Kalkulator do szacowania wymywania azotanów z gleb

PRODUKTY i METODY „EnviAgri”

Kalkulator do szacowania wymywania azotanów z gleb dla poszczególnych pól w gospodarstwie rolnym”

Wstęp

Racjonalne zarządzanie azotem w rolnictwie ma szczególne znaczenie z uwagi na pierwszorzędne znaczenie tego składnika dla wzrostu i plonowania roślin uprawnych, ale także wszystkich organizmów żywych. Nadmiar azotu w środowisku może powodować efekt „przenawożenia”, którego skutkiem jest zachwianie równowagi troficznej ekosystemów, a następnie zmiany różnorodności biologicznej. Zjawiska te szczególnie mocno dotykają środowiska wodnego. W Europie eutrofizacja wód stał się na tyle poważnym problem, że od lat 90. ubiegłego wieku we wszystkich krajach prowadzone są działania ograniczające dopływ azotu do wód. Szczególnie dużo uwagi przypisuje się rolnictwu, z którego pochodzi duża część całkowitego ładunku azotu dostającego się do wód. Nawozy azotowe są jednym z najważniejszych środków produkcji w uprawach polowych. Szacuje się jednak, że wykorzystanie składnika z nawozów wynosi ok. 40-60% w zależności od gatunku rośliny uprawnej. Pozostała część składnika pozostaje w środowisku glebowym i może ulegać rozproszeniu poza agrosystemy pól uprawnych. Głównym szlakiem przemieszczania się azotu jest wymywanie w dół profilu glebowego wraz z drenującą wodą. Migracja azotu w postaci łatwo rozpuszczalnych azotanów stanowi nie tylko zagrożenie dla wód ale także wymierne straty dla producenta rolnego, który ponosi koszty zakupu i aplikacji nawozów. Przeciwdziałanie stratom azotu ma zatem znaczenie zarówno środowiskowe, jak też

produkcyjne i ekonomiczne.

Z uwagi na różnorodność form azotu występujących w środowisku oraz złożoność i dynamikę ich przemian, bardzo trudnym zadaniem jest oszacowanie ilości azotu wymywanego z pola uprawnego do wód. Modele dynamiczne opisujące obieg azotu w środowisku są bardzo skomplikowane i wymagają zasilania ogromną ilością informacji, w tym bardzo dokładnych (najlepiej dziennych) danych meteorologicznych. Weryfikacja uzyskanych wyników modelowania jest praktycznie niemożliwa ze względu na brak danych pomiarowych.

Procedura szacowania ilości wymywanego azotu

W aplikacji EnviAgrii do szacowania strat azotanów w wyniku wymywania zastosowano uproszczony kalkulator zasilany łatwo dostępnymi dla producenta rolnego danymi. Są nimi czynniki naturalne, które nie podlegają kontroli, a którymi są: budowa profilu glebowego i ilość opadów atmosferycznych oraz czynniki agrotechniczne, którymi możemy sterować w celu zmniejszenia strat azotu.

Naturalne czynniki decydujące o wielkości strat azotanów wskutek wymywania

Azotany są związkami bardzo dobrze rozpuszczalnymi w wodzie. Dlatego wielkość strat azotu na drodze wymywania jest ściśle związana z wodą drenującą profil glebowy. Przepływ wody od wierzchnich warstw gleby w dół poza zasięg systemu korzeniowego roślin zależy od ilości opadów atmosferycznych i stopnia nasycenia gleby wodą. Ta z kolei jest uwarunkowana składem granulometrycznym gleby, zawartością minerałów ilastych, strukturą i porowatością gleby. Model wyróżnia 2 grupy gleb o różnej zdolności retencyjnej: gleby bardzo lekkie i lekkie – łatwo przepuszczalne oraz średnie i ciężkie – słabo przepuszczalne (lepiej zatrzymujące wodę w profilu). Ryzyko strat azotu jest większe w przypadku gleb lekkich i bardzo lekkich.

Czynniki agrotechniczne wpływające na zasoby azotu podatnego na wymywanie

Ilość azotu przemieszczającego się z wodą poza profil glebowy zależy od koncentracji azotanów w roztworze glebowym, a zatem od zasobów azotu mineralnego w glebie w sezonie jesienno-zimowym. Czynnikami decydującymi o puli azotu podatnego na wymywanie jest przede wszystkim nawożenie azotem w formie nawozów mineralnych i organicznych. Znaczenie ma zarówno forma oraz dawka stosowanego nawozu azotowego, jak i termin jego stosowania. Rośliny uprawne wykorzystują przeciętnie od 40 do 60% zastosowanego azotu. Pozostała część pozostaje w zasobach glebowych. Efektywność wykorzystanie składnika przez rośliny maleje wraz ze wzrostem dawki zastosowanego nawozu. To oznacza, że im większa dawka azotu była zastosowana tym więcej składnika pozostaje w glebie po zbiorze i tym większe jest ryzyko jego strat.

Oprócz nawozów mineralnych źródłem azotu mogą być nawozy organiczne ( w tym naturalne: obornik, gnojowica, gnojówka). Obornik zawiera azot głównie w postaci związków organicznych, które muszą ulec transformacji do związków mineralnych dostępnych dla roślin, ale też podatnych na wymywanie. Ryzyko wymywania azotu po zastosowaniu obornika jest zatem mniejsze niż w przypadku aplikacji nawozów płynnych, które charakteryzują się większym udziałem azotu w formie mineralnej łatwo rozpuszczalnej, a więc bardziej podatnej na wymywanie.

Straty azotu są większe w przypadku aplikacji jesienią niż wiosną, co wiąże się z większym uwilgotnieniem gleby w okresie jesienno-zimowym. Dotyczy to zarówno nawozów organicznych stałych, jak i płynnych.

Uprawa roli, a w szczególności orka, są zabiegami przyspieszającymi procesy mineralizacji materii organicznej, w wyniku której organiczne związki azotu przekształcają się w formy mineralne podatne na straty. Im wcześniej przed zimą wykonywane są zabiegi uprawowe tym większa jest pula azotu mineralnego w glebie w okresie jesienno-zimowym newralgicznym z uwagi na procesy wymywania.

Dane wejściowe do kalkulatora

Kalkulator wymaga wprowadzenia następujących informacji:

1. Kategoria agronomiczna gleby – informacja z mapy glebowej dostępnej w EnviAgri po wskazaniu działki przez użytkownika (z możliwością korekty przez użytkownika)

2. Opady atmosferyczne (poniżej normy, w normie, powyżej normy) -

3. Gatunek przedplonu

4. Gatunek rośliny uprawianej w roku analizy

5. Dawka azotu w nawozach mineralnych zastosowana lb zaplanowana pod roślinę w roku analizy

6. Termin wykonania orki (wczesna, późna, brak orki)

7. Rodzaj stosowanych nawozów organicznych (płynne, stałe)

8. Termin aplikacji nawozów organicznych

Wynikiem obliczeń jest ilość azotu wymytego z gleby, wyrażona w kg N z 1 ha oraz ocena strat w skali 3-stopniowej: małe, średnie, duże.

Opracowanie wykonała:

Tamara Jadczyszyn

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa IUNG-PIB