UDZIAŁ POLSKIEGO ROLNICTWA W EMISJI ZWIĄZKÓW AZOTU I FOSFORU DO BAŁTYKU

Transkrypt

1 UDZIAŁ POLSKIEGO ROLNICTWA W EMISJI ZWIĄZKÓW AZOTU I FOSFORU DO BAŁTYKU Contribution of Polish agriculture to emission of nitrogen and phosphorus compounds to the Baltic Sea Praca zbiorowa pod redakcją naukową Janusza Igrasa i Marianny Pastuszak IUNG-PIB, Puławy 2009

2 SPIS TREŚCI WSTĘP CHARAKTERYSTYKA ZLEWISKA MORZA BAŁTYCKIEGO 17 M. Pastuszak 1.1. POKRYCIE I ZAGOSPODAROWANIE ZLEWISKA MORZA BAŁTYCKIEGO POLSKA CZĘŚĆ ZLEWISKA BAŁTYKU ZASILANIE BAŁTYKU WODAMI RZECZNYMI I SUBSTANCJAMI BIOGENICZNYMI,..., ZANIECZYSZCZENIA PUNKTOWE W BASENIE BAŁTYKU - ZMIANY W OKRESIE LITERATURA CHARAKTERYSTYKA ROLNICZA OBSZARU POLSKI 41 S. Krasowicz, T. Górski, K. Budzyńska, J. Kopiński 2.1. ZARYS FIZJOGRAFII OBSZARU POLSKI AGROKLIMAT POLSKI OBSZARY WIEJSKIE I TERENY ROLNICZE ROLNICZA PRZESTRZEŃ PRODUKCYJNA I JEJ WYKORZYSTANIE STAN OBECNY I PERSPEKTYWY ROZWOJU PRODUKCJI ROŚLINNEJ STAN OBECNY I PERSPEKTYWY ROZWOJU PRODUKCJI ZWIERZĘCEJ SYTUACJA EKONOMICZNA ROLNICTWA W POLSCE PO WSTĄPIENIU DO UNII EUROPEJSKIEJ 98 LITERATURA WYKORZYSTANIE I STRATY OBSZAROWE AZOTU Z POLOWEJ PRODUKCJI ROŚLINNEJ 109 M. Fotyma, J. Igras, J. Kopiński 3.1. OBIEG AZOTU W AGROSYSTEMACH m 3.2. PRODUKCJA I ZUŻYCIE MINERALNYCH NAWOZÓW AZOTOWYCH PRODUKCYJNOŚĆ NAWOZÓW AZOTOWYCH PRODUKCJA NAWOZÓW NATURALNYCH I ZAWARTEGO W NICH AZOTU WYKORZYSTANIE PRZEZ ROŚLINY AZOTU Z NAWOZÓW MINERALNYCH I NATURALNYCH ZAWARTOŚĆ MINERALNYCH FORM AZOTU W GLEBACH SYMULOWANE STĘŻENIA AZOTANÓW W WODZIE GRUNTOWEJ STĘŻENIA AZOTANÓW W WODZIE Z DRENÓW BILANS AZOTU LICZONY METODĄ NA POWIERZCHNI POLA" BILANS AZOTU LICZONY METODĄ U WRÓT GOSPODARSTWA" OBIEG AZOTU W POLSKIM ROLNICTWIE TERYTORIALNE ZRÓŻNICOWANIE ZAGROŻEŃ ŚRODOWISKOWYCH NADMIAREM AZOTU 153 LITERATURA 160

3 4. WYKORZYSTANIE I STRATY OBSZAROWE FOSFORU Z POLOWEJ PRODUKCJI ROŚLINNEJ 163 J. Igras, M. Fotyma 4.1. OBIEG FOSFORU W AGROSYSTEMACH PRODUKCJA I ZUŻYCIE MINERALNYCH NAWOZÓW FOSFOROWYCH PRODUKCYJNOŚĆ NAWOZÓW FOSFOROWYCH PRODUKCJA NAWOZÓW NATURALNYCH I ZAWARTEGO W NICH FOSFORU WYKORZYSTANIE PRZEZ ROŚLINY FOSFORU Z NAWOZÓW MINERALNYCH I NATURALNYCH ZAWARTOŚĆ PRZYSWAJALNYCH FORM FOSFORU W GLEBACH STĘŻENIE FOSFORANÓW W WODZIE GLEBOWEJ BILANS FOSFORU LICZONY METODĄ NA POWIERZCHNI POLA" BILANS FOSFORU LICZONY METODĄ U WRÓT GOSPODARSTWA" OBIEG FOSFORU W POLSKIM ROLNICTWIE TERYTORIALNE ZRÓŻNICOWANIE ZAGROŻEŃ ŚRODOWISKOWYCH NADMIAREM FOSFORU 192 LITERATURA STRATY AZOTU i FOSFORU Z GOSPODARSTW ROLNYCH 199 S. Pietrzak 5.1. PRZEPŁYW ORAZ NADWYŻKI AZOTU I FOSFORU W GOSPODARSTWACH ROLNYCH ZANIECZYSZCZENIE GLEBY I WODY W GOSPODARSTWIE ZWIĄZKAMI AZOTU I FOSFORU Z ROLNICZYCH ŹRÓDEŁ PUNKTOWYCH EMISJA AMONIAKU z NAWOZÓW NATURALNYCH I MINERALNYCH I JEJ ZNACZENIE DLA JAKOŚCI WÓD ZARZĄDZANIE AZOTEM I FOSFOREM W GOSPODARSTWIE ROLNYM A OCHRONA JAKOŚCI WÓD 226 LITERATURA STAN I ZNACZENIE WODNEJ INFRASTRUKTURY TECHNICZNEJ NA OBSZARACH WIEJSKICH 233 W. Lipiński ' 6.1. KLASYFIKACJA WÓD STAN ZAOPATRZENIA WSI W WODĘ WYPOSAŻENIE WSI W SYSTEMY KANALIZACYJNE INFRASTRUKTURA W PRODUKCJI ZWIERZĘCEJ 244 LITERATURA ROLA REGULACJI PRAWNYCH W OCHRONIE ZASOBÓW WODNYCH 253 T, Jadczyszyn, A. Rutkowska 7.1. OCHRONA JAKOŚCI WÓD W ŚWIETLE USTAWY PRAWO WODNE INNE REGULACJE PRAWNE OGRANICZAJĄCE DOPŁYW SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH Z ROLNICTWA DO WÓD I AKTUALNY STAN ICH WDRAŻANIA 261

4 7.3. PODSUMOWANIE 268 LITERATURA ODPŁYW WÓD I SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH WISŁĄ I ODRĄ Z OBSZARU POLSKI 271 M. Pastuszak, Z. Witek 8.1. ODPŁYW WODY z TERYTORIUM POLSKI STĘŻENIA SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH W WODACH WISŁY I ODRY KIEROWANYCH DO BAŁTYKU ŁADUNKI SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH KIEROWANE RZEKAMI Z OBSZARU POLSKI DO BAŁTYKU.'...~ CZYNNIKI DECYDUJĄCE O WIELKOŚCI STĘŻEŃ I ŁADUNKÓW SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH W WODACH WISŁY I ODRY DROGI DOPŁYWU AZOTU I FOSFORU DO POLSKICH RZEK-WISŁY i ODRY ODPŁYW AZOTU I FOSFORU W ŚWIETLE PRAKTYK ROLNICZYCH W RÓŻNYCH KRAJACH EUROPY UDZIAŁ POLSKI W ZANIECZYSZCZANIU WÓD BAŁTYKU ZWIĄZKAMI AZOTU I FOSFORU 297 LITERATURA ROLA ESTUARIÓW ODRY I WISŁY W RETENCJI ŁADUNKÓW AZOTU I FOSFORU WPROWADZANYCH DO BAŁTYKU W ODPŁYWIE RZECZNYM 307 M. Pastuszak, Z. Witek 9.1. ESTUARIUM ODRY, ZATOKA POMORSKA ZATOKA GDAŃSKA METODYKA OBLICZEŃ BILANSOWYCH AZOTU (N) I FOSFORU (P) ZMIENNOŚĆ CZASOWA STĘŻEŃ SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH w ODRZE I ŚWINIE WYNIKI BILANSU N I P W ESTUARIUM ODRY WYNIKI BILANSU N I P W ZATOCE GDAŃSKIEJ TRANSFORMACJA SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH W STREFACH ESTUARIOWYCH I REJONACH PRZYBRZEŻNYCH PORÓWNANIE RETENCJI SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH W RÓŻNYCH SYSTEMACH 324 LITERATURA UDZIAŁ OBSZARÓW WIEJSKICH W OGÓLNEJ EMISJI ZWIĄZKÓW AZOTU I FOSFORU Z OBSZARU POLSKI DO BAŁTYKU 331 M. Fotyma, J. Igras TERENY WIEJSKIE I TERENY ROLNE POTENCJAŁ PRODUKCYJNY I POZIOM INTENSYWNOŚCI POLSKIEGO ROLNICTWA CAŁKOWITY ODPŁYW RZECZNY SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH Z OBSZARU POLSKI DO BAŁTYKU 339

5 10.4. ROZPRASZANIE ZWIĄZKÓW AZOTU I FOSFORU Z PRODUKCJI ROLNEJ DO ŚRODOWISKA PRÓBA OKREŚLENIA PROPORCJI STRAT DO BAŁTYKU SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH POCHODZĄCYCH Z RÓŻNYCH ŹRÓDEŁ 345 LITERATURA STRESZCZENIE/SUMMARY 349 M. Pastuszak, J. Igras 12. TABELE POMOCNICZE 377 M. Fotyma, J. Kopiński MIĘDZYNARODOWY UKŁAD jednosfek(sl) WSPÓŁCZYNNIKI PRZELICZENIOWE DLA ZWIĄZKÓW P, K, CA, MG STOSOWANYCH W ROLNICTWIE ZAWARTOŚĆ AZOTU, FOSFORU I POTASU W PRODUKTACH ROŚLINNYCH." ZAWARTOŚĆ AZOTU, FOSFORU I POTASU W ODCHODACH ZWIERZĄT I NAWOZACH NATURALNYCH INDEKS SKRÓTÓW NAZW KRAJÓW EUROPEJSKICH I WOJEWÓDZTW W POLSCE INDEKS INNYCH SKRÓTÓW STOSOWANYCH W MONOGRAFII 389 LITERATURA 390 SPIS TABEL, RYSUNKÓW, FOTOGRAFII 391

6 CONTENTS INTRODUCTION DESCRIPTION OF THE BALTIC SEA CATCHMENT 17 M. Pastuszak 1.1. LAND COVER/USE IN THE BALTIC CATCHMENT POLISH PART OF THE BALTIC CATCHMENT DISCHARGES OF WATERAND NUTRIENTS INTO THE BALTIC SEA POLLUTION HOT SPOTS IN THE BALTIC BASIN - CHANGES IN :.:: 35 BIBLIOGRAPHY AGRICULTURAL DESCRIPTION OF POLISH TERRITORY 41 S. Krasowicz, T. Górski, K. Budzyńska, J. Kopiński 2.1. OUTLINE OF PHYSIOGRAPHIC FEATURES ON POLISH TERRITORY *. AGRICULTURAL CLIMATOLOGY RURAL AREAS AND AGRICULTURAL LAND AGRICULTURAL PRODUCTION AREA AND ITS UTILIZATION THE PRESENT STATE AND PERSPECIWE FOR DEVELOPMENT OF CROP PRODUCTION THE PRESENT STATE AND PERSPECTIVE FOR DEVELOPMENT OF ANIMAL PRODUCTION THE ECONOMIC SITUATION IN AGRICULTURAL SECTOR IN POLAND AFTERACCESSION TOTHE EUROPEAN UNION 98 BIBLIOGRAPHY NITROGEN UTILIZATION AND DIFFUSE LOSSES IN AGRICULTURAL CROP PRODUCTION 109 M. Fotyma, J. Igras, J. Kopiński 3.1. NITROGEN CYCLE IN AGRICULTURAL SYSTEMS PRODUCTION AND CONSUMPTION OF MINERAŁ NITROGEN FERTILIZERS PRODUCTIVENESS OF NITROGEN FERTILIZERS PRODUCTION OF MANURE AND THE CONTENT OF NITROGEN PLANT UTILIZATION OF NITROGEN FROM MINERAŁ AND NATURAL FERTILIZERS CONTENT OF MINERAŁ FORMS OF NITROGEN IN SOIL SIMULATED NITRATE CONCENTRATIONS IN GROUNDWATER NITRATE CONCENTRATIONS IN THE TILE DRAINAGE WATER NITROGEN BALANCE "ON THE SOIL SURFACE" NITROGEN BALANCE "AT THE FARM GATE" NITROGEN CYCLING IN POLISH AGRICULTURE SPATIAL DIFFERENTIATION OF ENVIRONMENTAL THREATS CAUSED BY NITROGEN EXCESS 153 BIBLIOGRAPHY 160

7 4. PHOSPHORUS UTILIZATION AND DIFFUSE LOSSES IN AGRICULTURAL CROP PRODUCTION 163 J. Igras, M. Fotyma 4.1. PHOSPHORUS CYCLE IN AGRICULTURAL SYSTEMS PRODUCTION AND CONSUMPTION OF MINERAŁ PHOSPHORUS FERTILIZERS PRODUCTWENESS OF PHOSPHORUS FERTILIZERS PRODUCTION OF MANURE AND THE CONTENT OF PHOSPHORUS PLANT UTILIZATION OF PHOSPHORUS FROM MINERAŁ AND NATURAL FERTILIZERS CONTENT OF PLANT AVAILABLE FORMS OF PHOSPHORUS IN SOIL PHOSPHATE CONCENTRATIONS IN THE TILE DRAINAGE WATER PHOSPHORUS BALANCE "ON THE SOIL SURFACE" PHOSPHORUS BALANCE "AT THE FARM GATE" PHOSPHORUS CYCLING IN POLISH AGRICULTURE SPATIAL DIFFERENTIATION OF ENVIRONMENTAL THREATS CAUSED BY PHOSPHORUS EXCESS 192 BIBLIOGRAPHY NITROGEN AND PHOSPHORUS LOSSES FROM FARMS 199 S. Pietrzak 5.1. NITROGEN AND PHOSPHORUS FLOWS AND SURPLUSES ON THE FARMS CONTAMINATION OF SOIL AND WATER ON THE FARM WITH NITROGEN AND PHOSPHORUS COMPOUNDS ORIGINATING FROM THE FARM POINT SOURCES AMMONIA EMISSION FROM NATURAL AND MINERAŁ FERTILIZERS AND ITS SIGNIFICANCE FOR WATER OUALITY NITROGEN AND PHOSPHORUS MANAGEMENT ON FARMS IN THE LIGHT OF WATER OLJALITY PROTECTION 226 BIBLIOGRAPHY THE PRESENT STATE AND SIGNIFICANCE OF TECHNICAL WATER INFRASTRUCTURE IN RURAL AREAS 233 W. Lipiński 6.1. CLASSIFICATION OF WATERS WATER SUPPLY IN RURAL AREAS SEWAGE SYSTEMS IN RURAL AREAS INFRASTRUCTURE IN ANIMAL PRODUCTION 244 BIBLIOGRAPHY 251

8 7. ROLE OF LAW REGULATIONS IN PROTECTION OF WATER RESOURCES 253 T. Jadczyszyn, A. Rutkowska 7.1. WATER OUALITY PROTECTION IN THE LIGHT OF THE WATER LAW OTHER LAW REGULATIONS AIMING AT REDUCTION OF NUTRIENT EMISSION FROM AGRICULTURE TO WATERS - THE PRESENT STATE OF IMPLEMENTATION RECAPITULATION 268 BIBLIOGRAPHY DISCHARGES OF WATER AND NUTRIENTS WITH THE VlSTULA AND THE ODER RIYER DRAINING POLISH TERRITORY 271 M. Pastuszak, Z. Witek 8.1. WATER OUTFLOW FROM POLISH TERRITORY NUTRIENT CONCENTRATIONS IN THE VLSTULA AND ODER WATERS DIRECTED TO THE BALTIC SEA NUTRIENT LOADS DIRECTED TO THE BALTIC SEA IN THE RIVER1NE OUTFLOW FROM POLISH TERRITORY FACTORS AFFECTING NUTRIENT CONCENTRATIONS AND LOADS IN WATERS OFTHE VLSTULA AND THE ODER RJVER PATHWAYS OF NITROGEN AND PHOSPHORUS EMISSION TO POLISH RIVERS - THE VLSTULA AND THE ODER NITROGEN AND PHOSPHORUS OUTFLOW IN THE LIGHT OF AGRICULTURAL PRACTICES IN VARIOUS EUROPEAN COUNTRIES CONTRIBUTION OF POLAND TO POLLUTING THE BALTIC WATERS WITH NITROGEN AND PHOSPHORUS COMPOUNDS 297 BIBLIOGRAPHY ROLE OF THE ODER AND THE VLSTULA ESTUARY IN RETENTION OF NITROGEN AND PHOSPHORUS LOADS INTRODUCED TO THE BALTIC IN THE RIVER1NE OUTFLOW 307 M. Pastuszak, Z. Witek 9.1. ODER ESTUARYI POMERANIAN BAY GULF OF GDAŃSK METHOD OF NITROGEN (N) AND PHOSPHORUS (P) MASS BALANCE CALCULATIONS SEASONAL VARIABILITY IN NUTRIENT CONCENTRATIONS IN THE ODER RLVERAND THE ŚWINA STRAIT RESULTS OF MASS BALANCE CALCULATIONS IN THE ODER ESTUARY RESULTS OF MASS BALANCE CALCULATIONS IN THE GULF OF GDAŃSK NUTRIENT TRANSFORMATION IN ESTUARINE AND COASTAL ZONES COMPARISON OF NUTRIENT RETENTION IN VARIOUS SYSTEMS 324 BIBLIOGRAPHY 326

9 10. CONTRIBUTION OF RURAL AREAS TO OVERALL EMISSION OF NITROGEN AND PHOSPHORUS COMPOUNDS FROM POLISH TERRITORY TO THE BALTIC SEA 331 M. Fotyma, J. Igras RURAL AREAS AND AGRICULTURAL LAND PRODUCTION POTENTIAL AND THE LEVEL OF POLISH AGRICULTURE INTENSITY OVERALL RIVERINE OUTFLOW OF NUTRIENTS FROM POLISH TERRITORY TO THE BALTIC SEA LOSSES OF NITROGEN AND PHOSPHORUS COMPOUNDS FROM AGRICULTURAL PRODUCTION 1NTÓTHE-ENVIRONMENT SOURCE APPORTIONMENT OF NUTRIENTS DISCHARGED INTO THE BALTIC SEA 345 BIBLIOGRAPHY STRESZCZENIE/SUMMARY 349 M. Pastuszak, J. Igras 12. SUPPLEMENTING TABLES 377 M. Fotyma, J. Kopiński INTERNATIONAL SYSTEM OF UNITS (SI) RECALCULATION COEFFICIENTS FOR P, K, Ca, Mg COMPOUNDS USED IN AGRICULTURE CONTENT OF NITROGEN, PHOSPHORUS AND POTASSIUM IN PLANT PRODUCTS CONTENT OF NITROGEN, PHOSPHORUS AND POTASSIUM IN ANIMALS' FAECES AND URINE AND IN NATURAL FERTILIZERS INDEX OF SHORTENINGS OF NAMES OF EUROPEAN COUNTRIES AND VOIVODESHIPS IN POLAND : INDEX OF OTHER SHORTENINGS USED IN THE MONOGRAPH 389 BIBLIOGRAPHY 390 LIST OF FIGURĘ AND PICTURE CAPTIONS, AND TABLE HEADINGS 391