilansu kształtowało

się na poziomie 16,8 kg K2O·ha-1 UR, było zatem wyraźnie mniejsze od salda azotu i fosforu.

Można zauważyć tutaj tendencję odwrotną aniżeli w gospodarstwach wielkoobszarowych,

gdzie salda azotu i potasu były wyższe od salda fosforu.

0102030405060708090

100110

GBTyp gospodarstwa

[kg ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 19. Bilans składników wg metody „na powierzchni pola” w gospodarstwach wielkoobszarowych (GB – gospodarstwa z bydłem)

Średnie wykorzystanie składnika było bliskie zrównoważonemu i kształtowało się na

poziomie 102,7% (103,0% w gospodarstwach z bydłem mlecznym, 92,9% z trzodą chlewną i

16

131,3% z produkcją roślinną). Potas wniesiony został na pola przede wszystkim z nawozami

naturalnymi (ok. 50%), wynoszony był niemal po połowie z plonami głównymi oraz

ubocznymi i międzyplonami (rys. 17). Bilans potasu wykonany metodą „na powierzchni

pola” w grupie 39 gospodarstw indywidualnych wykazał średnie saldo na poziomie 2,1 kg

K2O·ha-1 UR. Rolnicy wielkoobszarowi i indywidualni Opolszczyzny wnosili potas na pola

głównie z nawozami mineralnymi, a wynosili z plonami głównymi.

-140-120-100-80-60-40-20

020406080

GB GT GR

Typ gospodarstwa

[kg ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 20. Bilans składników wg metody „na powierzchni pola” w gospodarstwach indywidualnych woj. opolskiego (GB – gospodarstwa z bydłem, GT – z trzodą, GR – nastawione na produkcję roślinną)

Bilans „u wrót gospodarstwa”

Strukturę oraz wyniki bilansu zamieszczono na rysunkach 21-26. Bilans azotu

obliczony metodą „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach indywidualnych województwa

wielkopolskiego i dolnośląskiego wykazał większe saldo niż w gospodarstwach

wielkoobszarowych. Różnica ta wyniosła 12,9 kg N·ha-1 UR. Największe nadwyżki tego

składnika zaobserwowano w gospodarstwach z trzodą chlewną oraz nastawionych na

produkcję roślinną (rys. 24). W gospodarstwach wielkoobszarowych nadwyżka fosforu

kształtowała się na podobnym poziomie jak w gospodarstwach nastawionych na chów bydła

woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego (rys. 25). Wykorzystanie azotu było niemal identyczne

jak w przypadku gospodarstw wielkoobszarowych (69,5%). Elementem, który wnosił

największe ilości azotu do gospodarstwa były zakupywane nawozy mineralne. Tą drogą

trafiało do zagród 66,3% azotu. Z zakupionymi paszami rolnicy wnieśli do gospodarstwa

25,7% azotu. Najwięcej składnika odpływało z gospodarstw w postaci produktów

zwierzęcych (głównie mleka) i produktów roślinnych (rys. 21). Bilans azotu wykonany

metodą „u wrót gospodarstwa” w grupie 39 gospodarstw indywidualnych województwa

opolskiego wykazał nadwyżki tego składnika, średnio na poziomie 47,1 kg N·ha-1 UR.

Zagrożenie dla środowiska stanowiły gospodarstwa prowadzące chów zwierząt (rys. 26).

Podobnie jak w przypadku bilansu azotu na powierzchni pola, saldo u wrót było tu również o

17

połowę niższe w porównaniu do salda azotu w gospodarstwach indywidualnych

województwa wielkopolskiego i dolnośląskiego.

Przychód

Z0,5%

NM66,3%

MSR2,5%

PDP25,7%

NN5,0%

Rozchód

UZw0,3%

P1,2%

NN2,1%

Ż27,3%

PTR30,0%

PZ39,1%

Rys. 21. Struktura klasycznego bilansu azotu „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Przychód

NN8,2%

PDP39,4%

MSR3,7%

NM48,2%

Z0,6%

Rozchód

PZ19,0% PTR

42,4%

Ż33,5%

NN3,1%

P1,5%

UZw0,5%

Rys. 22. Struktura klasycznego bilansu fosforu „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Przychód

Z0,1%

NM63,1%

MSR1,9%

PDP27,5%

NN7,4%

Rozchód

UZw0,1%

P7,5%

NN6,2% Ż

6,7%

PTR70,7%

PZ8,8%

Rys. 23. Struktura klasycznego bilansu potasu „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Objaśnienia do skrótów na rysunkach

NM – nawozy mineralne, NN – nawozy naturalne, Z – zwierzęta na chów, PDP- pasze i dodatki paszowe, MSR – materiał siewny i rozmnożeniowy, PTR – plon towarowy roślin, P – pasze, PZ – produkty zwierzęce, Ż – żywiec, UZw – upadki zwierząt

18

Bilansu fosforu w grupie 65 gospodarstw indywidualnych wykazał nadwyżkę średnio

na poziomie 40,7 kg P2O5·ha-1 UR, czyli aż o 32,6 kg więcej w porównaniu z wynikiem

uzyskanym w gospodarstwach wielkoobszarowych. W gospodarstwach indywidualnych woj.

wielkopolskiego i dolnośląskiego oraz opolskiego największe nadwyżki fosforu generowały

gospodarstwa z produkcja zwierzęcą (rys. 24-26). Wykorzystanie składnika było identyczne

jak w przypadku azotu i wyniosło 66,6%. Dla gospodarstw woj. opolskiego saldo tego

składnika wynosiło średnio 29,2 kg P2O5·ha-1 UR (rys. 25).

Z elementów bilansu, które miały największy udział w przychodzie fosforu wyróżnić

należy nawozy mineralne (rys. 22). Po stronie rozchodu fosfor opuszczał gospodarstwa

przede wszystkim w produktach roślinnych. Podobnie sytuacja wyglądała w pozostałych

grupach badanych gospodarstw.

Saldo potasu w grupie 65 badanych gospodarstw indywidualnych wykazało mniejszą

nadwyżkę w porównaniu z azotem i fosforem, wynoszącą średnio 32,4 kg K2O·ha-1 UR.

największą nadwyżkę generowały gospodarstwa z bydłem mlecznym (rys. 24-26). Analizując

wykorzystanie składnika można zauważyć, że przeciętnie kształtowało się ono na bardzo

dobrym poziomie 73,5%. W większości gospodarstw potas wprowadzany był do

gospodarstwa głównie z nawozami mineralnymi i paszami, podobnie jak fosfor i azot.

Największe ilości tego składnika wynoszono z gospodarstwa z produktami roślinnymi (rys.

23).

0102030405060708090

100110

GB GT GR

Typ gospodarstwa

[kg ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 24. Bilans składników wg klasycznej metody „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego (GB – gospodarstwa z bydłem, GT – z trzodą, GR – nastawione na produkcję roślinną)

Średni wynik bilansu potasu w grupie 39 gospodarstw Opolszczyzny kształtował się

na poziomie bliskim zrównoważonemu. Część gospodarstw tego regionu charakteryzowała

się bardzo małym wykorzystaniem składnika (poniżej 20%).

19

0102030405060708090

100110

GB

Typ gospodarstwa

[kg ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 25. Bilans składników wg klasycznej metody „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach wielkoobszarowych (GB – gospodarstwa z bydłem)

-50

-30

-10

10

30

50

70

GB GT GR

Typ gospodarstwa

[kg ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 26. Bilans składników wg klasycznej metody „u wrót gospodarstwa” w gospodarstwach indywidualnych woj. opolskiego (GB – gospodarstwa z bydłem, GT – z trzodą, GR – nastawione na produkcję roślinną)

9. BILANS BIOGENÓW W BADANYCH OSN

We wszystkich badanych zlewniach wykonano analizę obciążenia biogenami na

podstawie zmodyfikowanego bilansu „na powierzchni pola” (rys. 27-30).

Analizując bilans azotu dla badanych obszarów szczególnie narażonych

zauważamy we wszystkich przypadkach salda dodatnie, znacznie przekraczające zalecany w

Kodeksie Dobrej Praktyki Rolniczej poziom bezpieczny dla środowiska. Średni wynik

bilansu na poszczególnych OSN mieściły się w zakresie od 58,3 do 117,1 kg N·ha-1 UR.

Najmniejszymi saldami charakteryzowały się gospodarstwa położone w obrębie OSN zlewni

rzek Samica Stęszewska i Mogilnica (rys. 28).

Największe nadwyżki azotu w skali pola zanotowano w gospodarstwach

zlokalizowanych w zlewni rzeki Pogona i Dąbrówka (rys. 28). Obciążenie pól azotem

należało do największych, natomiast fosforu i potasu było największe spośród wszystkich

20

badanych zlewni. Wyniki bilansu azotu w pozostałych zlewniach były zbliżone, a różnice

wyniosły maksymalnie do 13,7 kg N·ha-1 UR.

N

P2O5

K2O

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Saldo

kg·ha-1 UR

N

P2O5

K2O

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Saldo

kg·ha-1 UR

Olszynka Rów Polski

Rys. 27. Saldo bilansu składników na obszarze szczególnie narażonym na zanieczyszczenia związkami azotu (OSN)

N

P2O5

K2O

0

20

40

60

80

100

120

140

Saldo

kg·ha-1 UR

N

P2O5

K2O-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

Saldo

kg·ha-1 UR

Pogona i Dąbrówka Samica St. i Mogilnica

Rys. 28. Saldo bilansu składników na obszarze szczególnie narażonym na zanieczyszczenia związkami azotu (OSN)

N

P2 O

5

K2O

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Saldo

kg·ha-1 UR

N

P2 O

5

K2O

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Saldo

kg·ha-1 UR

Rów Racocki Orla

Rys. 29. Saldo bilansu składników na obszarze szczególnie narażonym na zanieczyszczenia związkami azotu (OSN)

21

N

P2 O

5K2O-60

-40

-20

0

20

40

60

80

Saldo

kg·ha-1 UR

Kopel Rys. 30. Saldo bilansu składników na obszarze szczególnie narażonym na zanieczyszczenia związkami azotu (OSN)

Bilans fosforu we wszystkich badanych zlewniach wykazał nadwyżki w granicach

1,4 - 52,7 kg P2O5·ha-1 UR. W gospodarstwach zlokalizowanych w zlewniach rzek Samica

Stęszewska i Mogilnica, Rów Racocki oraz Olszynka wynik bilansu był bliski

zrównoważonemu (rys. 27-29). W dwóch sąsiadujących ze sobą zlewniach Rowu Polskiego i

Orli salda fosforu kształtowały się na podobnym poziomie, przekraczając 30 kg P2O5·ha-1 UR.

Na obszarze szczególnie narażonym na zanieczyszczenia związkami azotu w zlewni rzek

Pogony i Dąbrówki wartości saldo bilansu fosforu w skali pola, podobnie jak w przypadku

azotu, było wysokie i mogło stanowić zagrożenie dla jakości wód.

Wahania salda potasu były znacznie większe aniżeli w przypadku azotu i fosforu,

zawierały się w granicach od -46,1 do 100,1 kg K2O·ha-1 UR i były mocno zróżnicowane w

poszczególnych zlewniach (rys. 24-27). Niedobór składnika wykazały gospodarstwa położone

w granicach OSN zlewni rzeki Kopel oraz Samica Stęszewska i Mogilnica. Największe

nadwyżki zanotowano w OSN w zlewni rzek Pogona i Dąbrówka (rys. 28). We wszystkich

przypadkach (oprócz zlewni rzeki Kopel oraz Samicy Stęszewskiej i Mogilnicy) bilans potasu

„na powierzchni pola” wykazał wyniki wyższe aniżeli w przypadku fosforu.

Wyniki bilansowe pozwalają stwierdzić, że we wszystkich OSN wystąpiły duże

nadwyżki azotu zagrażające środowisku.

22

10. PORÓWNANIE BILANSÓW BIOGENÓW OBLICZONYCH NA PODSTAWIE RÓŻNYCH METODYK

Bilans w skali pola

Porównując salda azotu uzyskane różnymi metodami sporządzania bilansu w skali

pola zauważamy, że najwyższe wartości wykazuje bilans wykorzystywany w narzędziu

komputerowym, opracowanym przez IUNG w Puławach, zwanym MacroBil (rys. 31-33). Dla

wszystkich typów gospodarstw daje on najwyższe wartości. Duże salda występują również w

przypadku „net balance”. Różnice pomiędzy tymi dwoma bilansami w przypadku

gospodarstw wielkoobszarowych wynoszą 20,3%, w zagrodach indywidualnych

województwa wielkopolskiego i dolnośląskiego 15,0%, a na Opolszczyźnie 37,6%.

Najmniejsze salda azotu uzyskiwano na podstawie klasycznego bilansu „na

powierzchni pola” oraz „gross balance”. Różnice pomiędzy poszczególnymi saldami azotu

obliczonymi wg różnych metodyk sięgają maksymalnie prawie 80% (gospodarstwa

wielkoobszarowe – 54,0%, indywidualne woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego – 44,5%,

indywidualne woj. opolskiego – 79,3%).

-40

-20

0

20

40

60

80

100

"net

balance"

"gross

balance"

poszerzony

"net

balance"

OECD klasyczny

"na pow.

pola"

wg Mazura i

in.

MacroBil

Typ bilansu

[kg·ha-1 ]

azot fosfor potas

Rys. 31. Porównanie sald bilansu składników obliczonych różnymi metodami w skali pola w gospodarstwach indywidualnych woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego

Bilans fosforu w skali pola obliczony różnymi metodami wykazuje najwyższe

wartości w przypadku dwóch typów bilansu – MacroBil i wg Mazura (rys. 31-33). Salda

obliczone tymi dwoma sposobami kształtują się na podobnym poziomie, a różnice w

poszczególnych typach gospodarstw wahają się pomiędzy 0,2 do 3,1 kg P2O5·ha-1 UR.

Najniższe wartości liczbowe zanotowano w przypadku „gross balance”. Różnice pomiędzy

największymi i najmniejszymi saldami w poszczególnych typach gospodarstw wynoszą od

13,2 do 39,2 kg (61,5 - 91,9%). Wyniki wyliczone metodą „net balance” wykazały tylko

nieznacznie niższe wartości w porównaniu z bilansem OECD oraz klasycznym „na

powierzchni pola”.

23

-10

10

30

50

70

90

"net

balance"

"gross

balance"

poszerzony

"net

balance"

OECD klasyczny

"na pow.

pola"

wg Mazura i

in.

MacroBil

Typ bilansu

[kg·ha

-1]

azot fosfor potas

Rys. 32. Porównanie sald bilansu składników obliczonych różnymi metodami w skali pola w gospodarstwach wielkoobszarowych

-45

-25

-5

15

35

55

"net

balance"

"gross

balance"

poszerzony

"netbalance"

OECD klasyczny

"na pow.pola"

wg Mazura i

in.

MacroBil

Typ bilansu

[kg·ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 33. Porównanie sald bilansu składników obliczonych różnymi metodami w skali pola w gospodarstwach indywidualnych woj. opolskiego

W bilansie potasu zauważa się podobne tendencje jak w przypadku fosforu.

Najwyższe wartości we wszystkich badanych gospodarstwach wykazuje bilans MacroBil.

Saldo jest bliskie zrównoważonemu i tylko przy tej metodyce w gospodarstwach

Opolszczyzny zanotowano nieznaczną nadwyżkę potasu (rys. 33). Pozostałe bilanse wykazują

salda ujemne. W zagrodach rolników indywidualnych Wielkopolski i Dolnego Śląska, oprócz

dodatniego bilansu MacroBil, nadwyżkę daje również bilans obliczony na podstawie

metodyki Mazura i in. (rys. 31). Pozostałe typy bilansów wykazują dość duże niedobory

składnika. W gospodarstwach wielkoobszarowych większość typów bilansów wykazuje

nieznaczne nadwyżki (rys. 32), jedynie w przypadku bilansu MacroBil i wg Mazura i in.

nadwyżki te są dosyć duże. Różnice pomiędzy bilansami MacroBil i wg Mazura są niewielkie,

podobnie jak w przypadku bilansu fosforu i wynoszą 3,1-5,4 kg K2O·ha-1 UR. Najmniejsze

wartości salda obserwowano w przypadku „gross balance”. Różnice pomiędzy najwyższymi a

24

najniższymi saldami w poszczególnych typach gospodarstw oscylują w granicach 41,7-53,0

kg K2O·ha-1 UR.

Wysokie nadwyżki składników w niektórych bilansach były spowodowane m. in. złym

zbilansowaniem strony przychodowej i rozchodowej. W „net balance” nie uwzględniono

ubytku azotu w postaci emisji amoniaku, mimo iż strona przychodowa zawierała pewne

elementy nie w pełni zależne od rolnika, takie jak wiązanie azotu z atmosfery czy depozycja.

W bilansie MacroBil uwzględniano po stronie rozchodu taki element jak przyorane resztki

pożniwne, które są elementem wtórnym i mogą wpływać na zawyżanie wyników bilansowych

ze względu na ich duży udział w przychodzie.

Bilans w skali gospodarstwa

Obliczenia wykonane różnymi metodami w skali gospodarstwa, w przypadku azotu

wykazały największe salda we wszystkich typach gospodarstw, dla bilansu proponowanego

przez OECD (rys. 34-36). W metodologii tego bilansu praktycznie nie uwzględnia się

aspektów produkcji zwierzęcej. W przypadku gospodarstw wielkoobszarowych oraz

indywidualnych Wielkopolski i Dolnego Śląska powstające w tym typie bilansu nadwyżki

osiągają wartości przekraczające 100 kg N·ha-1 UR. Duże salda można również zaobserwować

w przypadku bilansu „mieszanego”. Klasyczny bilans „u wrót gospodarstwa” wykazuje

wartości najniższe. Maksymalne różnice pomiędzy poszczególnymi wynikami bilansu azotu w

skali gospodarstwa w badanych typach gospodarstw wynoszą: w gospodarstwach

wielkoobszarowych 51,3 kg N·ha-1 UR (48,9%), w indywidualnych woj. wielkopolskiego i

dolnośląskiego 48,6 kg N·ha-1 UR (42,2%), w indywidualnych Opolszczyzny 24,0 kg N·ha-1

UR (33,8%).

0

20

40

60

80

100

120

140

OSPARCOM OECD klasyczny "u wrótgosp."

„mieszany”

Typ bilansu

[kg·ha

-1]

azot fosfor potas

Rys. 34. Porównanie sald bilansu składników obliczonych różnymi metodami w skali pola w gospodarstwach indywidualnych województwa wielkopolskiego i dolnośląskiego

W przypadku bilansu fosforu brak jest jednoznacznych tendencji przy różnych

metodach obliczania. Bilanse klasyczny „u wrót gospodarstwa” oraz „mieszany” - kształtują

25

się na podobnym poziomie. Największe saldo w przypadku gospodarstw wielkoobszarowych i

indywidualnych Opolszczyzny wykazuje bilans OECD. W zagrodach indywidualnych

Wielkopolski i Dolnego Śląska największe nadwyżki wykazuje klasyczny bilans „u wrót

gospodarstwa” oraz „mieszany”. Najmniejsze salda we wszystkich typach gospodarstw

uzyskano na podstawie metodyki proponowanej przez OSPARCOM (rys. 34-36). Różnice

pomiędzy skrajnymi wynikami w poszczególnych typach gospodarstw oscylują pomiędzy

11,8 i 34,9 kg P2O5·ha-1 UR.

-10

10

30

50

70

90

110

OSPARCOM OECD klasyczny "u wrótgosp."

„mieszany”

Typ bilansu

[kg·ha-1]

azot fosfor potas

Rys. 35. Porównanie sald bilansu składników obliczonych różnymi metodami w skali pola w gospodarstwach wielkoobszarowych

Bilans potasu obliczony różnymi metodami w skali gospodarstwa nie wykazuje tak

dużych wahań jak w przypadku azotu czy fosforu. Różnice pomiędzy skrajnymi wynikami

bilansowymi w poszczególnych typach gospodarstw wahają się od 9,7 do 22,7 kg K2O·ha-1

UR. Największe nadwyżki tego składnika wykazuje bilans „mieszany” w gospodarstwach

indywidualnych, w gospodarstwach wielkoobszarowych natomiast najwyższy wynik

zanotowano w bilansie opartym na wytycznych OECD (rys. 34-36).

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

OSPARCOM OECD klasyczny "u wrótgosp."

„mieszany”

Typ bilansu

[kg·ha

-1]

azot fosfor potas

Rys. 36. Porównanie sald bilansu składników obliczonych różnymi metodami w skali pola w gospodarstwach indywidualnych województwa opolskiego

26

Najmniejsze salda potasu w gospodarstwach indywidualnych pokazał bilans

proponowany przez OSPARCOM. W gospodarstwach wielkoobszarowych najmniejsze saldo

można zaobserwować w przypadku klasycznego bilansu „u wrót gospodarstwa”.

Na zawyżanie wyników bilansowych miały m. in. złe zbilansowanie strony

przychodowej i rozchodowej. W niektórych typach bilansu praktycznie nie uwzględnia się

aspektów produkcji zwierzęcej, takich jak zakupione pasze czy sprzedane produkty zwierzęce

oraz żywiec Ma to duży wpływ na wynik bilansu, ponieważ nie odzwierciedla w pełni obiegu

wprowadzonych do gospodarstwa składników.

Analiza statystyczna wyników

Na podstawie uzyskanych w badaniach wyników dla dwóch typów bilansów („na

powierzchni pola” i „u wrót gospodarstwa” przeprowadzono jednoczynnikową analizę

wariancji (ANOVA) dla oceny wpływu analizowanych grup gospodarstw (wielkoobszarowe,

indywidualne woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego, indywidualne woj. opolskiego) oraz

sposobu gospodarowania (gospodarstwa z chowem bydła, trzody i specjalizujące się w

produkcji roślinnej) na kształtowanie się salda bilansu składników (NPK). Osobno

porównywano salda dla azotu, fosforu i potasu.

W bilansie azotu „na powierzchni pola” nie zauważono istotnych różnic sald

pomiędzy gospodarstwami wielkoobszarowymi (W) oraz indywidualnymi woj.

wielkopolskiego i dolnośląskiego (IN_WD) (rys. 37). Istotne różnice zaobserwowano

natomiast pomiędzy gospodarstwami indywidualnymi woj. opolskiego (IN_O) a pozostałymi

gospodarstwami.

W IN_WD IN_O

grupy gospodarstw

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

kg N•ha-1 UR

N_SNPP

N_SUWG

F = 3,528; p = 0,008

W – wielkoobszarowe, IN_WD – indywidualne woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego, IN_O – indywidualne woj. opolskiego, N_SNPP – saldo azotu „na powierzchni pola”, N_UWG – saldo azotu „u wrót gospodarstwa”

Rys. 37. Kształtowanie się wartości salda azotu w poszczególnych grupach gospodarstw (pionowe słupki oznaczają 0,95 przedziały ufności)

27

Porównanie wartości średnich brzegowych dla sald fosforu obliczonych metodą „na

powierzchni pola” wykazało istotne różnice pomiędzy gospodarstwami z grupy IN_WD a

innymi grupami (rys. 38). Na wysokie wartości sald fosforu w tej grupie zagród wpłynęły

gospodarstwa z produkcją zwierzęcą.

Jednoczynnikowa analiza wariancji wyników bilansu potasu „na powierzchni pola”

wykazała brak istotnych różnic w gospodarowaniu tym składnikiem w gospodarstwach

indywidualnych Wielkopolski i Dolnego Śląska (IN_WD) oraz Opolszczyzny (IN_O) (rys.

39). Bilans potasu różni się istotnie między ww. gospodarstwami a grupą gospodarstw

wielkoobszarowych (W).

W IN_WD IN_O

grupy gospodarstw

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

kg P2O

5•ha-1 UR

P2O5 SNPP

P2O5 UWG

F = 4,485; p =0,001

W – wielkoobszarowe, IN_WD – indywidualne woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego, IN_O – indywidualne woj. opolskiego, P2O5_SNPP – saldo fosforu „na powierzchni pola”, P2O5_UWG – saldo fosforu „u wrót

gospodarstwa”

Rys. 38. Kształtowanie się wartości salda fosforu w poszczególnych grupach gospodarstw (pionowe słupki oznaczają 0,95 przedziały ufności)

Analiza statystyczna wyników bilansu azotu „u wrót gospodarstwa” w

poszczególnych grupach gospodarstw nie wykazała istotnych różnic pomiędzy trzema

badanymi grupami (rys. 37). Odwrotna sytuacja miała miejsce w przypadku wyników

bilansowych dla fosforu. Dla badanych gospodarstw (W, IN_WD, IN_O) wyraźna okazała

się zależność salda od regionu oraz grupy. Pomiędzy wszystkimi badanymi grupami

stwierdzono statystycznie istotne różnice.

Kształtowanie się salda bilansu potasu wykonanego metodą „u wrót gospodarstwa”

wykazało zróżnicowanie regionalne, co było związane z intensywnością produkcji. Brak

istotnych różnic w gospodarowaniu potasem między gospodarstwami wielkoobszarowymi

oraz indywidualnymi woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego. Istotną różnicę zaobserwowano

w gospodarstwach woj. opolskiego w porównaniu z pozostałymi grupami (rys. 39).

28

W IN_WD IN_O

gupy gospodarstw

-40

-20

0

20

40

60

80

100

kg K2O•ha UR-1

K2O SNPP

K2O SUWG

F = 2,453; p = 0,046

W – wielkoobszarowe, IN_WD – indywidualne woj. wielkopolskiego i dolnośląskiego, IN_O – indywidualne woj. opolskiego, K2O_SNPP – saldo potasu „na powierzchni pola”, K2O_UWG – saldo potasu „u wrót

gospodarstwa”

Rys. 39. Kształtowanie się wartości salda potasu w poszczególnych grupach gospodarstw (pionowe słupki oznaczają 0,95 przedziały ufności)

Bilans w skali gospodarstwa potwierdzał podobne tendencje jak bilans w skali pola.

Jedynie dla azotu zauważono istotne różnice pomiędzy dwoma typami bilansów w przypadku

gospodarstw wielkoobszarowych (W) i indywidualnych Wielkopolski i Dolnego Śląska

(IN_WD).

11. WNIOSKI

1. Bilans składników biogennych jest dobrym narzędziem monitoringu produkcji

rolniczej w aspekcie ochrony środowiska pod warunkiem odpowiedniego doboru

elementów bilansu, zarówno po stronie przychodu jak i rozchodu. Bilanse powinny

być sporządzane na podstawie dokładnej dokumentacji prowadzonej przez rolników,

co znacznie ułatwia doradcom, rolnikom oraz służbom monitorującym obliczanie

bilansu.

2. Bilans „u wrót gospodarstwa” jest równie przydatny do oceny skali zagrożenia jakości

wód wynikającego z emisji zanieczyszczeń ze źródeł rolniczych i oceny

oddziaływania rolnictwa na środowisko jak bilans liczony metodą „na powierzchni

pola”, ponieważ pokazuje on podobne tendencje.

3. Wśród bilansów azotu obliczonych w skali pola na potrzeby monitoringu za

najbardziej wiarygodne można uznać bilans poszerzony „net ballance” oraz klasyczny

„na powierzchni pola”. W bilansie poszerzonym „net balance” konieczna jest ujęcie

po stronie rozchodu denitryfikacji i strat amoniaku z nawozów mineralnych, z uwagi

29

na uwzględnianie po stronie przychodu m.in. wiązania azotu przez mikroorganizmy

wolnożyjące.

4. W bilansie fosforu i potasu w skali pola metody „net balance”, „gross balace”, OECD

oraz klasyczna „na powierzchni pola” dały bardzo zbliżone wyniki. Na potrzeby

monitoringu wystarczy zatem prosty i łatwy w stosowaniu bilans nawozowy („gross

balance”), który uwzględnia po stronie przychodu fosfor i potas w nawozach

mineralnych i naturalnych, a po stronie rozchodu składnik wyniesiony w plonach

roślin.

5. Z przebadanych metod bilansowania biogenów w skali pola bilans dla azotu „net

balance” oraz MacroBil, zalecany w Polsce, dają najwyższe wyniki. W przypadku

„net balance” strony przychodowa i rozchodowa są źle zbilansowane. Nie uwzględnia

po stronie rozchodu strat gazowych azotu, biorąc pod uwagę w przychodzie procesy

naturalne, takie jak depozycja i wiązanie azotu atmosferycznego. Na zawyżenie

bilansu azotu MacroBil mają wpływ przyorane plony uboczne i międzyplony oraz

brak po stronie rozchodowej strat azotu w postaci emisji do atmosfery.

6. W przypadku bilansu fosforu i potasu w skali pola w bilansie proponowanym przez

Mazura i in. oraz zastosowanym w oprogramowaniu MacroBil widać wyraźne

tendencję do zawyżania wyników. Mają na to wpływ przede wszystkim przyorane

plony uboczne i międzyplony, mające znaczny udział w przychodzie tych składników.

Jest to element trudny do oszacowania i komplikuje obliczanie bilansu.

7. W skali gospodarstwa najbardziej właściwym dla wprowadzenia do praktyki rolniczej

i monitorowania jakości środowiska pod kątem rozproszenia składników nawozowych

jest klasyczny bilans „u wrót gospodarstwa”. Dla ułatwienia jego stosowania

(uproszenia) można zmodyfikować ten bilans poprzez wyłączenie elementów nie

wpływających znacząco na saldo, takich jak: zakupiony materiał siewny i

rozmnożeniowy, zwierzęta na chów oraz sprzedane pasze i upadki zwierząt.

8. Metodyka obliczania bilansu azotu w skali gospodarstwa proponowana przez OECD

daje wyniki zawyżone w porównaniu z innymi metodami bilansowania. Strona

przychodowa rozbudowana jest o elementy charakterystyczne dla bilansów w skali

pola (opad azotu, wiązanie z atmosfery), które w dużym stopniu nie zależą od rolnika i

nie są związane z produkcją rolną. Brak w tym bilansie elementów produkcji

zwierzęcej powoduje, że nie w pełni odzwierciedla on rzeczywisty obieg składników

w produkcji rolnej.

9. Limit 170 kg azotu na ha użytków rolnych w nawozach naturalnych jest

wystarczającym progiem w warunkach polskich i zdecydowana większość badanych

30

gospodarstw nie przekraczała tego limitu. Głównym problemem stanowiącym większe

zagrożenie dla jakości wód są niewłaściwe terminy stosowania nawozów naturalnych,

bez uwzględnienia czynników pogodowych oraz glebowych, zbyt późne przyorywanie

rozwiezionych na pola nawozów naturalnych oraz niewłaściwe składowanie obornika.

10. Wysokie wartości salda azotu wyliczone metodą „na powierzchni pola” we

wszystkich badanych zlewniach OSN przekraczały dozwoloną w Kodeksie Dobrej

Praktyki wartość 30 kg N·ha-1 UR. Wynika to głównie z wysokiego poziomu

nawożenia mineralnego oraz uwzględniania elementów wtórnego obiegu składników,

czyli przyoranych plonów ubocznych i międzyplonów, a w gospodarstwach z

produkcją zwierzęcą także wysokiej obsady inwentarza i dużej produkcji nawozów

naturalnych.

11. Stan jakości wód na terenie badanych OSN od momentu przystąpienia Polski do

struktur Unii Europejskiej nie uległ poprawie, a w niektórych przypadkach uległ

pogorszeniu. Działania zmierzające do ochrony wód, które zostały podjęte na

wyznaczonych obszarach szczególnie narażonych nie dały do tej pory oczekiwanych

efektów.