STRATEGIE OGRANICZENIA ZANIECZYSZCZEŃ WODY, ATMOSFERY I GLEBY W ŚWIETLE MIĘDZYNARODOWYCH PROJEKTÓW ROLNO-ŚRODOWISKOWYCH REALIZOWANYCH W IMUZ

WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2004: t. 4 z. 2b (12) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS s. 259 280 www.imuz.edu.pl Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, 2004 STRATEGIE OGRANICZENIA ZANIECZYSZCZEŃ WODY, ATMOSFERY I GLEBY W ŚWIETLE MIĘDZYNARODOWYCH PROJEKTÓW ROLNO-ŚRODOWISKOWYCH REALIZOWANYCH W IMUZ Andrzej SAPEK, Barbara SAPEK, Stefan PIETRZAK Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, Zakład Chemii Gleby i Wody Słowa kluczowe: jakość wody, jakość atmosfery, gleba, azot, fosfor S t r e s z c z e n i e W pracy omówiono zagadnienie rozpraszania składników nawozowych do środowiska w odniesieniu przeważających w kraju poglądów oraz faktów stwierdzonych w ramach realizowanych w IMUZ projektów, zwłaszcza międzynarodowych. Decydenci, a w konsekwencji i społeczeństwo, nie doceniają rolnictwa jako źródła emisji wymienionych składników. Udział rolnictwa w emisji gazowych związków azotu (NH 3, N 2 O i NO x ) stanowi około 50% całkowitej ich emisji w skali kraju. Podobny jest udział rolnictwa we wnoszeniu do Bałtyku zwiększającego się od 1990 r. ładunku azotu i fosforu. Wymaga to opracowania, w ramach szerokiej dyskusji wśród kompetentnych zespołów, narodowego programu ograniczenia emisji azotu i fosforu ze wszystkich źródeł oraz wyznaczenia odpowiednich celi strategicznych. W odniesieniu do azotu cel taki powinien zakładać zmniejszenie strat azotu przez zwiększenie jego wykorzystania w produkcji rolnej docelowo do ponad 30% w 2010 r. w skali kraju, podczas gdy obecnie wynosi ono niecałe 20%, a w przypadku fosforu dążenie do zwiększenia jego wykorzystania docelowo do ponad 50% w 2010 r., gdy obecnie wynosi około 30%. WSTĘP Rolnicza przestrzeń produkcyjna jest jedną ze składowych środowiska. W Polsce użytki rolne zajmują około 60% jej powierzchni, w związku z tym wszelkie ujemne oddziaływanie przemysłu, komunikacji, energetyki, czy skupisk ludności Adres do korespondencji: prof. dr hab. A. Sapek, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, Zakład Chemii Gleby i Wody, 05-090 Raszyn; tel. +48 (22) 720-05-31 w. 223, e-mail: A.Sapek@imuz.edu.pl

260 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) dotyczy także użytków rolnych. Działalność rolnicza również może wpływać ujemnie zarówno na własne, rolnicze obszary, jak i na pozostałe ekosystemy. Istotnym czynnikiem sprzyjającym niepożądanym skutkom dla środowiska jest wzmożone rozpraszanie lub nagromadzanie niektórych składników chemicznych. Obszary wiejskie są również narażone na oddziaływanie z zewnątrz, zwłaszcza na zanieczyszczenia metalami ciężkimi, trwałymi związkami aromatycznymi czy ropopochodnymi. Z rolnictwa natomiast mogą rozpraszać się składniki nawozowe i środki ochrony roślin, a w glebach uprawnych mogą zwiększać się lub zmniejszać ilości sekwestrowanego węgla. Rolnicza przestrzeń produkcyjna nie jest naturalnym (przyrodniczym) środowiskiem, jednakże jest ono jak całe środowisko przestrzenią życiową gatunku Homo sapiens i jako takie należy je chronić. Celem pracy jest omówienie wpływu rolnictwa na rozpraszanie lub nagromadzanie składników nawozowych oraz węgla w środowisku w świetle projektów badawczych realizowanych w Zakładzie Chemii Gleby i Wody Instytutu w ostatnich 20 latach (tab. 1). Badaniami objęto wpływ działalności rolniczej na zmiany jakości wody, atmosfery i gleby. Uzyskane wyniki umożliwiły opracowanie propozycji określonych działań strategicznych, zmierzających do lepszego gospodarowania składnikami nawozowymi i węglem w rolnictwie. Propozycje te są upowszechniane wśród lokalnej służby rolnej i wśród rolników, zwłaszcza prowadzących gospodarstwa demonstracyjne. Powyższe zagadnienie rozważano na tle stanu wiedzy oraz świadomości społeczeństwa o rolnictwie i środowisku oraz sprzeczności między celami produkcji rolnej a celami ochrony środowiska. POGLĄD SPOŁECZEŃSTWA Społeczeństwo w szerokim ujęciu postrzega rolnictwo jako składową naturalnego środowiska, która z natury rzeczy nie może na nie ujemnie oddziaływać. W konsekwencji panuje pogląd, że ewentualny ujemny wpływ rolnictwa wynika nie z jego istoty, lecz z nieumiejętnego (np. co do dawek lub terminów) stosowania nawozów mineralnych. Nawozy naturalne, a zwłaszcza obornik, uważane są za przyjazne środowisku, z wyjątkiem gnojowicy, która ma złą sławę w mediach. Badania poglądów społeczeństwa przeprowadził CBOS w dniach 25 29 października 2001 r. na reprezentatywnej próbie (n = 1000) dorosłych Polaków [SZOT, 2002]. Na pytanie, czy rolnictwo stanowi istotne zagrożenie dla środowiska naturalnego w Polsce respondenci odpowiedzieli: nie 64,8%, tak 27,3% i trudno powiedzieć 7,9%; a na pytanie, czy nawozy naturalne (gnojówka, gnojowica, obornik) mogą zanieczyszczać środowisko naturalne? odpowiedzi brzmiały: tak 16,5%, nie 73,4% i trudno powiedzieć 6,0%. Takie społeczne odczucie wynika z oficjalnych dokumentów (danych), według których zużycie nawozów mineralnych w Polsce jest średnio 2 3 razy mniejsze niż średnio w krajach OECD [Spójna polityka..., 1999] oraz że poziom zużycia nawozów mineralnych w Polsce nie

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 261 powoduje istotnego i powszechnego zagrożenia dla środowiska ze strony gospodarki rolnej [Raport..., 1998]. Ponowne wydanie Raportu [2003] w podsumowaniu zawiera to samo stwierdzenie, mimo dostarczenia jego autorom odpowiednich danych [SAPEK, SAPEK, 1999]. W raporcie tym (rozdział 6.5) zdawkowo, bez komentarzy, omawia się wpływ rolnictwa na jakość wody nie uwzględniając podejmowanych w rolnictwie działań ograniczających rozpraszanie składników nawozowych do środowiska. Oficjalnie głoszone opinie nie opierają się na faktycznych danych i mają raczej charter polityczny lub dokładniej lobbistyczny. Czynniki oficjalne, a w konsekwencji także społeczeństwo, nawet jeśli widzą potrzebę ograniczenia ujemnego wpływu rozpraszania azotu i fosforu przez rolnictwo do środowiska, to uwagę swą skupiają zazwyczaj na skrajnych przypadkach niewłaściwego stosowania nawozów mineralnych, a w produkcji zwierzęcej na ujemnych skutkach stosowania gnojowicy. Najlepszego sposobu przeciwdziałania ujemnemu wpływowi rolnictwa upatruje się w tak zwanym rolnictwie ekologicznym. Podobne poglądy i informacje głoszone są w środkach masowego przekazu. Powoduje to, iż wiedza społeczeństwa oraz osób zawodowo odpowiedzialnych za rolnictwo lub ochronę środowiska jest niedostateczna, a często nawet fałszywa. FAKTY Zakres oddziaływania rozpraszanych składników nawozowych z rolnictwa na lokalne, regionalne i globalne środowisko obrazuje najlepiej emisja gazowych związków azotu ze wszystkich źródeł w Polsce. W skali kraju, najlepiej rozpoznane są emisje gazowe do atmosfery. W ramach realizowanych programów wykonano inwentaryzację emisji związków azotu z rolnictwa w Polsce. Okazała się ona porównywalna z jego emisją z przemysłu, komunikacji i energetyki łącznie (tab. 2) [SAPEK, SAPEK, 2002a]. W opadzie atmosferycznym ponad 50% azotu stanowi jon amonowy pochodzący z amoniaku wyemitowanego z rolnictwa [SAPEK, NAWA- LANY, BARSZCZEWSKI, 2003]. Fakt ten jest niezauważany, i to zarówno przez czynniki oficjalne jak i często przez ośrodki naukowe. Antropogeniczne wiązanie azotu w skali światowej przekracza 200 mln t rocznie [HATCH, 2002], lecz związki azotu rozproszone do atmosfery lub wymyte do zasobów wody nie ulegają w tych ośrodkach większemu nagromadzeniu i ostatecznie, w wyniku przemian (głównie procesu denitryfikacji) związany azot powraca do atmosfery w postaci pierwiastkowej (N 2 ). Odmiennie zachowuje się fosfor. W przyrodzie występuje on tylko w postaci fosforanów, które są związkami konserwatywnymi i podobnie jak metale ciężkie raz wprowadzone do środowiska są zeń trudno usuwalne. W skali globalnej 90% fosforanów wydobytych z zasobów naturalnych zużywa się do wyrobu nawozów, 3,4% jako dodatek do paszy dla zwierząt gospodarskich, 0,75% do żywności dla ludzi, a ponadto około 5% do produkcji środków czystości [OUDE, 1989]. Związki

262 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) Tabela 2. Emisja gazowych związków azotu z różnych źródeł w Polsce w 1996 r., tys. t N rok 1 Table 2. Emission of gaseous nitrogen compounds from different sources in Poland in 1996, thous. t N year 1 Emitowany związek Emitted compounds Źródło emisji Sources of emissions przemysł, transport, elektrownie industry, transport, power plants rolnictwo agriculture Amoniak Amonium (N-NH 3 ) 6 323 Tlenki azotu Nitrogen oxides (N-NO x ) 340 20 Podtlenek azotu Denitrogen oxide (N-N 2 O) 12 45 Emisja całkowita Total emissions 358 388 Dane GUS i własne dotyczące NO 2, N 2 O i N 2 przeliczono na azot pierwiastkowy N. Data of the Central Statistical Office and own data on NO 2, N 2 O and N 2 recalculated to elemental N. fosforu nie ulegają emisji do atmosfery. Ilość fosforanów wymywanych z gleby do zasobów wodnych nie przekracza na ogół 1 kg P ha 1 rok 1. Istotne natomiast są ich ilości wynoszone z gleb uprawnych z plonem roślin i w ten sposób wprowadzane do łańcucha pokarmowego człowieka [SAPEK, SAPEK, 2004]. Przeciętnie około 80% fosforu pobranego z plonem skarmia się w gospodarstwie, a około 50% jego ilości sprzedanej z produktami z gospodarstwa wraca do rolnictwa w wyniku wtórnego obiegu z przemysłu spożywczego. W sumie 80 90% fosforu będącego w obiegu w rolnictwie wraca do gleby z nawozami naturalnymi. Z około 4 kg fosforu (P) na mieszkańca, wnoszonego corocznie z nawozami mineralnymi i paszami do produkcji rolnej w Polsce tylko niecałe 0,7 kg trafia do gospodarstwa domowego, a stamtąd do ścieków lub na wysypiska śmieci [SAPEK, SAPEK, 2002], gdzie pozostaje i wzbogaca środowisko. Ilość fosforu (P) wprowadzanego obecnie do łańcucha pokarmowego w Polsce powoduje zwiększanie się jego zawartości w środowisku o około 450 kg km 2 rocznie [SAPEK, 2003]. Jeśli proces ten nie zostanie ograniczony, to planowane zmniejszenie ładunku wnoszonego fosforu do Morza Bałtyckiego będzie mało prawdopodobne. W odróżnieniu od źródeł emisji zanieczyszczeń do atmosfery, źródła zanieczyszczania zasobów wodnych i ich eutrofizacji są znacznie słabiej rozpoznane, mimo dobrze rozwiniętego monitoringu i licznych prac badawczych. Jedynymi ogólnie uznawanymi danymi na ten temat w skali kraju są dane o ładunkach azotu i fosforu wnoszonych do Morza Bałtyckiego z obszaru Polski (rys. 1 i 2). Jako główne źródło tych ładunków upatruje się zrzut ścieków komunalnych i niedostateczne inwestycje w zakresie oczyszczalni ścieków, zwłaszcza na terenach wiejskich. Wg BOGACKIEJ [1999] całkowity ładunek azotu przedostającego się do wód powierzchniowych w Polsce wyniósł w 1993 r. 209 384 t, w tym z rolnictwa pochodziło 66 343 t, czyli niecałe 32%. Na podstawie danych z tej samej pracy można obliczyć, iż ze ścieków komunalnych pochodziło 101 684 t N, czyli około 2,9 kg N na mieszkańca kraju, tj. 64% azotu spożytego przez mieszkańców. W świetle

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 263 Ładunek Ładunek azotu, tys. azotu, t N.rok 1 Nitrogen Nitrogen load, thous. load t N.year 1 300 250 200 150 100 50 0 Ncałk. 1 Woda 2 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Odpływ wody, km 3.rok -1 Water outflow, km 3.year -1 2000 2001 Rok Year Rys. 1. Odpływ wody i ładunek azotu wnoszony do Morza Bałtyckiego z terenu Polski w ciągu roku [GUS, 2002]; 1 azot całkowity, 2 woda Fig. 1. Water outflow and nitrogen load discharged annually to the Baltic Sea from Poland [GUS, 2002]; 1 total nitrogen, 2 water Ładunek Ładunek fosforu, fosforu tys. t P.rok 1 Phosphorus Phosphorus load, thous. load t P.year 1 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Pcałk. 1 Woda 2 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Odpływ wody, km 3.rok -1 Water outflow, km 3.year -1 Rok Year Rys. 2. Odpływ wody i ładunek fosforu wnoszony do Morza Bałtyckiego z terenu Polski w ciągu roku [GUS, 2002]; 1 fosfor całkowity, 2 woda Fig. 2. Water outflow and phosphorus load discharged to the Baltic Sea from Poland [GUS, 2002]; 1 total phosphorus, 2 water powyższego oszacowany przez BOGACKĄ [1999] ładunek azotu ze ścieków komunalnych wydaje się mało wiarygodny. Podobnie w przypadku fosforu: całkowity jego ładunek do wód powierzchniowych w Polsce w 1993 r. wyniósł wg BOGACKIEJ [1999] 28 019 t, z czego 5 743 t, czyli 13%, pochodziło z rolnictwa. Ze ścieków komunalnych pochodziło 22 276 t P, tj. 0,58 kg P na mieszkańca, co odpowiadało około 63% fosforu spożytego przez mieszkańców plus fosfor ze środków czystości i co znów brzmi mało wiarygodnie.

264 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) Nasilone inwestycje w zakresie budowy nowych, wysoce sprawnych oczyszczalni ścieków komunalnych oraz zmniejszeniu zużycia nawozów mineralnych azotowych o około 40% i fosforowych o około 300% po 1990 r. nie znajduje odzwierciedlenia w obserwowanym w tym czasie zwiększenia ładunku azotu wnoszonego z obszaru Polski do Morza Bałtyckiego oraz w utrzymywaniu się na stałym poziomie ładunku fosforu. Jedną z przyczyn tego zjawiska może być obserwowane od 1990 roku zwiększanie się objętości wody spływającej do morza. Tym bardziej, iż wg Raportu [2003, rozdz. 6.5] jakość wód powierzchniowych nieznacznie się poprawiła, co jest jednak skutkiem rozcieńczania w wyniku większego odpływu, a nie zmniejszania się ładunku. Zarówno azot jak i fosfor są wiązane przez żywą i obumarłą materię organiczną i w tej postaci nagromadzane w przyrodzie. Uwalnianie ich z tego zapasu jest procesem złożonym i długotrwałym. Przyroda ma określoną pojemność związków azotu i fosforu. Jej zmniejszanie lub zwiększenie trwa lata. Stosowanie znacznie większych dawek azotu i fosforu w latach 70. i 80. ubiegłego stulecia nasilało proces wypełniania pojemności przyrody, a obecne daleko idące ograniczenia produkcji rolnej na dużych obszarach kraju, w tym zmniejszanie się pogłowia zwierząt gospodarskich, pogorszenie kultury uprawy gleby, jej ugorowanie i zmniejszenie ilości stosowanych nawozów naturalnych i mineralnych sprzyjają mineralizacji glebowej materii organicznej i uwalnianiu się nagromadzonego w niej azotu i fosforu. Towarzyszy temu emisja gazu cieplarnianego dwutlenku węgla oraz pogarszanie się żyzności gleby. Zużycie nawozów mineralnych w Polsce nie jest 2 3 razy mniejsze niż w krajach OECD. W rzeczywistości według danych FAO (tab. 3 i 4) odpowiada ono przeciętnemu poziomowi ich zużycia w krajach UE i OECD. Zużycie nawozów fosforowych jest obecnie na podobnym poziomie jak w Niemczech, Wielkiej Brytanii, Danii czy Szwecji, a w latach 1970/1980 było wyraźnie większe, często nawet kilkakrotnie [SAPEK, 2002b]. Wyraźnie mniejsza niż w krajach UE (tab. 5) jest natomiast efektywność wykorzystania nawozów mineralnych [FOTYMA, 1997]. Przeto zwiększenie skuteczności nawożenia jest głównym zadaniem rolnictwa polskiego nie tylko z punktu widzenia ochrony środowiska, lecz również ekonomiki. Tabela 3. Zużycie mineralnych nawozów azotowych w Polsce i krajach należących do UE i OECD w 1997 r. [FAO, http://faostat.fao.org/faostat/collections?subset=agriculture] Table 3. Nitrogen fertiliser consumption in Poland and in the EU and OECD countries in 1997 [FAO, http://faostat.fao.org/faostat/collections?subset=agriculture] Zużycie nawozów azotowych Kraj Country Nitrogen fertiliser consumption mln t N kg N ha 1 Polska Poland 0,9 53 Unia Europejska EU 10 75 OECD 28 21

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 265 Tabela 4. Średnie zużycie nawozów fosforowych w krajach UE i w Polsce w 1997 r. [FAO, http://faostat.fao.org/faostat/collections?subset=agriculture] Table 4. Mean annual consumption of phosphorus fertilisers in the EU countries and Poland in 1997 [FAO, http://faostat.fao.org/faostat/collections?subset=agriculture] Kraj Country Polska (średnia z 1980-1989) Poland (mean of 1980-1989) Zużycie nawozów fosforowych, kg P 2 O 5 rok 1 Consumption of phosphorus fertilisers, kg P 2 O 5 year 1 na powierzchnię użytków rolnych per ha of agricultural land na mieszkańca per capita 21,0 9,9 Francja France 15,0 8,0 Włochy Italy 13,6 4,0 Belgia Belgium 12,8 2,0 Holandia Netherlands 12,3 1,8 Finland Finland 10,5 5,5 Niemcy Germany 10,1 2,2 Irlandia Ireland 10,0 15,5 Wielka Brytania UK 9,6 2,9 Portugalia Portugal 9,1 8,2 Dania Denmark 8,2 4,5 Polska Poland 7,5 3,5 Grecja Greece 7,2 6,5 Austria Austria 6,8 3,0 Szwecja Sweden 6,3 2,4 Hiszpania Spain 6,2 6,2 Tabela 5. Nawozochłonność produkcji roślinnej w kg składnika na jednostkę zbożową plonu w Polsce i krajach UE [FOTYMA, 1997] Table 5. Specific fertiliser consumption in kg component per one grain unit in Poland and in the EU countries [FOTYMA, 1997] Składnik Polska Poland Unia Europejska EU Nutrient 1985 1990 1991 1996 1985 1990 1991 1996 N 3,69 2,81 2,33 1,96 P 2 O 5 2,11 1,13 1,05 0,82 K 2 O 4,13 2,27 2,11 1,74 NPK 9,97 6,71 5,50 4,52 Najbardziej zaniedbanym elementem produkcji rolnej w Polsce jest składowanie i stosowanie nawozów naturalnych. Dominują obornikowo-gnojówkowe systemy utrzymywania zwierząt i gromadzenia odchodów zwierzęcych. W 95% go-

266 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) spodarstw składujących obornik przechowywano go do niedawna bezpośrednio na ziemi, a gnojówkę w na ogół niedostatecznie szczelnych i o niewielkiej objętości zbiornikach. Sprzyjało to emisji amoniaku i przesiąkaniu składników nawozowych do gleby i dalej do wody gruntowej. Pomiary wykonane w ramach programów realizowanych w IMUZ wykazały, że gleba w obrębie zagrody, a zwłaszcza w pobliżu miejsc składowania obornika i gnojówki, jest skrajnie wzbogacona w mineralne formy azotu, fosforu i potasu. W lepiej napowietrzonej glebie gromadzą się azotany (rys. 3), a w wilgotnej jony amonu (rys. 4) [SAPEK, SAPEK, 2002; Głębokość Depth, cm 20-40 60-80 100-120 140-160 N-NO3 N-NH4 180-200 0 50 100 150 200 250 300 N mg.dm -3 Rys. 3. Stężenie azotanów (N-NO 3 ) i amonu (N-NH 4 ) w profilu glebowym pod dawnym miejscem składowania obornika (wyciąg 1% K 2 SO 4 ) Fig. 3. Nitrate- and ammonium-nitrogen concentration in soil profile at the place of the former farmyard manure storage place (1% K 2 SO 4 extract) Głębokość Depth, cm 20-40 60-80 100-120 140-160 N-NO3 N-NH4 180-200 0 50 100 150 200 250 300 N mg.dm -3 Rys. 4. Stężenie azotanów (N-NO 3 ) i amonu (N-NH 4 ) w profilu glebowym oddalonym 50 m od dawnego miejsca składowania obornika, na skłonie w kierunku cieku (wyciąg 1% K 2 SO 4 ) Fig. 4. Nitrate- and ammonium-nitrogen concentration in soil profile located 50 m from the place of the former farmyard manure storage on a slope inclined to stream (1% K 2 SO 4 extract)

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 267 2003]. W glebach uprawnych nieczęsto obserwuje się tak duże nagromadzenie tych związków azotu. Wzbogacenie gleby w obrębie zagrody w fosfor przybiera jeszcze większe rozmiary. Obserwowane tam zawartości fosforu kilkakrotnie przewyższały jego zawartości w glebach uprawnych (rys. 5 i 6). Podobnie duże było wzbogacenie badanych profili gleby w potas (rys. 7 i 8) [SAPEK, SAPEK, 2003]. Głębokość Depth, cm 20-40 60-80 100-120 140-160 180-200 0 200 400 600 800 1000 P mg.dm -3 Rys. 5. Stężenie fosforanów w profilu glebowym pod dawnym miejscem składowania obornika (wyciąg 1% K 2 SO 4 ) Fig. 5. Phosphate concentration in soil profile at the place of the former farmyard manure storage (1% K 2 SO 4 extract) Głębokość Depth, cm 20-40 60-80 100-120 140-160 180-200 0 200 400 600 800 1000 P mg.dm -3 Rys. 6. Stężenie fosforanów w profilu glebowym oddalonym 50 m od dawnego miejsca składowania obornika, na skłonie w kierunku cieku (wyciąg 1% K 2 SO 4 ) Fig. 6. Phosphate concentration in soil profile located 50 m from the place of the former farmyard manure storage on a slope inclined to stream (1% K 2 SO 4 extract)

268 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) Głębokość Depth, cm 20-40 60-80 100-120 140-160 180-200 0 1000 2000 3000 4000 5000 K mg.dm -3 Rys. 7. Stężenie potasu w profilu glebowym pod dawnym miejscem składowania obornika (wyciąg 1% K 2 SO 4 ) Fig. 7. Potassium concentration in soil profile at the place of the former farmyard manure storage (1% K 2 SO 4 extract) Głębokość Depth, cm 20-40 60-80 100-120 140-160 180-200 0 1000 2000 3000 4000 5000 K mg.dm -3 Rys. 8. Stężenie potasu w profilu glebowym oddalonym 50 m od dawnego miejsca składowania obornika, na skłonie w kierunku cieku (wyciąg 1% K 2 SO 4 ) Fig. 8. Potassium concentration in soil profile located 50 m from the place of the former farmyard manure storage on a slope inclined to stream (1% K 2 SO 4 extract) Składniki nawozowe wyciekające ze składowanych odchodów zwierzęcych nie tylko akumulują się w glebie, lecz przenikają dalej do wody gruntowej, w której ich stężenie osiąga często bardzo duże wartości. Woda w studniach gospodarskich jest zwykle zanieczyszczona azotanami, a w mniejszym stopniu fosforanami i potasem (tab. 6) [SAPEK, SAPEK, RZEPIŃSKI, 1993], natomiast woda gruntowa na terenie zagrody jest na ogół silnie zanieczyszczona fosforanami, potasem i azotem amonowym, a w mniejszym stopniu azotanami (tab. 6 i 7) [Final report..., 2003; SAPEK, 2002; SAPEK i in., 1996]. Stężenie potasu w analizowanych wodach gruntowych było 6 razy większe niż stężenie sodu (tab. 7), co świadczy, że źródłem

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 269 zanieczyszczenia tych wód były odchody zwierzęce, a nie ścieki bytowe, zawsze bardzo bogate w sód. Zanieczyszczenie wody gruntowej z terenu zagrody fosforanami i potasem było wielokrotnie większe niż spotykane w wodzie gruntowej spod gleb ornych lub użytków zielonych. Głównym rolniczym źródłem zanieczyszczenia wody tymi dwoma składnikami jest więc zagroda gospodarstw ukierunkowanych na produkcję zwierzęcą i związane z nią składowanie nawozów naturalnych. Tabela 6. Przeciętne stężenie składników nawozowych (w mg dm 3 ) w próbkach wody pobranych z różnych miejsc w gospodarstwie Table 6. Average nutrient concentration (in mg dm 3 ) in water samples taken from different locations in the demonstration farms Składnik Nutrient podwórze farmstead (n = 335) Miejsce pobierania próbek Sampling site studnia gospodarska farm wells (n = 235) pastwisko pasture (n = 2) ciek przy zagrodzie stream near the farmstead (n = 97) wodociąg tap water (n = 238) N-NO 3 9,3 22,2 3,3 4,8 0,7 N-NH 4 7,1 0,3 0,6 3,3 0,3 P-PO 4 5,20 0,49 0,62 2,81 0,10 Cl 212 46 48 85 11 Na 60 49 22 40 10 K 360 31 71 110 4 Objaśnienie: n liczba próbek. Explanation: n number of samples. Tabela 7. Średnie (śr.) i maksymalne (max) stężenie składników nawozowych (mg dm 3 ) w próbkach wody gruntowej pobranych w punktach kontrolnych w pobliżu miejsc składowania nawozów naturalnych Table 7. Average (śr) and maximal (max) nutrient concentration (mg dm 3 ) in the groundwater samples taken from control points located near the manure storage places in selected demonstration farms Składnik Nutrient KW (5) (n = 15) WS (4) (n = 15) Punkt kontrolny Monitoring point PW (4) (n = 18) śr. / max TK (5) (n = 18) GT (5) (n = 32) N-NO 3 2,7 / 13 1,3 / 11 11 / 71 3,5 / 32 33 / 109 N-NH 4 5,8 / 26 13 / 51 26 / 77 30 / 190 12 / 43 P-PO 4 3,0 / 17 16 / 33 15 / 80 11 / 32 8,3 / 38 Cl 481 / 661 379 / 2471 104 / 205 283 / 570 452 / 1009 Na 117 / 225 106 / 719 91 / 202 82 / 219 115 / 207 K 1042 / 1323 899 / 5205 121 / 399 932 / 1339 592 / 1011 Objaśnienie: n liczba próbek. Explanation: n number of samples.

270 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) Rolnictwo uczestniczy również w emisji gazów cieplarnianych: podtlenku azotu w 80%, metanu w 30% i dwutlenku węgla w 10 20% (energia i transport oraz energia zużyta do syntezy nawozów azotowych) [Zeszyty..., 2000]. Wartości te również nie są nieuwzględniane w strategii ograniczania emisji gazów cieplarnianych w Polsce. Przytoczone informacje obrazują zarówno duży ujemny wpływ polskiego rolnictwa na środowisko przyrodnicze, jak również wskazują kierunki niezbędnych działań. DZIAŁANIA W ramach realizowanych projektów, oprócz badań naukowych, podjęto działania ukierunkowane na demonstrację dobrych praktyk rolniczych i edukację ludności wiejskiej w zakresie ograniczania ujemnego wpływu rolnictwa na środowisko przyrodnicze. Zanieczyszczenie wody składnikami nawozowymi z rolnictwa zalicza się do źródeł obszarowych nazywanych również niepunktowymi lub rozproszonymi. Obszarowy charakter zanieczyszczeń z rolnictwa wynika z prowadzenia produkcji rolnej na dużych obszarach, jednak rzeczywistym źródłem strat składników nawozowych jest konkretne gospodarstwo, a w nim pole lub zagroda, a wielkość strat zależy nie tylko od stosowanych technologii, lecz także od wiedzy rolnika. Miarą zagrożenia jakie stwarza gospodarstwo są niewykorzystane w produkcji składniki nawozowe, które ulegają lub mogą ulec rozproszeniu do środowiska. Ilości te można wyceniać stosując metodę bilansu składników nawozowych. Metodę tę zastosowano w Polsce wpierw w skali kraju [SAPEK, SAPEK, 1993], a później szeroko w skali gospodarstwa [PIETRZAK, 1994; 1997]. Wynikiem bilansu jest różnica między ilościami składnika wniesionego (przychód) do gospodarstwa (regionu), i wyniesionego (rozchód) ze sprzedanymi produktami. Różnica między przychodem a rozchodem to nadmiar składnika, podawany najczęściej w przeliczeniu na ha. Stosunek rozchodu składnika do jego przychodu nazywamy efektywnością tego składnika. Obliczony nadmiar lub efektywność są miarą zagrożenia dla środowiska jakie stwarza dane gospodarstwo lub region [PIETRZAK, SAPEK, 1996]. Wielkości te wykorzystano między innymi do oceny zagrożenia zanieczyszczenia wody związkami azotu i fosforu z rolnictwa w różnych regionach Polski [SAPEK A. i in., 1997; SAPEK B. i in., 1997; SAPEK i in., 2000]. Efektywność azotu wprowadzanego do rolnictwa, niezależnie od metody obliczania, nie przekracza 25%, a fosforu 35%. Przyjmuje się, że obliczony nadmiar azotu jest miarą jego rozpraszania do środowiska, a fosforu jego nagromadzania w glebach uprawnych. Bilans składników nawozowych w gospodarstwie zwłaszcza w odniesieniu do fosforu i potasu jest podstawą współczesnego doradztwa nawozowego. W produkcji zwierzęcej część paszy pochodzi na ogół spoza gospodarstwa, a wraz z nią do

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 271 gospodarstwa wprowadza się odpowiednią ilość fosforu. Dotyczy to szczególnie pasz przemysłowych, do których dodaje się fosforany w takich ilościach, by całkowita ich zawartość wynosiła 0,5% P w masie handlowej. W sumie z paszami wprowadza się do gospodarstwa ilości fosforu równoważne potrzebom nawozowym lub znacznie je przewyższające. Bilans fosforu i potasu przeprowadzany w gospodarstwach w ramach projektu BAAP przed wprowadzeniem demonstracji, wykazał średni nadmiar fosforu 26 kg P ha 1 (= 60 kg P 2 O 5 ha 1 ) i przeciętną jego efektywność 29%. Przychód fosforu do gospodarstwa z paszami był przeciętnie taki sam jak z nawozami mineralnymi (tab. 8), a zasobność gleb w fosfor w badanych gospodarstwach była dobra i bardzo dobra. W gospodarstwach, które kupowały z paszami więcej niż 10 kg P ha 1, zalecono zaniechania stosowania mineralnych nawozów fosforowych. Podobnie jest w większości gospodarstw ukierunkowanych na produkcję zwierzęcą, w których zaniechanie lub daleko idące ograniczenie nawożenia fosforem może zwiększyć dochód rolnika i zmniejszyć zagrożenie dla środowiska. Budowę odpowiednich zbiorników na nawozy (płyta gnojowa i zbiornik na gnojówkę) podjęto w ramach projektu Rolnictwo polskie i ochrona jakości wody (USEPA). Wybudowano je w dwunastu gospodarstwach dawnego województwa ostrołęckiego i w trzech w województwie szczecińskim, przy współudziale prezydenta miasta i gminy Pyrzyce. Inicjatywę tę poparły władze dawnego województwa ostrołęckiego i z pomocą Wojewódzkiego i Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska wybudowano zbiorniki w następnych 160 gospodarstwach. Podobne inicjatywy podejmowano w Projekcie Ograniczenia zanieczyszczeń Bałtyku ze źródeł rolniczych (BAAP), w ramach którego budowano zbiorniki w gospodarstwach demonstracyjnych w regionie elbląskim, toruńskim, łomżyński i płockim. W ramach obydwóch projektów budowa zbiorników polegała na współfinansowaniu budowy koszt materiałów pokrywano z projektu, a koszt robocizny rolnik. Warto podkreślić, że projektowano zbiorniki o dużej na pojemności, na okres składowania 6 miesięcy, a w projekcie BAAP nawet na 8 miesięcy, jak to ma miejsce w Szwecji. Wyniki i doświadczenie uzyskane w pierwszych etapach projektów BAAP i USEPA, okazały się przydatne nie tylko na terenach objętych tymi projektami. Stały się bazą i wzorem do rozwoju dwóch znacznie większych projektów: PHARE P9312-0602/93 Infrastruktura dla gospodarki wodnej realizowanego przez Instytut Melioracji i Użytków Zielonych oraz Ochrona środowiska na obszarach wiejskich realizowanego obecnie przez Bank Światowy i Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. W obu projektach kontynuowano budowę zbiorników podobnie na zasadzie współfinansowania oraz skupiano się na terenach, nawet gminach, objętych projektami USEPA i BAAP. Ten dobry przykład nadal skutkuje dobrymi rezultatami. Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Warszawie w ramach projektu Program ograniczenia zanieczyszczeń środowiska składnikami nawozowymi z produkcji zwierzęcej w regionie ostrołęckim (finan-

272 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) sowanego przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska) buduje setki zbiorników w dobrze przegotowanym do tego typu działań regionie ostrołęckim i rozszerza inicjatywę na całe województwo mazowieckie. Czynnikami wzmagającymi te inicjatywy są: Dyrektywa Azotanowa, wymagania UE w zakresie produkcji mleka oraz ustawa O nawozach i nawożeniu. Aczkolwiek ta ostatnia stawia wymagania czteromiesięcznej pojemności składowania, niezgodnie z zaleceniami UE, oraz nie wyznacza instytucji kontrolującej spełnianie jej wymagań. Działalność oświatowa obejmowała: edukację rolników z gospodarstw demonstracyjnych i ich sąsiadów, szkolenie pracowników ośrodków doradztwa rolniczego, nauczycieli szkół rolniczych oraz działaczy samorządów lokalnych, dostarczanie odpowiednich informacji decydentom, organizowanie seminariów naukowych. Przeprowadzono 21 trzy-, sześcio- lub dziewięciodniowych szkoleń, których wykładowcami byli nie tylko pracownicy IMUZ, lecz także innych instytutów resortowych i uczelni. Działania te były uzupełniane i wspomagane publikacjami materiałów edukacyjnych, wydawanych jako błękitna seria pod tytułem Rolnictwo polskie i ochrona jakości wody. Dotychczas ukazały się 22 pozycje tej serii. Za ochronę środowiska w rolnictwie odpowiada wielu aktorów. Są to politycy oraz decydenci szczebla krajowego i lokalnego, rolnicze służby doradcze i ośrodki naukowe, głównym jednak aktorem jest rolnik, właściciel i dyrektor gospodarstwa. Politycy i decydenci dążą do rozwiązywaniu problemu za pomocą odpowiednich regulacji prawnych. Jest to jednak rozwiązanie o ograniczonej mocy sprawczej. Bez współudziału setek tysięcy rolników same regulacje nie tyle przyczynią się do poprawy środowiska, co zwiększą i tak duże napięcia społeczne na wsi. Prowadzone w tym zakresie działania upowszechnieniowe powinny być ujęte w narodowy program edukacji rolników i ludności wiejskiej w zakresie rolnictwa i środowiska. STRATEGIE OGRANICZENIA ZANIECZYSZCZEŃ WODY, ATMOSFERY I GLEBY Skutki rozpraszania związków azotu do środowiska mają zasięg regionalny, krajowy i globalny. Skutki rozpraszania fosforanów mają wprawdzie zasięg lokalny, lecz są nieprzemijające i trudne do usunięcia. Dlatego niezbędne jest opracowanie narodowego programu ograniczania emisji gazowych związków azotu do atmosfery oraz wymywania azotanów i fosforanów do zasobów wodnych. Program ten winien objąć całościowo wszystkie źródła zanieczyszczania: rolnictwo, gospodarkę komunalną, przemysł, energetykę oraz transport. Czynniki oficjalne już od dawna są zobowiązane konwencjami i umowami międzynarodowymi do opracowania odpowiednich narodowych programów. Dla przykładu wymienić można:

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 273 Konwencję HELCOM, Agendę 21 dla regionu Morza Bałtyckiego, Ramową Konwencję NZ w Sprawie Zmian Klimatu (UNFCCC). I nawet jeśli opracowano jakieś programy to w niedostatecznym stopniu uwzględniono w nich rolnictwo, na przykład wdrażania Dyrektywy Azotanowej nie poprzedzono powołaniem krajowej Grupy Azotanowej, która miała to wdrożenie przygotować. Zmniejszenie zagrożenia wynikającego z rozpraszania azotu i fosforu do środowiska wymaga wyznaczenia celów strategicznych. Zostały one wyznaczone w zadaniu 7. Strategia i działania ograniczające zanieczyszczenia obszarowe pochodzenia rolniczego projektu badawczego zamawianego nr PBZ 28-02: Strategia ochrony zasobów wodnych przed zanieczyszczeniem z punktu widzenia ochrony zdrowia i przyrody oraz potrzeb gospodarczych. Założono w nich: zmniejszenie strat azotu przez zwiększenie jego wykorzystania (efektywności) w produkcji rolnej w skali kraju od ok. 20% obecnie do ponad 30% w 2010 r. zmniejszenie strat fosforu przez zwiększenie jego wykorzystania (efektywności) w produkcji rolnej w skali kraju od ok. 30% obecnie do ponad 50% w 2010 r. Do realizacji wyznaczonych celów strategicznych niezbędne jest włączenie do polityki rolnej państwa zagadnień ochrony jakości wody i innych zagadnień ochrony środowiska. Potrzebne jest więc opracowanie programów działania obejmujących: edukację, doradztwo rolnicze, demonstracje, regulacje prawne i zachęty materialne. Działania te są konieczne, niezależnie od kierunków rozwoju rolnictwa, poziomu produkcji i udziału rolnictwa w gospodarce kraju. Wyznaczone cele strategiczne nie są sprzeczne z interesami rolnictwa i rolnika. Zwiększenie stopnia wykorzystania azotu i fosforu zmniejszy straty tych składników, a równocześnie zmniejszy wydatki na zakup nawozów mineralnych, które stanowią znaczącą pozycję w budżecie każdego gospodarstwa. WNIOSKI 1. Ograniczenie emisji związków azotu i fosforu z innych sektorów gospodarki powoduje, że produkcja rolna ma proporcjonalnie coraz większy ujemny wpływ na środowisko. 2. Głównym zagrożeniem z rolnictwa dla środowiska jest emisja gazowych związków azotu i nagromadzanie się w glebie fosforanów. 3. Odpowiedzialni za rolnictwo i ochronę środowiska w Polsce nie są dostatecznie poinformowani o wpływie rolnictwa na środowisko. Powoduje to, że społeczeństwo nie rozumie zależności między rolnictwem a środowiskiem i nie będzie gotowe do akceptowania niezbędnych nakładów finansowych z budżetu na rolnictwo.

274 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) 4. Strategia zwiększenia efektywności wykorzystania (wydajności) azotu i fosforu nawozowego jest najlepszym sposobem ograniczenia emisji tych składników do środowiska. 5. Niezbędne jest opracowanie narodowego programu ograniczenia rozpraszania azotu i fosforu do środowiska. LITERATURA BOGACKA T., 1999. Strategia i działania ograniczające ładunki azotu i fosforu odprowadzane do wód powierzchniowych ze źródeł obszarowych. W: Podstawy naukowe strategii ochrony wód w Polsce w świetle przystąpienia do Unii Europejskiej. Red. M. Gromiec, IAWQ. Warszawa: Polski Komitet Międzynarodowego Stowarzyszenia Jakości Wody s. 221 337. Final report, Baltic Agricultural Run-off Action Programme in Poland 1999-2002, 2003. Falenty: Wydaw. IMUZ. FOTYMA M., 1997. Dobra praktyka rolnicza w produkcji roślinnej. Zesz. Eduk. 4/97 s. 35 48. OUDE de, N.T., 1989. Anthropogenic sources of phosphorus: Detergents. Phosphorus cycle in terrestrial and aquatic ecosystems. Red. J.K., Syers L., Ryszkowski, H.L. Golterman. Saskatoon: Saskatchewan Institute of Pedology s. 214 220. PIETRZAK S., 1994. Metoda uproszczonego bilansowania azotu gospodarstwie rolnym. Mater. Instr. 108 Falenty: Wydaw. IMUZ ss. 22. PIETRZAK S., 1997. Metoda bilansowania składników nawozowych w gospodarstwie rolnym. Mater. Instr. 116 Falenty: Wydaw. IMUZ ss. 30. PIETRZAK S., SAPEK A., 1996. Ocena zagrożeń dla środowiska pochodzących ze źródeł rolniczych na podstawie bilansu azotu w gospodarstwie rolnym. W: Technika i technologia w ochronie środowiska. Red. J. Wiatr. I Forum inżynierii środowiska, 15 17.10.1996 r. Lublin-Nałęczów: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej s. 127 130. Raport Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska, 1998. Stan środowiska w Polsce. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa ss. 159. Raport. Stan środowiska w Polsce w latach 1996 2001, 2003. Warszawa: Inspekcja Ochrony Środowiska s. 7 263. SAPEK A., 1995. Emisja amoniaku z produkcji rolnej. Post. Nauk Rol. nr 2/95 s. 3-23. SAPEK A., 2002a. Emisja podtlenku azotu z rolnictwa i jej skutki w środowisku. Zesz. Eduk. 8/2002 s. 9 22. SAPEK A., 2002b. The impact of agriculture on ground and surface water quality in Poland: state of affairs and policy. W: Agricultural effects on ground and surface waters: Research at edge of science and society. Red. J. Steenoorden, F. Claessen, J. Willems. IAHS Publication no. 273 s. 385 389. SAPEK A., 2003. Fosfor w łańcuchu pokarmowym człowieka w Polsce. Obieg pierwiastków w przyrodzie: Bioakumulacja Toksyczność Przeciwdziałanie. Warszawa: IOŚ s. 53-61. SAPEK A., KALIŃSKA D., SAPEK B., PIETRZAK S., 1997. Wyznaczanie obszarów o zróżnicowanym zagrożeniu zanieczyszczenia wody związkami fosforu z rolnictwa. W: Ochrona i wykorzystanie rolniczej przestrzeni produkcyjnej Polski. Mater. Konf. 3-4. 06. 1997 r. Puławy: IUNG 1997 s. 253 260. SAPEK A., NAWALANY P., BARSZCZEWSKI J., 2003. Ładunek składników nawozowych wnoszony z opadem mokrym na powierzchnię ziemi w Falentach w latach 1995 2001. Woda Środ. Obsz. Wiej. 3 (6) s. 69 78.

A. Sapek, B. Sapek, S. Pietrzak: Strategie ograniczenia zanieczyszczeń... 275 SAPEK A., SAPEK B., 1993. Assumed non-point water pollution based on the nitrogen budget in Polish Agriculture. Water Science and Technology. V. 28 (No. 3-5) s. 483-488. SAPEK A., SAPEK B., 1999. Wpływ produkcji rolnej i spożywania żywności na środowisko. W: Ocena raportu Stan środowiska w Polsce, Warszawa: PAN Komitet Człowiek i Środowisko przy Prezydium PAN s. 41 70. SAPEK A., SAPEK B., 2002. Obieg i bilans fosforu w łańcuchu pokarmowym człowieka w Polsce. Nawozy i Nawożenie 4 (13) 106 123. SAPEK A., SAPEK B., 2004. Phosphorus. Chapter 4. W: Elements and their compounds in the environment. Merian et al: Wiley-VCH, Weinheim, s. 1285-1296. SAPEK A., SAPEK B., RZEPIŃSKI W., 1993. Wstępne rozpoznanie zanieczyszczenia wody do picia z ujęć własnych w gospodarstwach rolnych na terenie województwa ostrołęckiego. W: Ochrona zasobów wodnych przed zanieczyszczeniem. Materiały na sympozjum IAWQ. Kraków: Polski Komitet Międzynarodowego Stowarzyszenia Jakości Wody IAWQ. SAPEK B., 1997. Monitoring of mineral nitrogen in a farm. W: Shaping Poland's Future. Meeting Environmental Challanges for Water Quality, Sustainable Agricultural and Rural Development. Red. A. Sapek, J. Świtała. Proc. Conf. Warsaw, Octob. 8-10, 1996. Falenty: IMUZ s. 122 129. SAPEK B., 1998a. Farm as a source of soil, water and air pollution with nitrogen, phosphorus and potassium. Bibl. Fragm. Agr. 3/98 s. 124 144. SAPEK B., 1998b. Phosphorus in soil profiles from farmstead and its vicinity. Falenty W: Proceeding of conference Phosphorus in agriculture and Water Quality Protection. Sielinko, 2-3 December 1997. Falenty: IMUZ s. 52-59. SAPEK B., 2002. The impact of farmstead operation on ground water quality. In: Agricultural effects on ground and surface waters: Research at edge of science and society. Red. J. Steenoorden, F. Claessen, J. Willems. IAHS Publication no. 273 s. 125-130. SAPEK B., KALIŃSKA D., SAPEK A., PIETRZAK S., 1997. Ocena stanu zanieczyszczenia wody potasem ze źródeł rolniczych na podstawie wybranych danych produkcyjnych. W: Ochrona i wykorzystanie rolniczej przestrzeni produkcyjnej Polski. Mater. Konf. 4.06.1997 r. Puławy: IUNG s. 261 268. SAPEK B., SAPEK A., 2003. Nutrient transport into groundwater from animal waste dispersed on farmstead. W: Diffuse input of chemiclas into soil and groundwater Assessment and Management, Dresden: Institut für Grundwasserwirtschaft and Institut für Wasserchemie Technische Unversität Dresden s. 29-38. SAPEK B., SAPEK A., KALIŃSKA D., PIETRZAK S., 2000. Identifying regions of various risk of water pollution by agriculturally derived nitrogen, phosphorus and potassium in Poland. Proceedings of International Seminar Scientific basis to mitigate the nutrient dispersion into the environment, Falenty: Wydaw. IMUZ s. 161 170. Spójna polityka strukturalna rozwoju obszarów wiejskich i rolnictwa, 1999. Ministerstwo Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej. Dokument przyjęty przez Radę ministrów w dniu 13 lipca 1999 roku. Warszawa, lipiec 1999 r. s. 19. SZOT E., 2000. Zbyt duże zaufanie do nawozów naturalnych. Rzeczpospolita, 17.01.2002. Zeszyty Edukacyjne 2000/6. Red. B. Sapek. Falenty: Wydaw. IMUZ.

276 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 4 z. 2b (12) Andrzej SAPEK, Barbara SAPEK, Stefan PIETRZAK THE STRATEGIES OF REDUCING WATER, AIR AND SOIL POLLUTION IN THE INTERNATIONAL AGRO-ENVIRONMENTAL PROJECTS ACCOMPLISHED IN THE INSTITUTE OF LAND RECLAMATION AND GRASSLAND FARMING Key words: water quality, air quality, soil, nitrogen, phosphorus S u m m a r y Environmental dispersion of nutrients is discussed in the paper and confronted with common views and facts established during the projects (mainly international) that have been accomplished in the ILRGF. Authorities, and consequently the society, tend to underestimate the agriculture as a source of nutrient emissions. The contribution of agriculture to the total emission of gaseous forms of nitrogen (NH 3, N 2 O i NO x ) amounts c. 50 % in the country. Similar is the share of agriculture in total loads of nitrogen and phosphorus delivered in increasing amounts since 1990 to the Baltic Sea. Thus, it is necessary to elaborate (in a broad discussion among specialists) a national programme of restricting nitrogen and phosphorus emissions from all sources and to establish appropriate strategic targets. Such a target in respect to nitrogen should assume decreasing nitrogen losses through its better utilisation in agricultural production to over 30 % in 2010 while its present utilisation is slightly less than 20 %. In the case of phosphorus the increase of its utilisation should reach 50 % in 2010 at its present utilisation of only 30 %. Recenzenci: prof. dr hab. Barbara Gworek prof. dr hab. Jan Łabętowicz Praca wpłynęła do Redakcji 04.02.2004 r.

Tabela 1. Projekty realizowane w Zakładzie Chemii Gleby i Wody w latach 1987 2004 Table 1. Projects accomplished in the Department of Soil and Water Chemistry in the years 1987 2004 Lp. No. Tytuł projektu Tittle Finansowanie Financing 1 2 3 4 Projekty statutowe Institute projects 1. Identyfikacja strat składników nawozowych w produkcji rolnej i ich wpływu na jakość wody i zakwaszanie środowiska Identification of nutrient losses in agricultural production and their impact on water quality and environmental acidification 2. Identyfikacja strat składników nawozowych w gospodarstwie rolnym Identification of nutrient losses at a farm level 3. Opracowanie zasad i sposobów działania w celu ograniczenia zanieczyszczeń wody, atmosfery i gleby pochodzących z produkcji rolniczej Elaboration of principles and methods to mitigate the water, atmosphere and soil pollution from agricultural sources 4. Zasady i sposoby kwantyfikowanego gospodarowania składnikami nawozowymi w celu ograniczenia zużycia nieodnawialnych zasobów naturalnych oraz ujemnej presji rolnictwa na środowisko Quantitative identification of nutrient losses from agriculture Projekty międzynarodowe International projects: 5. Opracowanie sposobów gospodarowania w rolnictwie ograniczające straty azotu z gleby w wyniku wymywania azotanów i denitryfikacji Elaboration of agricultural management systems with limited nitrogen losses from soil due to nitrate leaching and denitrification 6. Rolnictwo polskie i ochrona jakości wody Polish agriculture and water quality protection Instytut Institute Instytut Institute Instytut Institute Instytut Institute Ministerstwo Rolnictwa Stanów Zjednoczonych US Department of Agriculture Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych US Environmental Protection Agency Lata Years 1994-1996 1997-1999 1999-2001 2002-2004 1987-1994 1992-1997

cd. tab. 1 1 2 3 4 7. Ograniczenie zanieczyszczeń Bałtyku ze źródeł rolniczych BAAP Agencja Rozwoju Międzynarodowego 1993-2002 Baltic Agriculture Runoff Action Program (BAAP) Królestwa Szwecji Swedish Agency for International Affairs 8. Bilans składników nawozowych w skali regionalnej i gospodarstwa Nutrient balance in regional and farm scale PHARE P9312/06 1995-1996 9. Program Nauka Doradztwo Rolnik: Zwiększenie aktywności społeczności wiejskich związanej ze zrównoważonym rolnictwem i ochroną jakości wody: organizacja grupy roboczej do opracowania zasad zrównoważonego rozwoju rolnictwa i wsi, opracowanie materiałów i zasad szkolenia, prowadzenie przykładowych szkoleń Bridges from Science to Practice. Increasing Capacities of Rural Communities in Initiatives for Sustainable Agriculture and Water Quality Protection Sustainable Agriculture and Rural Development Working Group Education Program Development Community Training Program 10. Kontrola emisji gazowych tlenków azotu z użytków zielonych w Europie COGANOG Controlling Gaseous Nitrogen Oxide Emissions from Grassland Farming Systems in Europe COGANOG 11. Zasady i sposoby ograniczenia emisji gazów cieplarnianych z rolnictwa i osiedli wiejskich Principles and methods of greenhouse gases emissions mitigation from agriculture and rural area 12. Program zapobiegania obszarowym zanieczyszczeniem wody fosforem ze zdegradowanych i renaturyzowanych gleb torfowych PROWATER Program for the prevention of diffuse pollution with phosphorus from degraded and re-wetted peat soils PROWATER Ministerstwo Rolnictwa Stanów Zjednoczonych US Department of Agriculture Unia Europejska: Contract FAIR3 CT96-1920 Agencja Rozwoju Międzynarodowego Stanów Zjednoczonych US Agency for International Development Unia Europejska: Contract NO EVK1-CT-1999-00036 1995-1997 1997-2000 2000-2001 1999-2003

cd. tab. 1 1 2 3 4 13. Ograniczenie zanieczyszczeń Bałtyku ze źródeł rolniczych Doskonalenie sposobów gospodarowania Agencja Rozwoju Międzynarodowego 2002-2003 środkami ochrony roślin BAAP-Pest Baltic Agriculture Runoff Action Project BAAP Improved Pesticide Management BAAP-Pest Królestwa Szwecji Swedish Agency for International Affair Projekty Komitetu Badań Naukowych State Committee for Scientific Research grants 14. Strategia ochrony zasobów wodnych przed zanieczyszczeniem z punktu widzenia ochrony zdrowia Nr No. PBZ 28-02 1994-1996 i przyrody oraz potrzeb gospodarczych. Zadanie 7. Strategia i działania ograniczające zanieczyszczenia obszarowe pochodzenia rolniczego The strategy for protecting water resources from pollution in view of health and nature protection and economic needs. Task 7. Strategy and action plan to mitigate dispersed pollution from agricultural sources 15. Pomiar i symulacja emisji podtlenku azotu z gleb trwałych użytków zielonych Nr No. 6 PO4G06416 1999-2001 Measurement and simulation of nitrous oxide emissions from permanent grassland soils 16. Zastosowanie urządzeń z porowatymi kubkami ceramicznymi do pobierania próbek wody glebowej Nr No. 5S30800406 1994 ze strefy nienasyconej Application of ceramic cups for sampling soil solutions from grassland soils 17. Optymalizacja wykorzystania azotu i fosforu w gospodarstwie rolnym w celu ochrony jakości wody Nr No. 3PO6S05322 2002-2004 i atmosfery. Optimization of nitrogen and phosphorus efficiency in a farm aimed to protect the quality of water and air 18. Przemiany i przemieszczanie azotu mineralnego w glebie z moczu pozostawionego przez bydło na Nr No. 5PO6B07419 2000-2002 pastwisku Transformation and transport of urine left by cattle in pasture soil. 19. Zmiany zawartości różnych form azotu w zasobach wodnych gleby w pasowym systemie uprawy roślin. Changes of different nitrogen forms in an intercropping management system. Nr No. 5PO6B056/12/96 1997-1999

Tabela 8. Bilans fosforu (w kg P ha 1 ) w gospodarstwach demonstracyjnych w 1999 roku [SAPEK, PIETRZAK, 2000] Table 8. Phosphorus balance (w kg P ha 1 ) in demonstration farms in 1999 [SAPEK, PIETRZAK, 2000] Gospodarstwo Farm Powierzchnia gospodarstwa Farm area ha Obsada zwierząt DS ha 1 AU ha 1 nawozy fertilisers Przychód Inputs pasze fodder razem total produkty roślinne plant products Rozchód (sprzedaż) Outputs (sold products) produkty zwierzęce animal products razem total Nadmiar Surplus Efektywność Efficiency % 1. SB 47,0 0,31 34,8 2,1 36,9 8,5 1,6 10,1 26,8 27,4 2. SB 57,0 1,06 11,5 11,8 23,3 3,1 4,7 7,8 15,5 33,5 3. SB 41,0 0,81 26,1 35,2 61,3 2,2 2,8 5,0 56,3 8,2 4. SB 51,7 0,76 8,9 11,1 20,0 6,8 4,5 11,3 8,7 56,5 5. KL 24,0 1,00 23,8 0,9 24,7 3,0 2,7 5,7 19,0 23,1 6. KL 26,0 0,64 26,1 1,4 27,5 5,1 2,5 7,6 19,9 27,6 7. KL 24,5 1,80 19,7 2,6 22,3 0,0 4,9 4,9 17,4 22,0 8. KL 14,0 1,37 8,6 12,4 21,0 1,0 4,0 5,0 16,0 23,8 9. PR 34,8 1,29 17,3 53,1 70,4 1,3 3,4 4,7 65,7 6,7 10. PR 15,4 1,34 13,1 0,1 13,2 1,9 2,2 4,1 9,1 31,1 11. PR 20,5 3,10 17,0 58,1 75,1 4,2 13,3 17,5 57,6 23,3 12. PR 25,9 0,68 0,0 12,0 12,0 2,7 5,1 7,8 4,2 65,0 Średnia 31,8 1,18 17,2 16,8 34,0 3,3 4,3 7,6 26,4 29,0 Mean SD 14,3 0,73 9,6 20,6 22,2 2,5 3,1 3,9 21,2 16,9