ĆWICZENIE 9 ROCZNY BILANS AZOTU STUDIA STACJONARNE

Transkrypt

1 ĆWICZENIE 9 STUDIA STACJONARNE ROCZNY BILANS AZOTU 1. Gospodarka składnikami mineralnymi powinna opierać się na ich bilansach. W bilansach uwzględnia się przychody składników ze wszystkich źródeł oraz ich rozchód z plonami roślin zbieranymi z pola. 2. Przychody azotu obejmują azot mineralny w glebie (azotanowy i amonowy), azot zmineralizowany z materii organicznej, azot wiązany z atmosfery i azot z nawozów naturalnych organicznych i mineralnych. 3. Straty azotu obejmują wymywanie rozpuszczalnych azotanów, denitryfikację w glebach anaerobowych (strata azotu w postaci nadtlenku azotu) oraz ulatnianie się amoniaku do atmosfery. 4. Na przychody i straty azotu wpływa typ gleby, opady, płodozmian, wypasanie zwierząt oraz stosowanie nawozów naturalnych, organicznych i mineralnych. 5. W bilansie azotu po stronie przychodów uwzględnia się azot z nawozów (naturalnych, organicznych i mineralnych), produkty pośrednie przyorywanych roślin (ścięta trawa, liście), azot wiązany biologicznie przez rośliny strączkowe oraz azot w opadzie atmosferycznym. Po stronie rozchodów jedyną mierzalną pozycją jest azot zawarty w zbieranych z pola plonach roślin (plon główny i uboczny). 6. Bilans azotu nie może być zrównoważony, gdyż należy się liczyć z pewnymi nieuniknionymi stratami tego składnika poprzez ulatnianie jego gazowych związków do atmosfery lub wymywanie azotanów do głębszych warstw gleby i do wód gruntowych. W uproszczeniu można przyjąć, że bezpieczne dla środowiska jest dodatnie saldo bilansu azotu, nie przekraczające 30 kg azotu (N) na 1 ha użytków rolnych. Inni autorzy podają, iż ze względu na jakość wód gruntowych saldo bilansu N nie powinno przekraczać kg N ha Bilans powinien być wykorzystywany do planowania nawożenia w skali całego gospodarstwa. 8. Saldo ujemne (przewaga rozchodów nad przychodami) - obawa obniżenia glebowych zasobów składników lub też niepełnego wykorzystania potencjału produktywności gleb i produkcyjności roślin. 9. Saldo dodatnie (przewaga przychodów nad rozchodami) rodzi się obawa wystąpienia ujemnych skutków środowiskowych w postaci zanieczyszczenia wód lub powietrza niewykorzystaną ilością składników. 10. W gospodarstwach Polskich na wielkość start azotu poważny wpływ miała emisja amoniaku. W tych gospodarstwach gdzie dominowała produkcja zwierzęca, stanowiła ona zazwyczaj 20-37% nadmiaru. Źródłem emisji amoniaku prawie w całości były nawozy naturalne. Zwiększenie efektywności wykorzystania azotu w gospodarstwach należy upatrywać w poprawie gospodarki nawozami naturalnymi. Zmodyfikować należy zwłaszcza praktyki usuwania odchodów zwierzęcych z pomieszczeń inwentarskich, sposoby składowania nawozów naturalnych oraz techniki i terminy ich stosowania, a także dawki. 11. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa opracował programy komputerowe do sporządzania planów nawożenia oraz bilansu azotu.

2 Sytuacja w Niemczech W kraju tym obecnie obowiązkowe jest obliczanie bilansu N w gospodarstwach o powierzchni powyżej 10 ha. Dopuszcza się tam 10 % straty azotu w czasie składowania i 20 % straty N w czasie stosowania nawozów organicznych. Duże gospodarstwa nastawione na produkcję drobiu lub tucz trzody chlewnej, tj. o obsadzie większej niż brojlerów, niosek, tuczników lub 750 macior, muszą stosować najlepsze dostępne technologie i spełniać wymagania środowiskowe. W Niemczech wykazano, iż gospodarstwa nastawione wyłącznie na produkcję roślinną wykazują obecnie przeciętny nadmiar 19 kg N ha -1, gospodarstwa prowadzące zintegrowaną produkcję roślinną i zwierzęcą kg N ha -1, natomiast gospodarstwa prowadzące intensywną produkcję zwierzęcą przeciętnie 166 kg N ha -1. BILANSOWANIE AZOTU W procesie produkcji rolnej odbywa się ciągły obieg azotu. Umiejętność gospodarowania azotem w znacznym stopniu decyduje o efektywności gospodarstwa rolnego. Niepełne wykorzystanie azotu do produkcji przyczynia się do pogorszenia wyników ekonomicznych, co gorsza niewykorzystany azot wywołuje niebezpieczne dla człowieka i środowiska zmiany. Rozproszony do otoczenia zanieczyszcza m.in. wodę gruntową, w studniach, jeziorach, rzekach i strumieniach. Zwiększone stężenie jonów azotanowych NO 3 - w wodzie do picia może powodować powstawanie we krwi methemoglobiny, wywołującej sinicę (methemoglobinemię), która bywa przyczyną śmierci niemowląt, młodych ptaków i ssaków. Przy dużym stężeniu azotu azotanowego w wodzie rzek i jezior następuje znaczny, często nadmierny rozwój glonów, które obumierając, opadają na dno, a następnie na skutek procesów rozkładu są źródłem deficytu tlenowego. Efektem tych zmian może być masowe śnięcie ryb. O wadze oddziaływania produkcji rolnej na środowisko może świadczyć fakt, że z przeszło 1300 próbek wody ze studni wiejskich zbadanych w latach w Zakładzie Chemii Gleby i Wody IMUZ w ponad 50 % stwierdzono ponadnormatywne, tj. > 10 mg dm -3, stężenie azotu azotanowego (N-NO 3 - ). Przedstawiona poniżej metoda bilansowania azotu umożliwia określenie ładunków tego pierwiastka traconych w procesie produkcji w gospodarstwach rolnych. Stosowanie jej pozwala uzyskiwać dane potrzebne do podejmowania działań chroniących środowisko i poprawiających efektywność gospodarowania. METODA BILANSOWANIA AZOTU W gospodarstwie wyróżnia się dwa kierunki przepływu N: wnoszenie i wynoszenie. Wnoszenie Azot wnoszony do gospodarstwa pochodzi z: 1. Zakupu: nawozów mineralnych, pasz przemysłowych, zwierząt hodowlanych. 2. Wiązania biologicznego przez rośliny motylkowe, uprawiane w warunkach polowych i na trwałych użytkach zielonych. 3. Opadu atmosferycznego. 4. Działalności mikroorganizmów. Wynoszenie Wynoszenie N z gospodarstwa następuje w wyniku: 1. Sprzedaży na zewnątrz produktów roślinnych (zboża, ziemniaki, buraki cukrowe, owoce, warzywa, rzepak itp.) i zwierzęcych (zwierzęta żywe, mleko, jaja, wełna itp.). 2. Strat

3 BILANS I Wnoszenie azotu 1. Masa azotu wniesionego z nawozami mineralnymi Mn = m ni k i [kg] m ni masa wysianego nawozu azotowego w kg, k i współczynnik zawartości azotu w nawozie (tabela 1) 2. Masa azotu wniesionego z paszami przemysłowymi Mn = m pi c i [kg] m pi masa spasionej paszy przemysłowej w kg, c i współczynnik zawartości azotu w paszy przemysłowej (tabela 2) 3. Masa azotu wniesionego z opadem atmosferycznym Mo = p s [kg] p szacunkowa ilość azotu wnoszonego z opadem atmosferycznym w kg ha -1 ; w Polsce przyjmuje się p = 12-20, przeciętnie 17 kg ha -1 s powierzchnia gospodarstwa, w ha. 4. Masa azotu wniesionego przez rośliny motylkowate Mn = Pi Bi [kg] Pi powierzchnia upraw danego gatunku roślin motylkowatych, w ha, Bi ilość azotu wnoszonego przez dany gatunek roślin motylkowatych (tabela 3) 5. Masa wniesionego azotu przez organizmy glebowe Mg = A s [kg] A ilość azotu wnoszonego przez mikroorganizmy glebowe wiążące N 2, w kg ha -1, praktycznie przyjmuje się A = 10 kg ha -1 s powierzchnia gospodarstwa, w ha.

4 II Wynoszenie azotu z gospodarstwa 1. Masa azotu wyniesiona w sprzedanych produktach roślinnych, zwierzęcych i zwierzętach MS = m si n i [kg] m si masa sprzedanych produktów danego rodzaju, w dt, n i ilość azotu zawarta w produktach danego rodzaju, w kg dt -1 (tabela 4 do wglądu podczas trwania ćwiczeń). 2. Masa strat azotu M str, w kg Całkowitą masę strat azotu w gospodarstwie oblicza się z równania: Straty = Wnoszenie Wynoszenie M wno = M wyn + M str M str = M wno M wyn Bilans azotu sporządza się dla okresu obejmującego 1 rok kalendarzowy

5 Współczynniki zawartości azotu w nawozach Tabela 1 NAWÓZ k i 1. Mocznik 0, Saletra amonowa 0, Saletrzak 0, Salmag GM 0, Saletra wapniowo-amonowa z magnezem 0, Siarczan amonu 0, Woda amoniakalna 0, Fosforan amonu 0, Polifoska 17:17:17 0, Saletra wapniowa 0, Saletra potasowa 0, Superfosamon 0, Unifoska 0, Fosforan amonowy 0, Polifoska 8:24:24 0, Polifoska 8:20:39 0, Polimag 0,050 Współczynniki zawartości azotu w paszach przemysłowych Tabela 2 Pasze c i KONCENTRATY DLA PRZEŻUWACZY 1. Ko Be (bydło, owce) 0, Provit 0, KBC (bydło, owce) 0,054 MIESZANKI DLA PRZEŻUWACZY 1. B w (krowy wysokomleczne) 0, B (bydło, owce) 0, B 1 (bydło na okres letni) 0, C 1 (cielęta, jagnięta) 0, O 1 (opasy 0, O 2 (opasy) 0,022 MIESZANKI DLA TRZODY CHLEWNEJ 1. L (lochy) 0, T 1 (tuczniki) 0, T 2 (tuczniki) 0, PR (stado reprodukcyjne) 0, PP prestarter (prosięta) 0, PP grover (prosięta) 0, P (prosięta, warchlaki) 0, PT 1 (tuczniki I okres) 0, PT 2 (tuczniki II okres) 0,024

6 Ilość azotu wnoszona przez różne gatunki roślin motylkowatych Tabela 3 ROŚLINA MOTYLKOWATA b i [kg ha -1 ] 1. Łubin żółty (zbiór na nasiona) Łubin wąskolistny (zbiór na zieloną masę) Łubin biały (zbiór na zieloną masę) Bobik (zbiór na nasiona) Wyka jara (zbiór na zieloną masę) Groch siewny (zbiór na nasiona) Groch polny (zbiór na nasiona) Seradela (zbiór na zieloną masę) Koniczyna czerwona (dwuletnia) Koniczyna czerwona z trawami (jednoroczna) Lucerna mieszańcowa (trzyletnia) Koniczyna na trwałym użytku zielonym 1% udział koniczyny w runi = 3 kg N b i = 3 [% udz. koniczyny]

7 Zawartość azotu w produktach różnego rodzaju Tabela 4 RODZAJ PRODUKTU n i [kg dt -1 ] PRODUKTY ROŚLINNE 1. zboża (ziarno)- średnio 1, pszenica ozima 1, pszenica jara 2, jęczmień 1, żyto 1, owies 1, strączkowe (nasiona)- średnio 3, gorczyca 3, groch 3, rzepak (nasiona) 3, buraki cukrowe 0, ziemniaki 0, warzywa (średnio) 0, owoce (świeże) 0,120 PRODUKTY ZWIERZĘCE 15. mleko 0, jaja 1, wełna 3, żywiec (waga poubojowa) 2,700 ZWIERZĘTA (WAGA ŻYWA) 19. konie ( kg) 2,5 20. krowy mleczne (550 kg) 2,5 21. opasy (550 kg) 2,5 22. jałówki ( kg) 2,5 23. cielęta (60 kg) 2,5 24. maciory (180 kg) 2,6 25. tuczniki (110 kg) 2,6 26. prosięta (25 kg) 2,6 27. owce (60 kg) 2,5 28. jagnięta (40 kg) 2,5 29. drób (1,5-6 kg) 2,7 PASZE OBJĘTOŚCOWE 30. sianokiszonka (25% s.m.) 0, % koniczyny, 75 % traw 2, % koniczyny, 25 % traw 2, siano z traw 2, słoma 0, siano z koniczyny 2, siano z lucerny 2,50

8 ĆWICZENIE 8 ROCZNY BILANS AZOTU WYNIKI: