Produkcja ekologiczna a ochrona zasobów wodnych w rolnictwie. Jarosław Stalenga

PRODUKCJA EKOLOGICZNA A OCHRONA ZASOBÓW WODNYCH W ROLNICTWIE

JAROSŁAW STALENGA Zakład Systemów i Ekonomiki Produkcji Roślinnej, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

Bilans glebowej materii organicznej jest z reguły dodatni w gospodarstwach ekologicznych stosujących poprawny, rozbudowany płodozmian z odpowiednim udziałem roślin bobowatych i międzyplonów. Taki płodozmian wpływa pozytywnie na zawartość próchnicy, a także na wiele właściwości fizyko-chemicznych i biologicznych gleby, w tym zdolność retencjonowania wody. Jednym z najważniejszych parametrów do oceny właściwości wodnych gleby jest wskaźnik infiltracji. Badania wykazały, że był on dwa razy wyższy w glebach uprawianych ekologicznie niż konwencjonalnie, co wynikało z większej ilości biomasy i liczebności dżdżownic. Należy podkreślić, że rolnictwo ekologiczne charakteryzujące się poprawną agrotechniką, nawożeniem naturalnym i organicznym oraz płodozmianem z dużym udziałem roślin bobowatych, jest w stanie utrzymać dodatni bilans glebowej materii organicznej oraz odpowiednią zawartość próchnicy, a w konsekwencji zachowywać na wysokim poziomie właściwości retencyjne gleby.

W ostatnich latach w Polsce obserwuje się wyraźnie postępującą specjalizację w rolnictwie ekologicznym w kierunku produkcji roślinnej oraz rezygnację z produkcji zwierzęcej. Wiążę się to z koniecznością zwrócenia szczególnej uwagi na bilans materii organicznej w glebie w przypadku braku nawozów zwierzęcych. Należy podjąć działania na rzecz łączenia produkcji zwierzęcej i roślinnej w gospodarstwach ekologicznych, przyczyniając się w ten sposób do pełnej realizacji celów i zasad rolnictwa ekologicznego oraz gospodarki o obiegu zamkniętym.

Jednym z najważniejszych celów rolnictwa ekologicznego jest prowadzenie produkcji rolniczej zgodnie z zasadami zrównoważonego gospodarowania, którego kluczowym elementem jest odpowiednie zarządzanie składnikami nawozowymi i glebową materią organiczną135 . Bilans glebowej

materii organicznej jest z reguły dodatni w gospodarstwach ekologicznych stosujących poprawny, wielostronny płodozmian z odpowiednim

udziałem roślin bobowatych i międzyplonów. Taki płodozmian wpływa pozytywnie na zawartość próchnicy, a także na wiele właściwości fizyko-chemicznych i biologicznych gleby, w tym właściwości retencyjne, kluczowe z punktu widzenia salda bilansu wodnego. Jednym z najważniejszych para-

metrów do oceny właściwości wodnych gleby jest

wskaźnik infiltracji. Określa on prędkość, z jaką woda przechodzi przez profil glebowy. Wysokie wartości tego wskaźnika minimalizują nie tylko ryzyko szybkiego spływu wody i erozji gleby, ale również ograniczają prawdopodobieństwo powodzi podczas ekstremalnie dużych opadów. Schnug i in.136 wykazali, że wskaźnik infiltracji był dwa

razy wyższy na glebach uprawianych ekologicz-

nie niż konwencjonalnie, uzasadniając to większą biomasą i liczebnością dżdżownic, zwłaszcza anekicznych (grupy ekologicznej stosunkowo dużych dżdżownic tworzących głębokie i trwałe korytarze).

135 Mäder i in. 2002, Watson i in. 2002. 136 Schnug i in. 2004.

W innych badaniach prowadzonych w obiekcie doświadczalnym w Osinach przez Fueki i in.137 stwierdzono sześciokrotnie większą infiltrację gleby uprawianej metodą ekologiczną niż konwencjonalną (Rycina 27.). Według autorów było to głównie efektem wyższej zawartości makroporów glebowych na polu ekologicznym, zwłaszcza w warstwie od 4 do 8 cm.

Wskaźnik infiltracji (mm sek-1)

Rycina 27. Wskaźnik infiltracji gleby z uprawą pszenicy ozimej w systemie ekologicznym (OR) i konwencjonalnym (CO) 138

W ostatnich latach w Polsce obserwuje się wyraźnie postępującą specjalizację w rolnictwie ekologicznym w kierunku produkcji roślinnej oraz rezygnację z produkcji zwierzęcej. W 2016 r. aż 83,2% gospodarstw ekologicznych w Polsce nie prowadziło produkcji zwierzęcej (tabelat).139 Rezygnacja z utrzymywania zwierząt może w niektórych gospodarstwach prowadzić do zachwiania równowagi w gospodarce składnikami nawozowymi i glebową materią organiczną, i w konsekwencji, skutkować spadkiem zawartości próchnicy, która tak jak wspomniano w istotnym stopniu decyduje o właściwościach retencyjnych gleby. W celu uniknięcia takiej sytuacji wiele gospodarstw ekologicznych bez żywego inwentarza dokupuje nawozy organiczne lub naturalne (głów-

137 Fueki i in. 2012. 138 Fueki i in. 2012. 139 IJHARS 2017. 140 j. w. nie obornik) lub wdraża inne działania poprawiające żyzność gleby. Dotyczy to zwłaszcza gospodarstw prowadzących produkcję ogrodniczą (np. uprawę warzyw, owoców czy uprawę pod osłonami), które z reguły nie mają możliwości utrzymywania zwierząt gospodarskich.

Tabela: Liczba i udział gospodarstw ekologicznych z produkcją roślinną i zwierzęcą w Polsce w latach 2015-2016140

Gospodarstwa ekologiczne 2015 2016

Liczba Udział w % Liczba Udział w %

Prowadzące wyłącznie produkcję roślinną 18 097 81,2 18 669 83,2

Prowadzące produkcję roślinną i zwierzęcą

w tym z równoczesną produkcją ekologiczną i konwencjonalną

Ogólna liczba gospodarstw ekologicznych

4 180 18,8 3 766 16,8

9 129 41 11 045 49,2

22 277 100 22 435 100

W roku 2008, a także w latach 2010-2012, prowadzono w IUNG-PIB badania dotyczące oceny salda bilansu glebowej materii organicznej w gospodarstwach ekologicznych o różnych profilach produkcji (roślinny, zwierzęcy i mieszany) zlokalizowanych na terenie województw lubelskiego, podlaskiego oraz

mazowieckiego. W badanych gospodarstwach średnie saldo bilansu glebowej materii organicznej było dodatnie i wynosiło odpowiednio 0.53 t suchej masy (SM) ha–1 gruntów ornych (GO) dla grupy badanej w 2008 r.141 oraz 1.67 t SM ha–1 GO dla gospodarstw analizowanych w latach 2010-2012142 (tabela). Jednak u producentów wyspecjalizowanych w produkcji roślinnej, a zwłaszcza w produkcji warzyw, stwierdzono ujemne saldo, wynoszące od –0.09 t SM ha–1 GO dla grupy badanej w 2008 r. do –0,29 t dla gospodarstw ocenianych w latach 2010-2012. Uzyskany wynik dla tej grupy mógł być dużo mniej korzystny, gdyby nie fakt, że część rolników dokupowała nawozy naturalne z sąsiednich gospodarstw konwencjonalnych, co jest dopuszczalne z punktu widzenia regulacji prawnych obowiązujących w rolnictwie ekologicznym. Generalnie o dodatnim saldzie bilansu glebowej materii organicznej w grupie gospodarstw o profilu mieszanym i zwierzęcym decydował ok. 15-procentowy udział roślin pastewnych (głównie bobowatych lub ich mieszanek z trawami) w strukturze zasiewów oraz znacząca obsada zwierząt.

Tabela: Bilans glebowej substancji organicznej (w tonach suchej masy/hektar gruntów ornych) w trzech grupach gospodarstw ekologicznych w latach 2010-2012143

Kierunek produkcji

Wpływ roślin uprawnych

Wpływ nawozów naturalnych

Bilans

Roślinny -2.03 1.30

-0.73

Mieszany 1.70 1.94

3.64

Zwierzęcy -0.35

Średnio -0.29

2.62

1.98 2.27

1.69 W innych badaniach prowadzonych przez

Schultz’a i in.144 wykazano znaczący spadek za-

wartości glebowej materii organicznej w grupie ekologicznych gospodarstw bez żywego inwentarza, z dużym udziałem roślin towarowych przeznaczonych do bezpośredniej sprzedaży

na rynek. W tej grupie gospodarstw zawartość glebowej materii organicznej zmniejszyła się aż o 8,4% w stosunku do wartości początkowej. Na znaczenie nawożenia naturalnego, głównie obornikiem, w utrzymaniu dodatniego salda bilansu glebowej materii organicznej – niezależnie od systemu rolniczego – zwraca uwagę także wielu innych autorów.145 Ocena salda bilansu glebowej materii organicznej w różnych typach gospodarstw w Austrii wykazała z reguły korzystniejsze wyniki dla gospodarstw ekologicznych niż konwencjonalnych, choć dla obu systemów rolniczych salda bilansu były z reguły dodatnie. Szczególnie wysokie dodatnie wartości salda bilansu glebowej materii organicznej, niezależnie od systemu rolniczego, wykazano dla gospodarstw o profilu zwierzęcym.146 W innych badaniach prowadzonych we wspomnianym wyżej obiekcie doświadczalnym w Osinach wykazano ok. 10% wzrost zawartości węgla organicznego w glebie w systemie ekologicznym, natomiast w pozostałych systemach (konwencjonalnym, integrowanym oraz monokulturze pszenicy ozimej) zawartość ta po ponad 15 latach prowadzenia doświadczenia zmniejszyła się o 10-20% (Rycina 28. na następnej stronie).147

Należy podkreślić, że rolnictwo ekologiczne charakteryzujące się poprawną agrotechniką, nawożeniem naturalnym i organicznym oraz bogatym w bobowate płodozmianem, jest w stanie utrzymać dodatni bilans glebowej materii organicznej oraz odpowiednią zawartość próchnicy, a w konsekwencji zachowywać na wysokim

poziomie właściwości retencyjne gleby. SSS

141 Stalenga 2010. 142 Stalenga i Kopiński 2012.w 143 j. w. 144 Schultz i in. 2013. 145 Mailard i in. 2014, Menšík i in. 2018. 146 Kasper i in. 2015. 147 Kuś, Jończyk 2018.

Rycina 28. Zawartość węgla organicznego w różnych systemach produkcji roślinnej w liczbach względnych (dla wszystkich systemów wartość wyjściową przyjęto jako 100% w 1996 r.) 148

Literatura

Fueki N., Lipiec J., Kuś J., Kotowska U., Nosalewicz A. 2012. Difference in infiltration and macropore between organic and conventional soil management. Soil Science and Plant Nutrition 58: 65-69.

IJHARS 2017. Raport o stanie rolnictwa ekologicznego w Polsce w latach 2015-2016. Warszawa, ss. 103. Kasper M., Freyer B., Hülsbergen K-J., Schmid H., Friedel J.K. 2015. Humus balances of different farm production systems in main production areas in Austria. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 178: 25–34.

Kuś J., Jończyk K. 2018. Produkcyjne i środowiskowe skutki stosowania różnych systemów gospodarowania w Osinach. W: Marks M., Jastrzębska M., Kostrzewska M.K. (Red.). Eksperymenty wieloletnie w badaniach rolniczych w Polsce. Wyd. UW-M w Olsztynie, strony 133-156. Mäder P., Fliessbach A., Dubois D., Gunst L., Fried P., Niggli U. 2002. Soil fertility and biodiversity in organic farming. Science 296: 1694-1697.

Maillard E., Angers D.A. 2014. Animal manure application and soil organic carbon stocks: a meta-analysis. Global Change Biology 20:666–67. Menšík L., Hlisnikovský L., Pospíšilová L., Kunzová E. 2018. The effect of application of organic manures and mineral fertilizers on the state of soil organic matter and nutrients in the long-term field experiment. Journal of Soils and Sediments 18: 2813–2822.

Schnug E., Rogasik J., Panten K., Paulsen H.M., Haneklaus S. 2004. Oekologischer Landbau erhoeht die Versickerungsleistung von Boeden – ein unverzichtbarer Beitrag zum vorbeugenden Hochwasserschutz. Oekologie & Landbau 32(132): 53-55. Schulz F., Brock C., Schmidt H., Franz K.-P., Leithold G. 2013. Development of soil organic matter stocks under different ‘farming types’ and tillage systems in the organic arable farming experiment Gladbacherhof. Archives of Agronomy and Soil Science 60: 313-326.

Stalenga J. 2010. Ocena stanu zrównoważenia gospodarki nawozowej w wybranych gospodarstwach ekologicznych w rejonie Brodnicy. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 55(4): 117-120. Stalenga J., Kopiński J. 2018. Is it possible in specialized organic farms to maintain in soil appropriate content of nutrients and organic matter? Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 63(3): 86-91. Watson C.A., Atkinson D., Gosling P., Jackson L.R., Rayns F.W. 2002. Managing soil fertility in organic farming systems. Soil Use and Management 18(1): 239-247