Produkcja roślinna

  2. Start
  4. Metody mitygacji i sekwestracji
  6. Produkcja roślinna
  8. Uprawa roślin
  10. Praktyka nr 2. Zwiększenie udziału roślin bobowatych w uprawach polowych i użytkach zielonych dla zredukowania emisji N2O

Praktyka nr 2. Zwiększenie udziału roślin bobowatych w uprawach polowych i użytkach zielonych dla zredukowania emisji N2O

Znaczenie roślin bobowatych dla emisji podtlenku azotu z gleb uprawnych ilustruje hierarchiczny diagram proponowany przez Kleina i in. (2001). Pośrednia emisja podtlenku azotu jest wynikiem wprowadzenia do gleby dodatkowej ilości biologicznie wiązanego azotu do gleby. W modelu IPCC uwzględnia się jedynie emisję podtlenku azotu spod roślin bobowatych w uprawie polowej. W wyniku mineralizacji organicznych związków azotowych roślin bobowatych deponowanych w glebie m.in. wraz z wydzielinami korzeniowymi oraz w postaci resztek pożniwnych zwiększają pulę azotu mineralnego w glebie (który podobnie jak azot z nawozów mineralnych) może ulegać procesowi nitryfikacji i denitryfikacji. Produktami pośrednimi lub głównymi tych procesów jest m.in. podtlenek azotu.Wg Steele i in. (1984) rośliny bobowate zdolne są również do emisji bezpośredniej podtlenku azotu w wyniku denitryfikacji azotanów prowadzonej przez bakterie symbiotyczne (Rhizobium, Bradyrhizobium ssp) w brodawkach korzeniowych. Emisja bezpośrednia podtlenku azotu ma charakter marginalny w stosunku do emisji pośredniej, jednak zastępowanie gatunków bobowatych odpowiedzialnych za emisję bezpośrednią gatunkami niezdolnymi do denitryfikacji (koniczyny) może mitygować emisję podtlenku azotu w produkcji roślinnej.

Wg Beuchampa (1997) i Bouwmana (1996) emisja N2O z gleby pod roślinami bobowatymi waha się w przedziale 0.07 – 4.8 kg N-N2O·ha-1· rocznie (dla uprawy lucerny, soi i koniczyny). Kaiser i in. (1998) i Velthof i in. (1998) sugerują, że w stosunku do gleb nawożonych nawozami azotowymi, uprawa roślin bobowatych powinna mitygować emisję podtlenku azotu z gleby.

Azot biologicznie wiązany jest poza nawozowym źródłem azotu na gruntach ornych i użytkach zielonych. Dlatego ich uprawa przyczynia się do zmniejszenia zużycia mineralnych nawozów azotowych. Można zatem przewidywać, że możliwość mitygacji emisji podtlenku azotu związanej ze wzrostem udziału roślin bobowatych w uprawach polowych i użytkach zielonych powinna pośrednio wynikać z ograniczenia zużycia nawozów azotowych pod roślinę następczą lub na TUZ. Mitygacja emisji podtlenku azotu powinna być proporcjonalna do zmniejszenia wielkości dawki azotu w nawozach mineralnych. Ograniczenie dawki azotu wynikające z obecności w glebie azotu resztek roślin bobowatych powinno zmniejszyć zużycie paliw pędnych na zabieg, a tym samym emisję NOx (w tym N2O). Proponuje się praktykę redukcji GHG polegającą na wzroście udziału roślin bobowatych ze względu na możliwość zastąpienia części dawek mineralnych nawozów azotowych azotem wiązanym symbiotycznie.

Potencjał redukcyjny GHG

Trudny do oszacowania.

Ocena potencjału redukcyjnego GHG

10%.

Koszty wdrożenia

Brak danych.

Możliwość aplikacji

Praktyka łatwa w aplikacji.

Aktualnie na Liście odmian roślin rolniczych wpisanej do krajowego rejestru w Polsce prowadzonego przez Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych figuruje 16 gatunków roślin bobowatych [bobik (9), esparceta siewna (1), groch siewny (22), komonica zwyczajna (1), koniczyna biała (7), koniczyna inkarnatka (1), koniczyna łąkowa (11), koniczyna perska (1), lucerna mieszańcowa (2), lucerna siewna (18), łubin biały (2), łubin wąskolistny (20), łubin żółty (8), rutwica (1), wyka kosmata (1), wyka siewna (4)]; (w nawiasach podano liczbę odmian). Liczba odmian różnych gatunków roślin bobowatych pozwala na uprawę tych roślin w różnych warunkach glebowo-klimatyczno- agrotechnicznych Polski we wszystkich typach gospodarstw. Upowszechnienie praktyki jest dodatkowo wspierane dotychczasowymi rozwiązaniami PROW, Greening w zakresie dywersyfikacji upraw, SAPS.

Docelowy typ gospodarstw

Docelowo, ok. 40% gospodarstw może wdrożyć proponowaną praktykę. Ocenia się, że praktyka może być wdrożona równolegle w różnych typach gospodarstw: tradycyjnych z mieszanych typem produkcji, w towarowych wyspecjalizowanych w produkcji zwierzęcej i towarowych wyspecjalizowanych w produkcji roślinnej (przeznaczonej na paszę).

Konsekwencje wdrożenia

Pozytywną konsekwencją wdrożenia praktyki powinien być wzrost konkurencyjności gospodarstw wynikający z:

  • produkcji pasz wysokobiałkowych
  • pozyskania bezkosztowego źródła azotu (azot wiązany biologicznie)
  • wzbogacenia oferty handlowej o produkty roślinne wysokobiałkowej z przeznaczeniem konsumpcyjnym lub paszowym.

Dodatkowo, wzrost areału uprawy roślin bobowatych pozwali na zmniejszenie zużycia mineralnych nawozów azotowych, co powinno przyczynić się do ograniczenia wymywania mineralnych form azotu z gleb uprawnych do wód gruntowych i powierzchniowych. Wdrożenie praktyki powinno korzystnie oddziaływać na jakość wód. Zmniejszenie zużycia mineralnych nawozów azotowych powinno zmniejszyć bezpośrednią i pośrednią (odbywającej się na każdym etapie migracji NO3 z gleby do hydrosfery) emisję N2O z gleb uprawnych. W ten sposób praktyka przyczyni do poprawy jakości powietrza. Należy pamiętać, że zmniejszenie zużycia nawozów azotowych w rolnictwie polskim może nieść ze sobą negatywne konsekwencje lub wyzwania dla polskiego przemysłu azotowego, zmuszonego dostosować wielkość produkcji do wielkości krajowego zużycia nawozów lub identyfikować i pozyskiwać nowe rynki zbytu.

Możliwość szacowania

Ocenę potencjału redukcji emisji w wyniku uprawy gatunków roślin bobowatych powinny prowadzić instytuty branżowe IB COBORU i IB IHAR na podstawie wyników monitoringu emisji GHG z gleb pod zasiewami. Potencjał redukcyjny powinien być wyznaczony w postaci wskaźnika CO2 eq przypadający na jednostkę powierzchni uprawy lub jednostkę plonu roślin (przy różnym sposobie użytkowania).

Możliwość uwzględnienia w metodologii KASHUE

Istnieje, na etapie kalkulacji emisji N2O z nawozów mineralnych.

Sposób wdrożenia i promocji

Wdrożenie proponowanej praktyki powinno wiązać się z działaniami zmierzającymi do określenia poziomu potencjału redukcji emisji GHG (Wr) dla różnych gatunków roślin. Po sprecyzowaniu faktycznych możliwości redukcji emisji GHG w wyniku uprawy roślin bobowatych w pracach badawczych, wdrażanie praktyki może odbywać się w ramach WPR. W procesie tym powinny aktywnie uczestniczyć ARiMR, ODR, Izby Rolnicze, Samorządy Regionalne, Zrzeszenia Branżowe i Grupy Producenckie.

Odniesienie do PROW

Praktyka znajduje odniesienie w dotychczasowych rozwiązaniach PROW, Greening w zakresie dywersyfikacji upraw, SAPS.

Literatura

  • Beuchamp E.G. (1997): Nitrous oxide emission from agricultural soils. Canadian
  • Journal of Science, 77, 2: 113-123.
  • Bouwman A.F. (1996): Direct emission of nitrous oxide from agricultural soils. Nutrient Cycling in Agrosystems, 46, 53-70.
  • Czarnocki S., Starczewski J. (2008): Porównanie zużycia paliwa i czasu pracy przy kilku alternatywnych technologiach przygotowania roli do siewu. Inżynieria Rolnicza 4 (102): 209-215
  • Czarnocki S. (2013): Ocena energetyczna alternatywnych technologii przygotowania roli do siewu jęczmienia ozimego. Inżynieria Rolnicza 3 (146) t.2: 69-75
  • Daniel R.M., Limmer A.W., Steele K., Smith I.M. (1982): Anaerobic growth, nitrate reduction and denitrification in 46 Rhizobium strains. Journal of general Microbiology 128: 1811-1815
  • Eichner M.J., (1990): Nitrous oxide emissions from fertilized soils: Summary of available data. Journal of Environmental Quality, 19: 272-280.
  • Farquharson R., Baldock J. (2008): Concepts in modeling N2O emissions from land use. Plant and Soil, 309: 147-167.
  • Gomes J., Bayer C., de Souza Costa F., de Cássia Piccolo M., Acordi Zanatta J., Costa B., Hofstra N., Bouwman A.F. (2005): Denitrification in agricultural soils: summarizing published data and estimating global annual rates. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 72: 267-278.
  • Kaiser E., Kohrs K., Kucke M., Schung E., Heinemeyer O., Munch J.C. (1998): Nitrous oxide release from arable soil importance of N-fertilization, crops and temporal variation. Soil Biology and Biochemistry 30: 1553-1563
  • Klein C.A.M., Sherlock R.R., Cameron KC., van der Weerden T.J. (2001): Nitrous oxide emissions from agricultural soils in New Zealand – a review of current knowledge and directions for future research. Journal of The Royal Society of New Zealand, 31: 543-574.
  • Luciński R., Polcyn W., Ratajczak L., (2002): Nitrate reduction and nitrogen fixation in symbiotic association Rhizobium – legumes. Acta Biochimica Polonica. 49: 537-546.
  • Nevison C. (2000): Review of the IPCC methodology for estimating nitrous oxide emissions associated with agricultural leaching and runoff. Chemosphere – Global Change Science, 2: 493-500.
  • Steele K.W., Bonish P.M., Sarathchandra S.U. (1984): Denitrification potentials and microbiological characteristic of some northern North Island soils. New Zealand Journal of Agricultural Research, 27: 525-530.
  • Sosulski T., Szara E., Stępień W., Rutkowska B., The influence of mineral fertilization and legumes cultivation on the N2O soil emissions (w druku).
  • Wojewódzki Fundusz ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Poznaniu, Zestawienie wzorów i wskaźników emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza: 1-11.