Strona Główna / Agrotechnika / Techniki ograniczenia emisji amoniaku podczas stosowania nawozów naturalnych i mineralnych

Techniki ograniczenia emisji amoniaku podczas stosowania nawozów naturalnych i mineralnych

20 listopada 2021 11
REKLAMA

Jednym z głównych zanieczyszczeń gazowych powietrza powstającym w wyniku prowadzenia działalności rolniczej jest amoniak. Jest to lotny, nieorganiczny związek chemiczny azotu i wodoru (NH3). Związek ten powstaje z rozkładu substancji zawierających białko lub mocznik.
Szacuje się, że w Unii Europejskiej rolnictwo jest odpowiedzialne za ponad 92% emisji tego gazu, natomiast w Polsce wartość ta sięga 94%. Głównym źródłem emisji amoniaku jest produkcja zwierzęca (83%), natomiast pozostałe 17% związane jest ze stosowaniem mineralnych nawozów azotowych.

Emisje amoniaku z rolnictwa mogą wywoływać wiele negatywnych skutków w środowisku. Do najważniejszych z nich należy eutrofizacja zbiorników wodnych i zakwaszenie gleb. Uwolniony z amoniakiem azot powoduje gwałtowny rozwój glonów i sinic, ogranicza to dopływ tlenu i prowadzi do degradacji zbiorników wodnych.
Zakwaszenie gleb jest przyczyną zmniejszenia przyswajalności składników pokarmowych niezbędnych dla rozwoju roślin. W zakwaszonej glebie następuje uruchomienie niebezpiecznych dla ludzi i roślin pierwiastków, głównie metali ciężkich oraz ograniczenie aktywności drobnoustrojów.

1. Techniki ograniczania emisji amoniaku podczas stosowania gnojowicy i innych nawozów płynnych

Podczas stosowania nawozów naturalnych może dochodzić do znacznych strat amoniaku, dlatego stosowanie nawozów naturalnych powinno opierać się na właściwym, odpowiednim do zawartości azotu ustaleniu dawki, metody i czasu aplikacji dostosowanych do zapotrzebowania roślin i warunków glebowych i atmosferycznych.
Należy pamiętać, że nawozy naturalne stosowane na gruntach ornych powinny być jak najszybciej wymieszane z glebą w celu zapobieżenia stratom składników pokarmowych na skutek ulatniania się i spływu powierzchniowego, zwłaszcza na terenach o dużym nachyleniu.
Straty amoniaku podczas stosowania gnojowicy i gnojówki są znacznie większe w porównaniu do strat z obornika. Stąd też te nawozy płynne powinny być jak najszybciej przykryte lub wymieszane z glebą.
Jest wiele sposobów aplikacji nawozów płynnych na użytki rolne, tj. rozlewanie na powierzchni pola, aplikacja podpowierzchniowa, lub deszczowanie. Najskuteczniejszą metodą ograniczenia strat azotu jest bezpośrednie wprowadzenie tych nawozów do gleby. Ponadto jest większa równomierność aplikowanej dawki na jednostce powierzchni i małe ryzyko spływu powierzchniowego.

Stosowanie nawozów naturalnych płynnych może być następujące:

1. Doglebowe stosowanie nawozów naturalnych płynnych zmniejsza emisję amoniaku na skutek zmniejszenia kontaktu z powietrzem i ułatwionego wsiąkania w glebę. Ulokowanie nawozu w pobliżu miejsca rozwoju systemu korzeniowego rośliny zwiększy efektywność wykorzystania azotu przez roślinę. Wprowadzenie nawozu do gleby może być wykonane za pomocą tzw. aplikatorów, których liczba, sposób zagłębiania w glebę i głębokość umieszczenia nawozu będą wymagały określonego zapotrzebowania na moc ciągnika.

Aplikatory można podzielić na:
 Płytkie (szczelinowe) – najczęściej noże albo redlice tarczowe rozcinające glebę do głębokości 4-10 cm. W rozcięcie (szczelinę) wprowadzany jest nawóz płynny. Aplikatory umieszczone są w rozstawie 25-30 cm. Szczeliny mogą być otwarte lub zamknięte przez specjalne rolki lub kółka dociskające glebę po aplikacji nawozu. Uważa się, że aplikatory pozostawiające otwartą szczelinę są bardziej uniwersalne tzn. mogą być wykorzystywane na różnych glebach, w porównaniu do aplikatorów wyposażonych w elementy zamykające szczelinę. Aplikatory szczelinowe nie nadają się na gleby płytkie, kamieniste oraz gleby zwięzłe, zbite, na których nie ma możliwości uzyskania równomierności penetracji elementów roboczych. Ponadto nie nadają się na pola położone na zboczach stromych z uwagi na możliwość wystąpienia spływu. Aplikatory z zamykaniem szczeliny można użyć głównie przed siewem roślin i w uprawie roślin szeroko rzędowych. Aplikatory szczelinowe najczęściej są używane na użytkach zielonych. Wymagają one ciągników o dużej mocy.
 Głębokie – umożliwiają wprowadzenie nawozu płynnego na głębokość 12-30 cm za pomocą tzw. radełek lub talerzy umieszczonych w rozstawie 50 cm. Te aplikatory najbardziej ograniczają straty amoniaku, a ponadto wzruszają glebę np. podczas podorywki. Mogą być również wyposażone w skrzydełka boczne wspomagające rozprzestrzenianie się nawozu w glebie. Umożliwia to wprowadzenie dużych ilości azotu do gleby. Aplikatory te bardziej nadają się na grunty orne niż na użytki zielone, gdyż mogą znacznie uszkadzać darń.

2. Naglebowe stosowanie nawozów naturalnych za pomocą zespołów rozlewających również zmniejsza straty amoniaku poprzez zmniejszenie oddziaływania powietrza atmosferycznego na nawozy
Do aplikacji naglebowej wykorzystuje się wozy asenizacyjne wyposażone w dwa rodzaje przystawek:
 Przystawka z wężami wleczonymi – płynny nawóz naturalny jest rozprowadzany elastycznymi wężami na powierzchni gleby lub tuż nad glebą. Możliwa jest aplikacja nawozu również między rzędami rośliny uprawnej. Rozstaw między wężami wynosi 25-35 cm, a szerokość robocza przystawki 9-18 metrów. Zaletą tej techniki jest możliwość stosowania nawozów płynnych na gruntach ornych i użytkach zielonych, wadą jest możliwość zatykania węży, jeżeli zawartość suchej masy w gnojowicy jest większa (> 7-10%) lub zawiera duże cząstki stałe. Rozwiązaniem technologicznym zapobiegającym niedrożności węży jest włączenie układu rozdrabniania i dystrybucji, co może jednak zwiększyć koszty utrzymania urządzenia.
 Przystawka z wężami zakończonymi płozami (redlicami) – zakończenia węży przesuwają się po powierzchni gleby żłobiąc płytkie bruzdki poprawiające wsiąkanie nawozu. Aplikatory te są szczególnie wskazane do stosowania nawozów w łanie rosnących roślin.

Straty amoniaku z nawozów naturalnych płynnych można ograniczyć poprzez:

1. Rozcieńczanie gnojowicy – rozcieńczenie gnojowicy powoduje szybsze wsiąkanie gnojowicy do gleby. Niestety rozcieńczenie powoduje znaczne zwiększenie objętości cieczy do rozprowadzenia. Metoda ta polecana jest do stosowania w systemach nawadniających, do których wpuszcza się gnojowicę i płynąca woda rozcieńcza nawóz do pożądanej zawartości suchej masy < 2% w roztworze. Emisja amoniaku może być obniżona o 30% w tej metodzie.
2. Mechaniczne frakcjonowanie gnojowicy (separacja) – polega na oddzieleniu frakcji stałej od frakcji płynnej tego nawozu. Następnie frakcja płynna może być rozcieńczona w systemie nawodnieniowym i zastosowana pod uprawy rolnicze. Frakcja stała po wysuszeniu może stanowić materiał ściołowy np. dla bydła, może stanowić materiał opałowy w postaci peletu lub nawozu ogrodniczego. Należy stwierdzić, że obecnie separacja gnojowicy występuje w ograniczonym zakresie, jakkolwiek wdrożenie jej do stosowania w gospodarstwach wielkotowarowych, utrzymujących bezściołowo zwierzęta gospodarskie jest stosunkowo łatwe.
3. Zakwaszanie gnojowicy – może być wykonane w zbiorniku na gnojowicę w gospodarstwie lub podczas stosowania nawozu na polu (tzw. zakwaszanie w systemie in field). Zakwaszanie polega na dodaniu do gnojowicy 96% kwasu siarkowego. Zakwaszanie obniża odczyn nawozu poniżej pH 6, co ogranicza powstawanie amoniaku. Zakwaszanie zmniejsza straty amoniaku o około 50% w porównaniu z gnojowicą niezakwaszaną.
4. Wybór odpowiedniego terminu aplikacji – stosowanie nawozów naturalnych w ciepłych, suchych i wietrznych warunkach powoduje największe straty amoniaku. Zaleca się stosowanie nawozu w chłodnych i wilgotnych warunkach, wieczorami, gdy prędkość wiatru i temperatura są niższe, przed lub podczas lekkiego deszczu. Nowoczesnym rozwiązaniem technicznym jest wykorzystanie systemów zarządzania czasem aplikacji (ATMS – application timing management systems), czyli komputerowych modeli strat składników pokarmowych na skutek nieodpowiednich warunków środowiska.

 

2. Techniki ograniczania emisji amoniaku podczas stosowania nawozów stałych

Tabela 1

Straty amoniaku z obornika po jego zastosowaniu mogą wynosić do 15%. Najlepsze efekty ograniczenia emisji można osiągnąć wprowadzając obornik do gleby niezwłocznie, co umożliwia uzyskanie redukcji emisji na poziomie 60% (w przypadku bezorkowej uprawy) do 90% (w przypadku orki). Szacuje się, że przy wymieszaniu z glebą w ciągu 4 godzin redukcja wynosi 45-65%, w ciągu 12 godzin – 50%, a w ciągu 24 godzin redukcja wynosi 30%.

Tabela 2

Stosowanie nawozów naturalnych jest etapem w pracy rolniczej w trakcie, którego może dochodzić do znacznych strat amoniaku. Ocenia się, że straty azotu w postaci amoniaku na etapie aplikacji nawozów naturalnych na gruntach rolnych wynoszą od około 25% do nawet 95%. Wielkość tej emisji jest uzależniona od wielu czynników, w tym warunków atmosferycznych, rodzaju uprawy i stosowanych nawozów, warunków glebowych, dawki i techniki ich aplikacji (Marcinkowski i Kierończyk 2006; Marcinkowski 2010).
Wdrażając najlepsze praktyki w zakresie stosowania nawozów przeciwdziałamy stratom składników nawozowych oraz chronimy środowisko przed zanieczyszczeniem.

3. Techniki ograniczania emisji amoniaku podczas stosowania nawozów mineralnych

Nawozy mineralne należą do najważniejszych elementów decydujących o uzyskiwanych plonach w produkcji roślinnej. Jednakże stosowanie nawozów w dawkach przekraczających potrzeby nawozowe roślin może mieć skutki negatywne w postaci zakwaszenia gleb, przenawożenia roślin azotem, wymywania składników odżywczych i emisji związków azotu do atmosfery. Straty azotu w formie amoniaku z mineralnych nawozów azotowych są uzależnione od warunków glebowo-klimatycznych, techniki aplikacji oraz rodzaju zastosowanego nawozu. Straty z nawozów azotowych takich jak: fosforan amonu, siarczan amonu, mocznik i roztwory mocznika szacuje się w zależności od warunków na 5-40%. Natomiast straty z azotanu amonu są mniejsze, rzędu 0,5-5% całkowitej ilości stosowanego azotu.

Do metod ograniczenia emisji amoniaku podczas zastosowania mocznika należy:

1. Szybkie przykrycie mocznika glebą
Przykrycie mocznika glebą natychmiast po zastosowaniu pozwala na obniżenie emisji o ok. 50 – 80%. Zabieg ten nie jest możliwy w nawożeniu pogłównym, stąd zaleca się rezygnację z pogłównego nawożenia mocznikiem. Do przykrycia można wykorzystać pługi lub kultywatory talerzowe i sprężynowe.
Aby uzyskać wysoką efektywność nawożenia mocznikiem, trzeba pamiętać o tym, że:
■ nie należy stosować mocznika na suchą glebę;
■ na stanowiskach o pH powyżej 7,0 lub świeżo wapnowanych również mogą wystąpić duże straty azotu do atmosfery, gdyż warunki te sprzyjają przekształcaniu się mocznika w amoniak (NH3);
■ nie stosować mocznika pogłównie, po wysianiu granul bezpośrednio na powierzchnię, gdy mocznika nie miesza się z glebą nawet 40% powstałego amoniaku w warunkach suchej wiosny ulatnia się do atmosfery;
■ nadmierne nawożenie mocznikiem krótko przed lub po siewie nasion może pogorszyć wschody i zmniejszyć obsadę roślin.

2. Iniekcja mocznika w głąb gleby
Skuteczność tego zabiegu zależy od głębokości wtrysku i struktury gleby. Źle wykonany zabieg może spowodować wzrost pH i zwiększyć emisję, dlatego należy stosować wolnodziałające formy mocznika lub mocznik z inhibitorem ureazy. Należy pamiętać, aby mocznik był zaaplikowany w odpowiedniej odległości od nasion w celu uniknięcia hamowania kiełkowania nasion i rozwoju roślin w początkowych fazach wzrostu. Wprowadzanie nawozów mineralnych na większą głębokość niż nasiona zapewnia dobre warunki kiełkującym siewkom roślin poprzez dostarczenie składników nawozowych. Oprócz oszczędności czasu i lepszej efektywności wykorzystania składników nawozowych, jednoczesny siew i nawożenie zmniejszają konkurencję chwastów o składniki pokarmowe i zmniejsza ryzyko spływu powierzchniowego tych składników. W przypadku jednoczesnego wysiewu nasion i nawozów zalecana dawka azotu w warunkach danego poziomu plonowania może być zmniejszona o 10 kg N na hektar. Iniekcja mocznika (stałego lub w roztworze) w głąb gleby, może ograniczyć emisję nawet o 90%.

3. Stosowanie inhibitorów ureazy
Spowalnia rozkład mocznika do czasu jego wmycia w głąb gleby oraz nadmiernego wzrostu pH, zwłaszcza przy stosowaniu pasmowym. Ograniczenie emisji o 40% w przypadku roztworu saletrzano-mocznikowego (RSM), a o 70% w przypadku mocznika w postaci stałej.

4. Stosowanie nawozów otoczkowanych
Nawozy te mają formę granul pokrytych otoczką utrudniającą wydostawanie się składników pokarmowych. Stosowanie mocznika otoczkowanego polimerami może ograniczać emisję o ok. 30%.

5. Deszczowanie pól
Deszczowniane pól po rozsiewie mocznika (dawka wody co najmniej 5 mm) pozwala na ograniczenie emisji do 70%. Ograniczenie to można osiągnąć stosując mocznik tuż przed prognozowanymi większymi opadami deszczu.
Zastosowanie powyższych praktyk oprócz ograniczenia emisji może doprowadzić do poprawy wykorzystania azotu zawartego w nawozach naturalnych i mineralnych.

4. Obowiązek posiadania planu nawożenia i dokumentacja w zakresie nawożenia azotem

Praktyki obowiązkowe dla gospodarstw w zakresie wdrożenia Programu działań mających na celu zmniejszenie zanieczyszczenia wód azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych oraz zapobieganie dalszemu zanieczyszczeniu.

Tabela 3

Plan nawozowy

Plan nawożenia oparty o analizę gleb zobowiązane są sporządzić gospodarstwa, które prowadzą chów lub hodowlę drobiu powyżej 40 000 stanowisk lub chów lub hodowlę świń powyżej 2 000 stanowisk dla świń o wadze ponad 30 kg lub 750 stanowisk dla macior. Również gospodarstwa, które nabywają od takich producentów rolnych nawozy naturalne do bezpośredniego rolniczego wykorzystania w celu nawożenia lub poprawy właściwości gleby zobowiązani są do sporządzania pełnego planu nawożenia.
Plan nawożenia musi uzyskać pozytywną opinię Okręgowej Stacji Chemiczno- Rolniczej, nie później niż do dnia rozpoczęcia stosowania nawozu. Kopię planu wraz z opinią należy przesłać do wójta (burmistrza, prezydenta miasta) oraz do wojewódzkiego inspektora ochrony środowiska właściwego ze względu na miejsce stosowania nawozów. W gospodarstwach, które są zobowiązane do opracowania planu nawożenia nie stosuje się wyższych dawek nawozów niż wynikające z planu nawożenia.
Plany nawożenia azotem – do ich opracowania zobowiązani są:
■ posiadający gospodarstwo o powierzchni powyżej 100 ha użytków rolnych,
■ uprawiający tzw. uprawy intensywne na gruntach ornych o powierzchni powyżej 50 ha,
■ utrzymujący obsadę większą niż 60 DJP wg stanu średniorocznego.
Lista tzw. upraw intensywnych oraz sposób sporządzania planu nawożenia azotem został określony w załącznikach do „Programu działań”. Plan nawożenia azotem opracowuje się corocznie, odrębnie dla każdej działki rolnej i przechowuje się w gospodarstwie rolnym przez okres 3 lat od dnia jego sporządzenia.
W gospodarstwach zobowiązanych do opracowania planu nawożenia azotem nie wolno stosować wyższych dawek azotu, niż te które wynikają z planu.
Lista upraw intensywnych w uprawie polowej:

• pszenica, powyżej 120 kg N/ha,
• pszenżyto, powyżej 100 kg N/ha,
• żyto mieszańcowe, powyżej 100 kg N/ha,
• kukurydza, powyżej 160 kg N/ha,
• rzepak, powyżej 150 kg N/ha,
• burak cukrowy, powyżej 150 kg N/ha,
• burak pastewny, powyżej 150 kg N/ha,
• ziemniak późny, powyżej 120 kg N/ha,
• kapusta głowiasta biała,
• kalafior,
• brokuł,
• kapusta brukselka,
• marchew,
• seler korzeniowy,
• burak ćwikłowy,
• ogórek,
• cukinia,
• cebula,
• por.

Lista upraw intensywnych w uprawie pod osłonami:
• pomidor,
• ogórek,
• papryka

Maksymalne dawki azotu
Podmioty gospodarujące na powierzchni większej lub równej 10 ha użytków rolnych lub utrzymujące zwierzęta gospodarskie w liczbie większej lub równej 10 DJP według stanu średniorocznego są zobowiązane do posiadania planu nawożenia azotem albo obliczeń maksymalnych dawek azotu.
Ewidencja zbiegów agrotechnicznych związana z nawożeniem azotem zawiera następujące informacje:
a. datę zastosowania nawozu,
b. rodzaj uprawy i powierzchnię uprawy, na której został zastosowany nawóz,
c. rodzaj zastosowanego nawozu,
d. zastosowana dawka nawozu,
e. termin przyorania nawozu naturalnego, w przypadku zastosowania tego nawozu na terenie o dużym nachyleniu.
Ewidencję zbiegów agrotechnicznych związanych z nawożeniem azotem prowadzi się w postaci papierowej w formie zapisów własnych, arkuszy, dzienników lub książki nawozowej, bądź w postaci elektronicznej.
Należy przechowywać przez okres 3 lat umowy zbytu czy nabycia nawozów, dokumentację związaną z opóźnieniem terminu stosowania nawozów azotowych, dokumentację związaną z nawożeniem (plany nawozowe, obliczenia maksymalnych dawek azotu).


Magdalena Jeziorna Kierownik PZDR Kluczbork 774142301
Data publikacji: 20 listopada 2021 Wyświetlenia: 585