Dobra Praktyka Rolnicza – jakie działania ograniczają zanieczyszczenie wód azotanami?

Całkowite wyeliminowanie strat składników pokarmowych pochodzących ze źródeł rolniczych nie jest możliwe, ale jest możliwe znaczące ich ograniczenie. Rolnicy powinni wdrażać dobrą praktykę rolniczą, której celem jest ochrona wód przed zanieczyszczeniem azotanami pochodzącymi z rolnictwa, czyli optymalne zarządzanie azotem pochodzącym ze wszystkich źródeł, a przede wszystkim z nawozów naturalnych.

A co konkretnie można i należy robić? W tym celu opracowano nowe zalecenia dla rolników, mające na celu ochronę wód przed zanieczyszczeniami azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych. Jest to Zbiór Zaleceń Dobrej Praktyki Rolniczej do dobrowolnego stosowania, w którym ważnymi opisanymi działaniami ograniczającymi zanieczyszczenie wód azotanami są m.in.: stosowanie nawożenia precyzyjnego, nawozów azotowych mineralnych otoczkowanych oraz z inhibitorami, utrzymywanie śródpolnych oczek wodnych i mokradeł oraz stref buforowych, które wychwytują biogeny niesione przez wody spływające z pól uprawnych. Kluczowa jest w codziennej dobrej praktyce aplikacja nawozów w optymalnej ilości, we właściwym czasie i w odpowiedni sposób, co zapewnia ich dobre wykorzystanie przez rośliny, decyduje o wysokiej efektywności i opłacalności nawożenia.

Skutecznym sposobem ograniczania strat azotu ze źródeł rolniczych jest nawożenie precyzyjne – czyli stosowanie zróżnicowanych dawek nawozów w obrębie jednego pola produkcyjnego. W nawożeniu precyzyjnym wykorzystuje się specjalne urządzenia, które na bieżąco analizują stan odżywienia roślin i pozwalają dostosować dawkę nawozu do zapotrzebowania na azot. Zapewnia to lepsze wyrównanie łanu i sprzyja uzyskiwaniu wyższych plonów roślin uprawnych. Do precyzyjnego nawożenia są jednak konieczne maszyny i urządzenia do zmiennej aplikacji nawozów. Ciągnik powinien być wyposażony w komputer i odbiornik GPS sprzężony z komputerem maszyny aplikującej. Precyzyjne nawożenie ogranicza zużycie nawozów i emisję azotu do środowiska.

Technologia precyzyjnego rolnictwa ze względów technicznych i ekonomicznych jest zalecana i możliwa jednak w gospodarstwach towarowych wielkoobszarowych. Gospodarstwa te posiadają duże areały, przy których efekt ekonomiczno-jakościowy widoczny jest ze względu na skalę produkcji. Mapy aplikacji zmiennych dawek nawozów tworzone są na podstawie rozpoznanego zróżnicowania urodzajności gleby.

Nawozy o spowolnionym uwalnianiu azotu, czyli nawozy otoczkowane oraz nawozy z inhibitorami poprawiają fizyczne, chemiczne i biologiczne właściwości gleby. Dzięki dużej zawartości materii organicznej w tych nawozach, ich stosowanie istotnie zwiększa w glebie dostępność dla roślin wody i składników mineralnych. Wskazane są przede wszystkim do stosowania na gleby ubogie w materię organiczną. Szczególnie korzystne działanie tego typu nawozów wykazano w uprawie ziemniaka, buraka cukrowego, brokułu, kukurydzy i marchwi. Nawozy azotowe o spowolnionym działaniu najlepiej jest stosować jednorazowo przedsiewnie lub pogłównie tuż po posadzeniu roślin. Te nawozy poprzez poprawę warunków rozwoju systemu korzeniowego zwiększają również efektywność działania innych związków mineralnych z gleby. Stosowanie takich nawozów przeciwdziała wypłukiwaniu nadmiernych ilości azotu z gleby w razie niekorzystnego przebiegu warunków pogodowych. W praktyce rolniczej dobrym rozwiązaniem jest stosowanie nawozów azotowych o spowolnionym działaniu, opartych o organiczne matryce koloidowe, które zawierają połączone dwie formy azotu: aminową i amidową oraz węgiel organiczny. Węgiel organiczny zawarty w tych nawozach przyczynia się do poprawy właściwości fizykochemicznych i biologicznych gleby oraz stymuluje rozwój mikroorganizmów w glebie.

Zastosowanie nawozów azotowych o spowolnionym działaniu przeciwdziała nadmiernej kumulacji azotanów w plonie, zapewnia harmonijny wzrost roślin i przeciwdziała zanieczyszczeniu środowiska nadmierną ilością związków azotu w glebie i wodach gruntowych.

Z uwagi na zawarty w moczniku i nawozie typu RSM azot amidowy, stosowanie tych nawozów bez inhibitora ureazy może powodować straty azotu. Wskutek obecnego w glebie bakteryjnego enzymu ureazy, mocznik po zaaplikowaniu do gleby jest przekształcany stosunkowo szybko (w ciągu 2–3 dni) w amoniak, dwutlenek węgla i wodę. Zastosowanie inhibitora ureazy w nawozie zwierającym azot amidowy zmniejsza również straty gazowe azotu. Natomiast inhibitory nitryfikacji w nawozach spowolniają proces przekształcania azotu z formy jonów amonowych w azotany i w rezultacie ograniczają wymywanie azotanów do wód gruntowych.

Oczka śródpolne to małe zbiorniki wodne o powierzchni do 1 ha w krajobrazie rolniczym, które powstały na skutek naturalnych procesów geologicznych i występują na całym obszarze kraju. Mokradła to obszary wodno-błotne zarówno naturalne, jak i sztuczne, stałe i okresowe, o wodach stojących lub płynących, słodkich, słonawych lub słonych. Wskazane jest całkowite wyłączenie mokradeł z użytkowania rolniczego lub wykorzystywanie jako naturalnych, ekstensywnie użytkowanych łąk. Śródpolne oczka wodne i mokradła pełnią ważne funkcje środowiskowe. Jedną z nich jest wychwytywanie biogenów niesionych przez wody spływające z pól uprawnych. W akwenach tych składniki nawozowe, np. azot i fosfor, i inne zanieczyszczenia zawarte w spływie powierzchniowym, są usuwane z wody w wyniku procesów sedymentacji, przemian biologicznych i chemicznych, degradacji oraz pobrania przez rośliny.

Mokradła i oczka wodne pełnią w środowisku rolę filtrów, poprawiając jakość i skład chemiczny wód powierzchniowych i gruntowych. Zatrzymują również nadmiar składników pokarmowych: azotu, fosforu oraz substancje toksyczne.

Substancja organiczna i związki mineralne połączone z cząsteczkami gleby lub rozpuszczone w wodzie są retencjonowane w oczku śródpolnym lub mokradle i dzięki temu nie trafiają do cieków wodnych czy jezior. W tych ekosystemach zachodzą różnorakie procesy, dzięki którym dopływające biogeny są utylizowane, m.in. azot i fosfor są pobierane przez roślinność wodną, następuje rozkład materii organicznej, w procesie denitryfikacji część azotu uwalnia się do atmosfery, następuje osadzanie cząsteczek gleby i materii organicznej na dnie zbiornika. Ilość biogenów retencjonowanych w oczkach śródpolnych jest zróżnicowana. Szacuje się, że ilości zatrzymywanego azotu mogą sięgać 250–500 kg N rocznie na 1 ha powierzchni oczka. Należy chronić i pielęgnować istniejące naturalne śródpolne oczka wodne oraz mokradła. Warto pamiętać, że śródpolne oczka wodne i mokradła spełniają także ważną rolę w retencjonowaniu wody w rolniczej przestrzeni produkcyjnej. Woda w nich zgromadzona może być wykorzystywana do nawadniania pól uprawnych w okresach suszy. Rola tzw. małej retencji wodnej w poprawie gospodarki wodą jest coraz bardziej istotna w związku ze zwiększającą się częstotliwością występowania niedoboru opadów.

Strefy buforowe są to wszystkie trwałe środowiska chroniące przyległe do nich ekosystemy. Strefy buforowe mogą być ukształtowane naturalnie lub powstać w wyniku celowej działalności człowieka. Ich podstawowe funkcje to: ochrona wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniami odpływającymi z obszarów użytkowanych rolniczo (biogenami i środkami ochrony roślin), zmniejszenie erozji oraz zwiększenie różnorodności biologicznej. Wyróżnia się następujące ich rodzaje: zadrzewienia, zakrzewienia, remizy, środowiska trawiaste (miedze, murawy, przydroża), żywopłoty. Zadaniem strefy buforowej jest ograniczenie migracji gleby i składników nawozowych, spowodowanej spływem powierzchniowym i podpowierzchniowym z terenów wyżej położonych. Roślinność strefy buforowej w sposób mechaniczny zatrzymuje spływającą wodę i cząsteczki gleby, a korzenie roślin porastających strefę buforową wychwytują nadmiar biogenów, przez co zmniejszają ich odpływ do wód powierzchniowych. Rola stref buforowych jest tym bardziej znacząca, im większe jest nachylenie otaczającego terenu i zagrożenie przemieszczania się biogenów do wód. Na terenach o większym ryzyku zanieczyszczenia wód azotanami zaleca się tworzenie szerszych stref buforowych, o większej łącznej długości i powierzchni. Z punktu widzenia ograniczenia emisji biogenów do środowiska wodnego najważniejszą rolę spełniają porośnięte roślinnością strefy buforowe wzdłuż wód powierzchniowych. Oddzielają one ekosystemy wodne od bezpośredniego wpływu użytków rolnych.

W strefie buforowej nie powinna być prowadzona produkcja rolna. Wypas lub koszenie jest możliwe pod warunkiem, że strefę tę będzie można odróżnić od przyległych użytków rolnych.

Na trwałych łąkach i pastwiskach strefy buforowe są już zadarnione i należy je tylko wydzielić z powierzchni dotychczas użytkowanej produkcyjnie. Do zakładania stref buforowych na gruntach ornych nadaje się większość gatunków traw i roślin bobowatych (zwłaszcza koniczyn i lucern), stosowanych na produkcyjne łąki i pastwiska. Trawy powinny stanowić 70–80% mieszanki, a pozostałe 20–30% rośliny bobowate i inne. Strefa powinna mieć bogaty skład gatunkowy wytworzonego zbiorowiska roślinnego (zaleca się 8–9 gatunków i więcej). Głównymi kryteriami doboru odpowiednich gatunków do zakładania stref buforowych powinna być jakość gleb oraz warunki wilgotnościowe.

Szczególną rolę ochronną spełniają zadrzewienia występujące w strefach buforowych. Dzięki rozbudowanemu systemowi korzeniowemu drzewa stanowią skuteczną barierę biogeochemiczną, ograniczając przemieszczanie się azotu, fosforu i innych związków do wód stojących i płynących. Zadrzewienia, stanowiąc bariery wiatrochronne, zabezpieczają gleby przed erozją wietrzną, co także jest ważnym czynnikiem ograniczającym przemieszczanie składników nawozowych do środowiska wodnego.

Dr Dorota Pikuła, IUNG–PIB Puławy

Źródło: Zbiór zaleceń dobrej praktyki rolniczej mający na celu ochronę wód przed zanieczyszczeniem azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych do dobrowolnego stosowania, Warszawa, 2019 r., Opracowanie pod redakcją IUNG-PIB Puławy

Zdjęcie: Archiwum TPR