Wpływ Nawozów Mineralnych na Środowisko i Rolnictwo
- Szczegóły
Wraz z rozwojem rolnictwa, na stałe w naszym życiu zagościły nawozy. Rośliny nawozi się, żeby miały wyższe plony (owoce, warzywa), lepiej wyglądały i obficiej kwitły. Najchętniej kupujemy nawozy tanie, szybkie i efektywne w działaniu. Odpowiedzią na te kryteria są nawozy mineralne tzw. sztuczne. Znaczenie nawozów mineralnych w rolnictwie jest nie do przecenienia.
Niektóre źródła szacują, że nawozy mineralne przyczyniły się do co najmniej 50% wzrostu plonów w XX wieku. Jedno z amerykańskich badań wykazało, że bez nawozów azotowych plony kukurydzy spadłyby o 40%. Stosowanie odpowiedniej ilości nawozu we właściwym miejscu jest kluczowe dla utrzymania zdrowia gleby oraz zapewnienia zrównoważonej i stałej wydajności rolniczej, a tym samym ochrony Twojego zysku.
Wpływ Nawozów Mineralnych na Glebę
Zarówno nadmierne, jak i niedostateczne nawożenie może mieć znaczący negatywny wpływ na jakość gleby, plony i środowisko.
- Brak równowagi składników odżywczych: Nadmierne stosowanie niektórych składników odżywczych może zaburzać równowagę, ograniczając dostępność innych, niezbędnych substancji. Na przykład, wysoki poziom fosforu może hamować wchłanianie cynku i żelaza, prowadząc do niedoborów.
- Wypłukiwanie i spływ substancji odżywczych: Nadmiar składników odżywczych, w szczególności azotu i fosforu, może przedostawać się do wód gruntowych lub spływać do pobliskich zbiorników wodnych, marnując zasoby i powodując zanieczyszczenie wody i eutrofizację. Wpływa to nie tylko na jakość wody, ale także prowadzi do utraty cennych składników odżywczych z gleby.
- Zakwaszenie gleby: Stałe nadużywanie nawozów azotowych może powodować spadek pH gleby, co prowadzi do jej zakwaszenia. Może to zaszkodzić pożytecznym mikroorganizmom glebowym i zmniejszyć dostępność niezbędnych składników odżywczych dla roślin, zmniejszając plony.
- Wpływ na mikroflorę gleby: Lokalne przenawożenie może zakłócać mikroflorę gleby, obniżając różnorodność i aktywność drobnoustrojów.
Precyzyjne Stosowanie Nawozów
Zapewnienie precyzyjnego i równomiernego stosowania nawozów na całym polu wpływa korzystnie na plony. Poprzez pobieranie próbek gleby można uzyskać wiedzę na temat tego, gdzie wymaga ona większej lub mniejszej ilości składników odżywczych. Informacje te można następnie wykorzystać do stworzenia szczegółowych map aplikacyjnych w celu dostarczenia odpowiedniej ilości produktu we właściwe miejsce.
Jeden z klientów firmy Valtra, Christel Thijssen, wykorzystuje tą metodę do tworzenia szczegółowych map zaleceń dla gospodarstw, z którymi współpracuje. Następnie wykorzystuje system Valtra Variable Rate Control oraz Section Control, aby zapewnić dostarczenie odpowiedniej ilości nawozu w odpowiednie miejsce na polu. Kolejnym krokiem jest monitoring za pomocą dronów i satelitów, który pozwala na obserwację wzrostu roślin w trakcie sezonu wegetacyjnego. Szacuje on, że dzięki zastosowaniu tej precyzyjnej metody możliwe jest zmniejszenie zużycia nawozów i środków ochrony roślin nawet o 70-90%.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Zmiana masy podczas rozsiewania nawozu może skutkować zmianą kąta o 3 stopnie podczas całego procesu aplikacji. W wyniku tego rozsiewacz jest prawidłowo skalibrowany jedynie dla około 20% pola, co prowadzi do nierównomiernego stosowania nawozów. Obszary nadmiernego nawożenia mogą powodować wyleganie roślin, w wyniku którego zboża zostają wypchnięte z naturalnej, pionowej pozycji i pochylają się lub leżą na ziemi. Valtra Unlimited Smart Top Link dostosowuje górny zaczep w czasie rzeczywistym, zapewniając bardziej równomierne rozprowadzenie nawozu na całym polu. Badania przeprowadzone w gospodarstwie rolnym w Danii wykazały, że zmniejszyło to negatywne skutki o równowartość 15 € na hektar.
Nawozy a Emisja Gazów Cieplarnianych
Mitygacja, czyli ograniczanie zmiany klimatu, to wyzwanie, które wymaga szeroko zakrojonych działań w wielu sektorach gospodarki. Jednym z nich jest rolnictwo, które z jednej strony jest dziś źródłem gazów cieplarnianych a z drugiej - może pomóc w usuwaniu dwutlenku węgla z atmosfery. Nawożenie to standardowy zabieg rolniczy, pozwalający zwiększyć plony na danym obszarze, jest jednak jednocześnie przyczyną emisji gazów cieplarnianych z gleb. W największej mierze (w ok. ¾) odpowiadają za to nawozy sztuczne. Jest to dobrze widoczne szczególnie w przypadku podtlenku azotu, N2O.
Podwyższone emisje tego gazu z gleb w największym stopniu wynikają z niedostosowania dawek nawozowych do potrzeb roślin. W skali świata ok. 50% azotu aplikowanego w postaci nawozów naturalnych i sztucznych nie jest pobierane przez rośliny. Duży wpływ na obniżenie emisji N2O w rolnictwie miałoby więc zmniejszenie dawek nawozów azotowych w regionach gdzie są one wysokie i przekraczają wymagania roślin uprawnych (np.: w Europie i Ameryce Północnej).
Przenawożenie nawozami azotowymi jest też jednym z czynników powodujących zakwaszanie gleb (Wang i in., 2016), co jest dużym problemem m.in. w Polsce, gdzie ponad połowa gruntów ornych ma odczyn kwaśny lub bardzo kwaśny. Aby podwyższyć pH gleb rolniczych stosuje się wapnowanie, jednak jego skutkiem mogą być zwiększone emisje CO2 z pola. CO2 jest uwalniany w wyniku reakcji substancji znajdujących się w preparacie (najczęściej są to rozdrobnione wapienie kredowe lub dolomity) z jonami wodorowymi (H+) w glebie.
Nawozy Organiczne a Nawozy Mineralne
Nawozy organiczne składają się z naturalnych surowców, wliczając w to bakterie, grzyby, owady, insekty i inne organizmy. Ich cechą charakterystyczną jest doprowadzanie do gleby niezbędnych mikroorganizmów, które pozwalają na lepsze przyswajanie składników odżywczych przez rośliny. Dzięki temu, rośliny otrzymują nie tylko podstawowe składniki, takie jak azot, fosfor i potas, ale również tlen, wodę oraz różnego rodzaju mikroelementy.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Nawozy mineralne, znane lepiej jako nawozy nieorganiczne lub nawozy sztuczne, nie składają się w stu procentach z surowców naturalnych. Są one bowiem wytwarzane w procesie przemysłowym. Największa różnica polega na tym, że nawozy organiczne poprawiają strukturę gleby, a mineralne nie. Wykorzystanie nawozów organicznych przyczynia się do zwiększenia aktywności mikrobiologicznej w podłożu. Substancje organiczne, dzięki mikroorganizmom glebowym, ulegają rozkładowi na kwasy humusowe i aminokwasy. Podczas tego procesu pobierany jest tlen z atmosfery, w efekcie czego struktura gleby zmienia się, a podłoże staje się bardziej napowietrzone. To połączenie sprawia, że powstaje bogata, zdrowa i żyzna gleba, z której roślina może pobierać odpowiednie ilości pożywienia i wilgoci. Dzięki temu możemy zdrową uprawę o wysokiej odporności na choroby i szkodniki.
Kolejna ważna różnica polega na tym, iż składniki odżywcze (azot, fosfor i potas) w nawozach organicznych uwalniają się bardziej równomiernie. Dzieje się tak, ponieważ działają dopiero po rozłożeniu przez bakterie i grzyby. Dzięki temu są dla roślin dłużej dostępne. Nawozy organiczne można stosować przez cały rok, choć szczególnie przydatne są podczas zakładania nowego ogrodu lub sadzenia roślin. Przed rozpoczęciem prac można wzbogacić glebę w organiczne materiały, takie jak kompost czy obornik, aby zapewnić roślinom dobry start i dostarczyć im niezbędnych składników odżywczych.
Wpływ Wilgotności Gleby na Efektywność Nawożenia
Od samego początku, kiedy zaczęto stosować na szeroką skalę nawozy mineralne zauważono, że ich skuteczność działania zależy od kilku czynników, wśród których za najważniejszy uznaje się optymalne uwilgotnienie gleby. Wszystkie najważniejsze makro i mikroelementy znajdujące się w nawozach, aby mogły zostać pobrane przez korzenie roślin muszą być w tzw. postaci jonowej, a więc być rozpuszczone w wodzie. W innym przypadku nie są pobierane i najczęściej są tracone z gleby, na przykład w procesie ulatniania, uwsteczniania i wypłukiwania.
Termin stosowania powinien uwzględniać wilgotność gleby. Zawsze stosuj nawozy doglebowe w glebę wilgotną oraz po opadach deszczu. Bardzo ważnym składnikiem nawozowym jest potas. Odgrywa on ważną rolę w regulowaniu gospodarki wodnej roślin. Stosować zabiegi agrotechniczne zwiększające zawartość wody w glebie. Na przykład dostarczać do gleby substancję organiczną w postaci nawozów naturalnych, organicznych oraz różnego rodzaju poplonów. Stosować nowatorskie formy nawozów mineralnych, np. w postaci otoczkowanej, aby poszczególne składniki nawozowe wolniej się uwalniały do środowiska glebowego, dzięki temu nie będą doprowadzać w okresach suszy do nadmiernej koncentracji roztworu glebowego i w efekcie występowania tzw. suszy fizjologicznej. Wprowadzać do praktyki rolniczej wodooszczędne systemy nawadniania.
Bardzo ważnym elementem zwiększenia efektywności wykorzystania składników pokarmowych z nawozów mineralnych jest wprowadzanie krótkookresowych zmianowań, aby uniknąć uprawy tych samych grup roślin, która to powoduje szybkie wyczerpywanie się wody z gleby. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że osiągane efekty łącznego działania nawożenia w warunkach nawadniania zależą od doboru roślin i poziomu nawożenia. W przypadku płodozmianów z warzywami polowymi oba te zabiegi mogą zwiększyć plony od 25 do 50%. Pamiętać również należy, że efektywność 1kg składnika nawozowego w przeliczeniu na wielkość uzyskanego plonu jest największa w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby dostosowanego do potrzeb wodnych uprawianego gatunku. W takich warunkach największe przyrosty plonów pod wpływem nawożenia uzyskujemy w roślinach o największych potrzebach wodnych.
Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety
Do tej pory przeprowadzono wiele doświadczeń z różnymi gatunkami roślin, w których udowodniono istotny wpływ uwilgotnienia gleby na efektywne pobieranie składników pokarmowych dostarczanych w nawozach mineralnych. Z doświadczeń tych wynika, że największe przyrosty plonów pod wpływem nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby uzyskiwano w roślinach okopowych oraz bobowatych. Mniejsze przyrosty plonów otrzymywano w uprawach zbóż jarych i rzepaku.
Z przeprowadzonych doświadczeń wynika, że nawożenie NPK w warunkach dobrego zaopatrzenia w wodę obniża w roślinach bobowatych-motylkowatych zawartość alkaloidów, inhibitorów trypsyny oraz garbników i tanin.
Oczywiście stosowanie nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby to nie tylko wzrost plonów, to przede wszystkim korzystne oddziaływanie na jakość plonów, a zwłaszcza jego skład chemiczny, wartość odżywczą i paszową. Przeprowadzone do tej pory badania wskazują na wyraźny wpływ stosowania nawożenia mineralnego NPK na wzrost zawartości w nasionach azotu, fosforu, potasu, wapnia, magnezu oraz żelaza. Zwiększa się także koncentracja białka, włókna i popiołu.
Z doświadczalnictwa i praktyki rolniczej wiemy, że stosowanie coraz to wyższych dawek nawożenia mineralnego w sytuacji niedostatecznego zaopatrzenia roślin w wodę jest czynnikiem ograniczającym ich efektywność. Ponadto znane jest prawo malejącej efektywności w miarę wzrastających dawek nawozowych. Szczególnie mocno jest to widoczne na glebach lekkich i w regionach o częstych suszach wiosenno-letnich. Aby ustrzec się niskiej efektywności stosowanych dawek nawożenia mineralnego należy przede wszystkim ograniczyć ich wielkość, zwiększyć udział potasu - składnika odpowiedzialnego za gospodarkę wodną roślin, stosować nawozy z dodatkiem krzemu, który poprawia odporność roślin na suszę. Bardzo dobry rozwiązaniem jest także stosowanie nawozów w postaci płynnej jako dokarmianie dolistnie.
Spośród podstawowych składników nawozowych największą efektywność, która wyraża się w wielkości i jakości plonu ma azot, dlatego jego stosowanie zasługuje na szczególną uwagę. Oczywiście o tym jaka dawka nawożenia azotem będzie opłacalna w końcowym rozrachunku finansowym decyduje przede wszystkim cena jednostkowa nawozu oraz uzyskanego plonu.
Bardzo ważnym składnikiem nawozowym jest potas, dlatego jego ilość w ogólnej dawce nawozowej jest również istotna z punktu widzenia efektywność jednostkowej. Jak wskazują doświadczenia nawozowe, pomimo że efektywność nawożenia potasem jest niższa niż nawożenia azotem to jednak przy optymalnym zaopatrzeniu roślin w wodę i dawce od 150 do 180 kg K2O na 1ha pod ziemniaki, 1 kg K2O zwiększał plon bulw ziemniaków o 5-12 kg. W przypadku buraków cukrowych przy dawce do 200 kg K2O na 1 ha 1 kg K2O zwiększał plon korzeni o około 20 kg. Podobnie jak w przypadku azotu o tym jaka dawka nawożenia potasem będzie opłacalna w końcowym rozrachunku decyduje cena jednostkowa nawozu oraz uzyskanego plonu.
W praktyce najczęściej rolnicy stosują wszystkie trzy główne składniki nawozowe razem. Dlatego należy znać także łączną efektywność nawożenia NPK. Jak wskazują dane doświadczalne działanie sumy tych trzech składników jest zawsze większe od ich łącznego efektu niezależnie od rośliny. Ponadto przy stosowaniu dawek nawozowych do 350 kg NPK zawsze główny udział przy wzroście plonu ma azot. Przy stosowaniu większych dawek nawożenia mineralnego wyraźnie wzrasta rola potasu i fosforu, a także mikroelementów.
Podobnie jak w przypadku stosowania jednego składnika nawozowego także przy łącznym dostarczaniu na pole azotu fosforu i potasu efektywność nawożenia wyraźnie wzrasta w warunkach dobrego zaopatrzenia roślin w wodę. Ponadto wskaźnik ten jest największy w roślinach charakteryzujących się wysokimi potrzebami wodnymi i potencjałem plonowania.
Stosowanie nawożenia mineralnego oprócz oddziaływania na wielkość i jakość plonu wywiera również znaczący wpływ na właściwości gleby. W warunkach jej optymalnego uwilgotnienia zwiększone dawki nawozów fosforowych i potasowych powodują wzrost zawartości tych składników, natomiast duże dawki nawozów azotowych z reguły zmniejszają zasobność gleby w potas, a w niektórych przypadkach i w fosfor. Gleba dobrze uwilgotniona przez cały okres wegetacji roślin przeważnie, po zbiorach, zawiera mniej przyswajalnego potas, fosforu i magnezu, co należy tłumaczyć większym pobraniem tych składników z większymi plonami. Zmniejsza się również zawartość wapnia oraz niektórych mikroskładników. Dlatego przystępując do uprawy kolejnych gatunków roślin należy bezwzględnie zastosować zwiększone dawki podstawowych makroskładników. Oczywiście należy pamiętać, aby wielkość dawki nawożenia mineralnego ustalać w oparciu o badania zasobności gleby.
Zestawienie Zmian w Roślinach Pod Wpływem Nawożenia Mineralnego i Wody
Poniższa tabela przedstawia zmiany cech morfologicznych, fizjologicznych i biochemicznych w wybranych grupach roślin pod wpływem nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego zaopatrzenia w wodę.
| Grupa roślin | Cechy Morfologiczne | Cechy Fizjologiczne | Cechy Biochemiczne |
|---|---|---|---|
| Zboża | Obsada roślin, powierzchnia asymilacyjna, liczba kłosów, wiech i kolb oraz liczba i masa ziaren z kłosa, wiechy i kolby, masa 1000 ziaren | Zawartość barwników asymilacyjnych, aktywność fotosyntetyczna, w tym intensywność asymilacji CO2, transpiracji i przewodności dyfuzyjnej liści | Aktywność enzymów oksydoredukcyjnych |
| Przemysłowe - Rzepak | Obsada roślin, powierzchnia asymilacyjna, liczba łuszczyn oraz liczba i masa nasion z łuszczyny, masa 1000 nasion | Zawartość barwników asymilacyjnych, aktywność fotosyntetyczna, w tym intensywność asymilacji CO2, transpiracji i przewodności dyfuzyjnej liści | Aktywność enzymów oksydoredukcyjnych |
| Okopowe | Obsada roślin, powierzchnia asymilacyjna, liczba bulw i masa jednej bulwy, liczba i masa jednego korzenia | Zawartość barwników asymilacyjnych, aktywność fotosyntetyczna, w tym intensywność asymilacji CO2, transpiracji i przewodności dyfuzyjnej liści | Aktywność enzymów oksydoredukcyjnych |
| Bobowate-Motylkowe | Obsada roślin, powierzchnia asymilacyjna, obsada strąków, liczba i masa nasion z rośliny, masa 1000 nasion | Zawartość barwników asymilacyjnych, aktywność fotosyntetyczna, w tym intensywność asymilacji CO2, transpiracji i przewodności dyfuzyjnej liści | Aktywność enzymów oksydoredukcyjnych, zawartość alkaloidów, inhibitorów trypsyny oraz garbników i tanin |
Bezpieczeństwo Stosowania Nawozów Mineralnych
Stosowanie nawozów sztucznych, choć korzystne dla roślin, może przynosić negatywne konsekwencje dla środowiska naturalnego, wód, gleb i zwierząt. Jeśli jednak przestrzegamy pewnych reguł, to stosowanie nawozów mineralnych jest bezpieczne. To jednak nie koniec, ponieważ równie istotne jest przechowywanie nawozów mineralnych. Odpowiednie nawożenie roślin, dostosowane do ich potrzeb, wymaga wcześniejszej analizy gleby i znajdujących się w niej pierwiastków oraz składników mineralnych. Bez takiego badania możemy dostarczyć do gleby zbyt dużo azotu, potasu czy fosforu, co jednocześnie negatywnie wpływa na jej jakość.
Stosowanie nawozów sztucznych w zbyt dużych stężeniach może powodować skażenie wód i gleby. Dlatego nawozy mineralne należy stosować zgodnie z określonymi zasadami, które zapewniają bezpieczeństwo dla środowiska. Ze względu na dużą ilość substancji chemicznych zawartych w środkach do nawożenia roślin, stosowanie nawozów mineralnych może być także niebezpieczne dla człowieka, jednak tylko wówczas gdy nie przestrzegamy podstawowych reguł. Stosowanie niektórych preparatów jest zabronione w przypadku uprawy żywności, ponieważ może powodować choroby cywilizacyjne, w tym nowotwory, a także biegunki, wymioty, problemy żołądkowe.
Podstawowym wyznacznikiem określającym bezpieczeństwo konkretnego środka ochrony roślin jest oznakowanie “NAWÓZ WE”. Daje ono gwarancję, że skład danego preparatu spełnia normy bezpieczeństwa dla nawozu mineralnego. To potwierdza opinia specjalnych instytucji, która wydawana jest na etapie postępowania w sprawie ubiegania się o pozwolenie na wprowadzenie nawozu do obrotu. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa nawozu mineralnego dla zdrowia są wyrażane w symbolach BHP, na podstawie których otrzymujemy informację o tym, że stosowanie nawozów sztucznych może wiązać się z pewnymi konsekwencjami.
Przechowywanie nawozów mineralnych określone jest przepisami prawnymi Ustawy z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu (Dz.U. 2018, poz. 1259). Na jej podstawie określono zasady, których trzeba przestrzegać, magazynując tego typu środki. Przechowywanie nawozów mineralnych możliwe jest w szczelnie zamkniętych pojemnikach, w wentylowanym, chłodnym, suchym i zacienionym pomieszczeniu, oznaczonym odpowiednim znakiem BHP. Jeśli zatem decydujemy się na stosowanie preparatów wspomagających rozwój roślin, to zadbajmy, by przechowywanie nawozów mineralnych odbywało się w zgodzie z przepisami.
tags: #woda #mineralna #a #nawozy #wpływ
