Odczyn jest podstawową właściwością gleby kształtującą warunki wzrostu i rozwoju roślin oraz kierunek i intensywność procesów biotycznych decydujących o nagromadzaniu w glebie materii organicznej. Charakterystyczne dla obszaru Polski zakwaszenie gleby jest przyczyną zmniejszenia plonów roślin (a tym samym poziomu asymilacji CO2 przez rośliny) o 20-50%. Poziom redukcji plonów roślin jest w tym wypadku uzależniony od stopnia wrażliwości gatunków i odmian roślin uprawnych na zakwaszenie i stopnia zakwaszenia gleby. Zakwaszenie gleby wpływa na poziom nagromadzenia materii organicznej w glebie (węgla organicznego). Ocena wpływu zakwaszenia na emisję N2O z gleby jest skomplikowana ponieważ produkcja N2O w glebie jest efektem dwóch biologicznych procesów: denitryfikacji i nitryfikacji (Bateman & Baggs 2005 Skiba et al. 1993), a prowadzące je mikroorganizmy wykazują dużą tolerancję stosunku do zakwaszenia (De Boer & Kowalchuk 2001). Na glebach zakwaszonych stwierdzono mniejsze nagromadzenie związków azotu. Oznacza to, że przy takich samych dawkach azotu na obiektach wapnowanych i niewapnowanych, zakwaszeniu gleby towarzyszyło większe rozproszenie azotu z gleby do środowiska (przy mniejszym wykorzystaniu tego składnika przez rośliny). Odczyn gleby reguluje także procesy mikrobiologiczne wpływające na ilość wytwarzanych N2O i N2. Optymalny zakres pH dla wzrostu większości bakterii denitryfikacyjnych waha się pomiędzy 6 – 8; ale denitryfikację wykrywano również przy pH-3,5. Stosowanie wapna nawozowego, obniżając kwasowość gleby, przyczynia się do zwiększenia liczebności denitryfikatorów i/lub ich aktywności. Nie zawsze prowadzi to jednak do wzrostu emisji N2O. Przy pH < 5 – 6 wśród produktów denitryfikacji dominuje tlenek diazotu, a azotany(III) mogą ulegać rozkładowi do tlenków azotu. Wapnowanie sprzyja przekształcaniu N2O do N2 i wpływa na zmniejszenie wartości stosunku N2O : N2 w składzie powstających podczas denitryfikacji gazów [Filipek i in. 2015, Saggar i in. 2013].
Proponuje się praktykę polegającą na obowiązku kontroli odczynu gleby (jednorazowo w jednej rotacji zmianowania lub jednorazowo w okresie 4-5 lat) i regularnego wapnowania gleb uprawnych oraz (ze względu na wzrost emisji N2O z gleby) zaniechania wapnowania silnie zakwaszonych gleb najsłabszych.
Potencjał redukcyjny GHG
Przewiduje się, że proponowana praktyka pozwala na redukcję emisji CO2 o 6% (641 kg CO2·ha-1 rocznie) i N2O o 5% 0,08 kg N2O·ha-1, tj. o ok. 25 kg eq CO2·ha-1 rocznie. Ze względu na dużą zmienność emisji N2O z gleby (wsp. zmienności > 40%) efekt praktyki ocenia się jako niemierzalny. (W przypadku gospodarowania na gruntach najsłabszych zaniechanie wapnowania gleb silnie zakwaszonych pozwala na kilkukrotne zmniejszenie emisji N2O).
Ocena potencjału redukcyjnego GHG
30%.
Koszty wdrożenia
Brak danych.
Możliwość aplikacji
Praktyka łatwa (1). Docelowo ok. 60% gospodarstw może wdrożyć proponowaną praktykę. Wszystkie typy gospodarstw.
Konsekwencje wdrożenia
Praktyka powinna przede wszystkim korzystnie wpływać na jakość środowiska glebowego poprzez doprowadzenie odczynu do poziomu optymalnego dla wzrostu i rozwoju roślin. Wdrożenie praktyki poprawi konkurencyjność gospodarstw ze względu na przewidywany 20-50% przyrost plonów roślin w wyniku wapnowania oraz uzyskiwania produktów roślinnych o większej wartości żywieniowej i paszowej. Pośrednio praktyka przyczyni się do zmniejszenia emisji GHG z gleby ze względu na większą produkcję resztek pożniwnych i sekwestrację węgla w glebie, lepsze wykorzystanie azotu z nawozów mineralnych (przede wszystkim ograniczenie emisji N2O z gleby).
Możliwość szacowania
Wprowadzenie obowiązku kontroli zawartości próchnicy w glebach uprawnych (laboratoria uczelni rolniczych, instytutów, Stacja Chemiczno-Rolnicza), rejestracja stanu wdrożenia praktyki – ODR.
Możliwość uwzględnienia w metodologii KOBiZE
Nie istnieje.
Odniesienie do PROW
Praktyka znajduje odniesienie w dotychczasowych rozwiązaniach PROW, Program rolno-środowiskowy, pakiet 1 Rolnictwo zrównoważone, pakiet 6 Ochrona gleb i wód.
Sposób wdrożenia i promocji
Wdrażanie praktyki może odbywać się w ramach WPR i polegać na promocji regularnego monitoringu odczynu gleby oraz wapnowania. W procesie tym powinny aktywnie uczestniczyć ARiMR, ODR, Izby Rolnicze, Samorządy Regionalne, Zrzeszenia Branżowe i Grupy Producenckie.
Literatura
- Baggs E.M., Smales C.L., Bateman E.J. 2010 Changing pH shifts the microbial source as well as the magnitude of N2O emission from soil. Biology and Fertility of Soils 46: 793-805.
- Bateman E.J., Baggs E.M. (2005): Contribution of nitrification and denitrification to N2O emission from soils at different water-filled pore space. Biology and Fertility of Soils, 41: 379-388.
- 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 Agroecosystems 46: 53-70
- De Boer W., Kowalchuk G.A. 2001 Nitrification in acid soils: microorganisms and mechanisms. Soil Biol. Biochem 33:853-866.
- Farquharson R., Baldock J. (2008): Concepts in modeling N2O emissions from land use. Plant and Soil, 309: 147-167.
- Raport z projektu badawczego nr NN305 060640 Ocena emisji N2O z gleby oraz potencjalnych właściwości denitryfikacyjnych gleby w różnych systemach nawożenia i uprawy roślin. Sosulski T., SGGW Warszawa 2014.
- Skiba U., Smith K.A., Fowler D. 1993 Nitrification and denitrification as source of nitric oxide and nitrous oxide in a sandy loam soil. Soil Biology and Biochemistry 25 (11): 1527-1536.