Zrównoważona produkcja roślinna uprawa gleby oraz nawożenie

Transkrypt

1 Zrównoważona produkcja roślinna uprawa gleby oraz nawożenie

2 Układ prezentacji Zrównoważone gospodarowanie gruntami uprawnymi potrzeba działania w Saksonii Zalecane działania w celu ochrony przed erozją oraz ochrony struktury gleby Zalecenia działania w ramach zrównoważonego stosowania nawożenia azotowego Podsumowanie 2 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt

3 Zrównoważona uprawa działania w Saksonii -> Ochrona gleb przed erozją wodną i wietrzną -> Ochrona struktury gleby -> Zmniejszenie wymywania azotu 3 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt

4 Erozja gleb w Saksonii 60 % gruntów ornych (~ 450 tys. ha) potencjalnie zagrożonych jest erozją wodną. 20 % gruntów ornych (~ 150 tys. ha) potencjalnie zagrożonych jest erozją wietrzną. Wymóg Działania zapobiegające wystąpieniu erozji w celu ochrony gleb i wód 4 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt

5 Erozja wodna gleb w Saksonii Szkody erozyjne na gruntach ornych > strata urodzajności! 5 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt

6 Erozja wodna gleb w Saksonii 6 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt Szkody erozyjne poza gruntami ornymi -> Szkody materialne spowodowane osadzaniem się szlamu Foto: Dr. Strobel -LfA

7 Erozja wodna gleb w Saksonii 7 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt Szkody erozyjne poza gruntami ornymi -> nanoszenie osadu i fosforu do wód Zdjęcie: dr Strobel -LfA

8 Główne problemy w rolnictwie przy wdrażaniu Ramowej Dyrektywy Wodnej WE w Saksonii: Nanoszenie fosforu do wód powierzchniowych Spowodowane przede wszystkim przed erozję wodną gleb! Wymywanie azotanów do wód gruntowych i powierzchniowych 8 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt

9 Stan ekologiczny saksońskich powierzchniowych zbiorników wodnych Zachowanie typowych dla specyficznych wód wartości orientacyjnych fosforu ok. 70 % saksońskich wód płynących przekracza specyficzne dla każdego z typów wód wartości orientacyjne LAWA (Krajowy Zespół Roboczy ds. Wód) dla fosforu ogólnego Dezember 2013 Dr. Walter Schmidt

10 Stan ekologiczny saksońskich powierzchniowych zbiorników wodnych Zachowanie typowych dla specyficznych wód wartości orientacyjnych fosforu ok. 70 % saksońskich wód płynących przekracza specyficzne dla każdego z typów wód wartości orientacyjne LAWA (Krajowy Zespół Roboczy ds. Wód) dla fosforu ogólnego Potrzeba działania Działania zapobiegające wystąpieniu erozji wodnej w celu obniżenia obciążenia fosforem wód powierzchniowych w ramach wdrażania RDW WE! Dezember 2013 Dr. Walter Schmidt

11 Korzyści z ochrony przed erozją grudnia 2013 dr Walter Schmidt

12 Korzyści z ochrony przed erozją Zachowanie urodzajności powierzchni uprawnych! Brak strat substancji pokarmowych spowodowanych ich wymywaniem. Zmniejszenie obciążenia wód substancjami pokarmowymi (-> WE-RDW!). Brak szkód zewnętrznych spowodowanych spływaniem szlamu. Dopasowanie do zmian klimatycznych z uwzgl. ochrony przed erozją i efektywne wykorzystanie wód grudnia 2013 dr Walter Schmidt

13 Działania zapobiegające wystąpieniu erozji wodnej na powierzchniach uprawnych główne działania: -> Działania w uprawie roli i roślin -> Działania uzupełniające w ochronie przed erozją grudnia 2013 dr Walter Schmidt

14 Działania zapobiegające wystąpieniu erozji wodnej na powierzchniach uprawnych główne działania: -> Działania w uprawie roli i roślin -> Działania uzupełniające w ochronie przed erozją grudnia 2013 dr Walter Schmidt

15 Główna przyczyna erozji wodnej na polach uprawnych: -> zahamowane przesiąkanie wody spowodowane zamuleniem warstwy powierzchniowej w wyniku rozpadu agregatów glebowych Bild LfL Bayern grudnia 2013 dr Walter Schmidt

16 Ochrona przed erozją wodną i wietrzną -> zapobieganie zamuleniu gleby Najskuteczniejsze działanie: Trwała konserwująca uprawa gleby/siew bezpośredni grudnia 2013 dr Walter Schmidt

17 Działania w uprawie gleby -> konwencjonalnie z odwracaniem gleby przy użyciu pługa -> konserwująco bez obracania, bez pługa -> siew bezpośredni grudnia 2013 dr Walter Schmidt

18 Konwencjonalna uprawa gleby z zastosowaniem pługa: Główna przyczyna hamującego infiltrację, wspierającego spływ i erozję zamulenia gleby grudnia 2013 dr Walter Schmidt

19 Efekty konserwującej uprawy gleby/siewu bezpośredniego grudnia 2013 dr Walter Schmidt * Dodatkowo wspierane przez wapnowanie!

20 Efekty konserwującej uprawy gleby/siewu bezpośredniego Stabilna, mało zamulona struktura gleby dzięki zwiększonej stabilności struktury gruzełkowej* Ochrona powierzchni gleby przez resztki roślinne Więcej dużych porów dzięki większej ilości dżdżownic Ochrona dużych porów poprzez rezygnację z użycia pługa Stan struktury gleby zmniejszający/zapobiegający erozji i wspierający infiltrację -> Warunek: trwała rezygnacja z użycia pługa! grudnia 2013 dr Walter Schmidt * Dodatkowo wspierane przez wapnowanie!

21 Porównanie różnych parametrów po konwencjonalnej i ośmioletniej konserwującej uprawie gleby ewent. siewie bezpośrednim Pług Konserw. Siew bezpośr. Pokrycie warstwą mulczu [%] Humus* [%] 2,0 2,2 2,5 Biomasa mikrobiologiczna [ g C mic / g sub.suchej gleby]* Stabilność agregatów [%] Dżdżownice [Ilość m -2 ] w tym wyst. głęboko (L. terrestris] Makropory [Liczba m -2 ] grudnia 2013 dr Walter Schmidt * Warstwa gleby 0 5 cm

22 Oddziaływanie dżdżownic.wytwarzają stabilne gruzełki glebowe.wytwarzają wiele dużych porów Poprawa wsiąkania wody grudnia 2013 dr Walter Schmidt

23 Infiltration [mm] Infiltracja wody i erozja wodna gleby na powierzchni zaoranej oraz trwale uprawianej metodą konserwującą (saksoński lessowy obszar pagórkowaty, symulacja opadów deszczu, opad: 38 mm w ciągu 20 minut) 2,0 1,8 1,6 1,4 Stopa infiltracji Pług: 55 % Konserwująco: 93 % 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Pflug Konservierend Beregnungsminute Wymywanie gleby Pług: 246 g/m² Konserwująco: 36 g/m² Zmniejszenie wymywania fosforu poprzez konserwującą uprawę gleby: ~ 90% grudnia 2013 dr Walter Schmidt

24 Zmniejszenie erozji w uprawie kukurydzy poprzez konserwującą uprawę gleby konwencjonalnie grudnia 2013 dr Walter Schmidt konserwująco

25 Erozja wodna przy konserwującej uprawie kukurydzy: Optymalizacja konserwującej uprawy gleby w odniesieniu do ochrony przed erozją! Przyczyny erozji wodnej na powierzchniach uprawianych metodą konserwującą: -> zbyt intensywna uprawa -> przez to zbyt małe przykrycie -> potrzeba optymalizacji! -> Wymóg: Redukcja intensywności uprawy! grudnia 2013 dr Walter Schmidt konwencjonalnie konserwująco

26 Pokrycie warstwą mulczu w zależności od głębokości pracy gruberem grudnia 2013 dr Walter Schmidt

27 Potrzeba optymalizacji: -> Ochrona powierzchni uprawnych przed erozją wodną poprzez celową produkcję mulczu! Nawożenie słomą Uprawa międzyplonu grudnia 2013 dr Walter Schmidt

28 Optymalizacja konserwującej uprawy gleby w zakresie zmniejszenia erozji: Przykład-bezpośredni siew kukurydzy -> zachowanie wysokiego stopnia przykrycia! Problem -> powolne ogrzewanie się gleby grudnia 2013 dr Walter Schmidt

29 Rozwiązanie: Kombinacja siewu bezpośredniego uprawy bezorkowej: pasowe spulchnianie gleby techniką Strip Till (ewent. wstrzykiwanie gnojowicy) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

30 Technika pasowej uprawy gleby Strip Till kierunek jazdy (doprowadzanie nawozu) rolka dociskająca (talerze wklęsłe) ząb lub talerz spulchniający (tarcze gwiaździste) (talerz tnący) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

31 Strip Till w uprawie kukurydzy -> większy stopień pokrycia! Większe pokrycie dzięki Strip Till: -> ochrona przed erozją -> ochrona przed parowaniem Uprawa Strip Till Uprawa gruberem grudnia 2013 dr Walter Schmidt

32 Oddziaływanie uprawy pasowej (Strip Till) oraz siewu bezpośredniego w uprawie kukurydzy na wodną erozję gleby > infiltrację wody (doświadczenie z symulacją opadów, kukurydza na ziarno, 38 mm/20 min) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

33 Oddziaływanie Strip Till oraz bezpośredniego siewu kukurydzy na wodną erozję gleby -> wymywanie gleby (doświadczenie z symulacją deszczu, kukurydza na ziarno, 38 mm/20 min) Pflug 400 g/m² grudnia 2013 dr Walter Schmidt

34 Działania zapobiegające erozji wodnej na powierzchniach uprawnych: -> Działania w uprawie roli i roślin -> Działania uzupełniające w ochronie przed erozją (zawsze łączone z konserwującą uprawą gleby/siewem bezpośrednim!) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

35 Działania uzupełniającew ochronie przed erozją (wybór) nach Voß et al Zmniejszenie erozji dzięki pasom zieleni oraz naprzemienności gatunków uprawnych na zboczach Pasy nadbrzeżne grudnia 2013 dr Walter Schmidt Zazielenienie dna zbocza (użytki zielone, uprawy energetyczne itd.)

36 Ochrona struktury gleby grudnia 2013 dr Walter Schmidt

37 Ochrona struktury gleby Ochrona gleby przed ugniataniem, odkształcaniem i szkodliwym zagęszczaniem w wyniku uprawy, siewu, żniw, transportu grudnia 2013 dr Walter Schmidt

38 Ochrona struktury gleby Ochrona gleby przed ugniataniem, odkształcaniem i szkodliwym zagęszczaniem w wyniku uprawy, siewu, żniw, transportu grudnia 2013 dr Walter Schmidt

39 Ochrona struktury gleby Ochrona gleby przed ugniataniem, odkształcaniem i szkodliwym zagęszczaniem w wyniku uprawy, siewu, żniw, transportu grudnia 2013 dr Walter Schmidt

40 Chronić strukturę gleby! Dzięki dobrej strukturze gleby -> dobre wsiąkanie wody! -> skuteczna ochrona przed erozją! -> mniej uprawy gleby -> dobry wzrost roślin! grudnia 2013 dr Walter Schmidt

41 Rozwiązania chroniące strukturę gleby (wybór) Bandlaufwerk Bezorkowa uprawa gleby Reifeninnendruckabsenkung Überladewagen grudnia 2013 dr Walter Schmidt

42 Rozwiązania chroniące strukturę gleby (wybór) Opony bliźniacze Napęd gąsienicowy 42 Pojazd przeładunkowy 10 grudnia 2013 dr Walter Schmidt Zmniejszenie ciśnienia opon

43 Zalecenia w zakresie zrównoważonego nawożenia azotowego grudnia 2013 dr Walter Schmidt

44 Cele nawożenia - Odżywanie roślin zgodnie z zapotrzebowaniem: ilość nawozu, czas, dostępność, harmonia - Wysoka efektywność składników pokarmowych - Efektywność kosztów - Zmniejszenie strat substancji pokarmowych - Minimalizacja szkodliwego oddziaływania na środowisko - Zachowanie i poprawa żyzności gleby grudnia 2013 dr Walter Schmidt

45 Wody gruntowe w Saksonii -> skład chemiczny: parametr azotan Zgodnie z RDW WE, ze względu na zawartość azotanów 24 % saksońskich wód gruntowych znajduje się w złym stanie chemicznym grudnia 2013 dr Walter Schmidt Źródło: Albert, 2011

46 Potrzeba działania Zmniejszenie wymywania azotu poprzez jego efektywne wykorzystanie grudnia 2013 dr Walter Schmidt

47 Strategie poprawy wykorzystania azotu - Część 1 1. Dokładne określenie potrzeby nawożenia - Badanie gleby (N min, P, K, Mg, S min, ph ) - Realne oszacowanie oczekiwań dot. plonowania oraz zapotrzebowania na składniki pokarmowe (test azotanowy, analiza roślin, N-tester, okno nawozowe, zdjęcia lotnicze, doświadczenie gospodarstwa ) - Uwzględnienie wyrośniętej biomasy (rzepak) - Uwzględnienie substancji pokarmowych dostępnych na stanowisku - Doliczenie składników pokarmowych z nawozów organicznych 2. Właściwe nawożenie azotem mineralnym - Przestrzenne rozmieszczenie substancji pokarmowych (nawożenie pod korzeń, wstrzykiwanie) - Kontrola zastosowania stabilizowanych nawozów mineralnych - Uwzględnienie wilgotności gleby i prognozy pogody grudnia 2013 dr Walter Schmidt

48 Strategie poprawy wykorzystania azotu - Część 2 3. Nawożenie specyficzne dla fragmentów pola na stanowiskach heterogenicznych (Czujniki azotu, skaner glebowy, karty plonu ) 4. Dokładne rozprowadzenie nawozu na powierzchni 5. Usunięcie ograniczeń plonu -wystarczające zaopatrzenie w P, K itp., wapnowanie (wart.ph!) - zwalczanie chorób/szkodników, - unikanie szkodliwego zagęszczenia gleby 6. Działania jesienią - bez ogólnego nawożenia wyrównawczego N lub słomy jesienią - konserwacja N dzięki międzyplonom - redukcja intensywności uprawy gleby jesienią 7. Współdziałanie w fachowych grupach roboczych (np. wdrażanie Ramowej Dyrektywy Wodnej) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

49 Większa efektywność N z nawożenia organicznego (wybór) - Stosowanie nawozów organicznych tylko przy zapotrzebowaniu uprawianych roślin (jesienią zaledwie w uprawie zbóż) - Regularne określanie zawartości składników pokarmowych - Fachowe doliczenie do zapotrzebowania na N - Przyorywanie płynnych nawozów organicznych bez pokrywy roślinnej: natychmiast (co najmniej 4 h) także w uprawie (technika szczelinowa) - Rozmieszczenie w glebie (technika Strip-Till) - Ewent. stosowanie inhibitorów nitryfikacji - Uwzględnienie specyfiki pola (bilans humusu, zawartość substancji odżywczych, ph) - Optymalizacja dokładności rozmieszczenia - Ewent. nawożenie specyficzne dla fragmentu pola grudnia 2013 dr Walter Schmidt

50 Strip-Till, nawożenie gnojowicą: połączenie ochrony gleby z efektywnym nawożeniem azotowym (głębokość pracy cm) na pastwisku w uprawie międzyplonu grudnia 2013 dr Walter Schmidt

51 Strip-Till nawożenie gnojowicą -> gnojowica pod pasem siewnym grudnia 2013 dr Walter Schmidt

52 Nawożenie N fragmentów pól (uzależnione od uprawy i gleby) Zalety przy stanowiskach niejednolitych: - jednolita uprawa (jakość, dojrzałość, możliwość zbioru) - większa efektywność składników pokarmowych - mniejsze salda składników pokarmowych - poprawa rentowności - (wyższe plony).. N-Saldo: 49 N-Saldo: 40 N-Saldo: grudnia 2013 dr Walter Schmidt Źródło: Albert, LfULG, 2011

53 Zmniejszenie wymywania N dzięki uprawie międzyplonów -> zatrzymywanie N do 100 kg N/ha i więcej! Mieszanka międzyplonu Gorczyca żółta (przemrożona) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

54 Uprawa międzyplonów (MP) w celu zmniejszenia wymywania azotu Po żniwach przy wys. MP Ugór Gorczyca ż. Terra Life Rigol Vitalis Extra Groch/Wyka N min N min Rozwój roślin, pobór N Praktyczne doświadczenie demonstracyjne, stanowisko lessowe Przedplon pszenica ozima, Żniwa Gruber i przyorywanie gnojowicy Poplon kukurydza grudnia 2013 dr Walter Schmidt Źródło: A. Schmidt, LfULG, 2013

55 Wdrażanie działań zrównoważonych na gruntach uprawnych w Saksonii: 1. Wspieranie działań zmniejszających wymywanie składników pokarmowych 2. Praca w grupach roboczych 3. Konsultacyjne gospodarstwa rolne 4. Transfer wiedzy i doświadczeń w edukacji rolniczej 5. Realizacja dni pól oraz wydarzeń fachowych grudnia 2013 dr Walter Schmidt

56 Wspieranie działań rolno - środowiskowych (Dyrektywa AuW/2007) -> uprawa minimalizująca nanoszenie składników odżywczych (działania S): Siew międzyplonów (85 /ha) Wsiewki (50 /ha) Trwała konserwująca uprawa gleby/siew bezpośredni (68 /ha) grudnia 2013 dr Walter Schmidt

57 Konserwująca uprawa gleby oraz siew bezpośredni - stan w Saksonii w roku grudnia 2013 dr Walter Schmidt

58 Konserwująca uprawa gleby oraz siew bezpośredni - stan w Saksonii w roku 2013 Ok. 50 % powierzchni uprawnych w Saksonii (~ 360 tys. ha) uprawianych jest metodą konserwującą (nie trwale konserwująco). Ok. 35 % powierzchni uprawnych w Saksonii (~ 248 tys.ha) uprawianych jest trwale konserwująco; Siew bezpośredni praktykowany jest w pojedynczych gospodarstwach. Są doświadczenia związane z konserwującą uprawą gleby -> konieczne jest ich przekazywanie w ramach transferu wiedzy i doświadczeń grudnia 2013 dr Walter Schmidt

59 Rolnicze grupy robocze ds. wdrażania w Saksonii RDW WE grudnia 2013 dr Walter Schmidt

60 Podsumowanie Główne działania w zakresie rolnictwa zrównoważonego w Saksonii dotyczą ochrony przed erozją, ochrony struktury gleby oraz właściwego i efektywnego nawożenia azotowego. Do ważnych działań w zakresie uprawy roli i roślin w rolnictwie zrównoważonym należą: -> trwała konserwująca uprawa gleby/siew bezpośredni z uprawą pasową -> zmniejszenie/zapobieganie wystąpieniu erozji wodnej i wietrznej. -> ograniczenie nacisku na osi, szerokie opony, napęd gąsienicowy, urządzenia do regulacji ciśnienia opon itd.-> zachowanie i ochrona sprawnej struktury gleby. -> organiczne i mineralne nawożenie N zgodne z potrzebami z zastosowaniem nowoczesnej techniki nawożenia (technika Strip-Till, technika wstrzykiwania, uprawa fragmentów pól itp.). Dzięki wspieraniu działań zmniejszających wymywanie składników pokarmowych, pracy w grupach roboczych, konsultacyjnym gospodarstwom rolnym, kształceniu specjalistycznemu -> przekazywanie i wdrażanie podstaw zrównoważonej uprawy gruntów w Saksonii grudnia 2013 dr Walter Schmidt

61 Dziękuję Państwu za uwagę! Więcej informacji: grudnia 2013 dr Walter Schmidt