Przekarmione rzeki, duszący się Bałtyk

autor: Maria Staniszewska

Zanieczyszczenia pochodzenia rolniczego są poważnym problemem, który dotyka wiele krajów nadbałtyckich, w tym również Polskę. Na ich pojawienie się w środowisku ma wpływ m.in. niewłaściwy sposób użytkowania ziemi, stosowanie tzw. środków ochrony roślin, czyli pestycydów,

Mają także udział udział brak oceny wpływu stosowanych zabiegów melioracyjnych na produkcję rolną i gospodarkę wodną zlewni, spływ powierzchniowy nawozów mineralnych i organicznych do wód powierzchniowych (rzek i jezior) czy też niespełniające standardów bezpieczeństwa składowiska odpadów na obszarach wiejskich. Należy jednak pamiętać, że głównym problemem polskiego rolnictwa jest nieprawidłowa gospodarka nawozowa, o czym świadczy stale zwiększająca się nadwyżka azotu na polach (średnio w latach 1995 – 33 kg N/ha, w 2014 – 48 kg N/ha)! Ponadto dominujące na terenie naszego kraju gleby piaszczyste sprzyjają szybkiemu spływowi biogenów z pól do wód.

Rolnictwo, zwłaszcza intensywne i niezbilansowane, jest głównym źródłem docierania związków azotu i fosforu (biogenów) do wód powierzchniowych, co jest bezpośrednią przyczyną eutrofizacji – czyli zwiększania się żyzności wód. Jest to proces niekorzystny, skutkujący gwałtownym rozrostem wodnej roślinności, która następnie obumiera. W efekcie dochodzi do nadmiernego nagromadzenia się substancji organicznej w zbiornikach wodnych, której rozkład zwiększa zużycie tlenu rozpuszczonego w wodzie. Po wyczerpaniu się dostępnego w wodzie tlenu proces rozkładu szczątków roślinnych zachodzi dalej, tyle że już w warunkach beztlenowych, co skutkuje wydzielaniem się siarkowodoru, metanu i amoniaku – substancji szkodliwych, a wręcz śmiercionośnych dla większości organizmów wodnych. Głównym i najszybciej zauważalnym objawem eutrofizacji jest specyficzne zabarwienie wody, będące wynikiem masowego rozwoju glonów – znacznie pogarszają się właściwości organoleptyczne wody.

Na eutrofizację najbardziej narażone są zbiorniki wodne, zarówno sztuczne, jak i naturalne, oraz morze Bałtyckie (!) – w związku z jego śródlądowym charakterem i powoli zachodzącą wymianą wód. Najwięcej biogenów (związków azotu i fosforu) dostaje się do Bałtyku wraz z wodami dwóch największych polskich rzek – Wisły i Odry. Ich stan ekologiczny jest wysoce niepojący. Jak pokazują badania stanu chemicznego jednolitych części wód (JCW), prowadzone w latach 2007-2009, w przypadku Wisły na 93 JCW tylko 4 zostały zakwalifikowane jako stan dobry, a w przypadku Odry – na 54 JCW tylko 2.

Według danych HELCOM-u (Komisja Ochrony Środowiska Morskiego Bałtyku) głównymi źródłami biogenów w Bałtyku są rzeki – 69,4%, punktowe źródła zanieczyszczeń (oczyszczalnie, wielkie fermy zwierzęce) – 3,5%, a w przypadku azotu powietrze – 27,1%. W sumie ładunek związków azotu i fosforu dostarczonych do Bałtyku w roku 2014 wynosił 825 825 ton w przypadku azotu i 30 949 ton – w przypadku związków fosforu (3). Niemały był w tym udział Polski i naszych głównych rzek Wisły i Odry: w 2014 r. związków azotu dostarczyliśmy 169 941 ton, a związków fosforu 12 776 ton (3),co stanowiło 82,6% wszystkich związków azotu i 99,4% wszystkich związków fosforu, dostarczonych w danym roku przez nasz kraj do Bałtyku.
Rolnicze źródła zanieczyszczeń

Głównymi rolniczymi źródłami zanieczyszczeń są związki azotu i fosforu, czyli biogeny, wprowadzane na pola uprawne w postaci nawozów mineralnych bądź organicznych. Gdy nawozy te są stosowane w ilości przekraczającej zapotrzebowanie roślin, ich nadmiar przedostaje się do wód powierzchniowych. Ze względu na sposób przedostawania się zanieczyszczeń do wody można wyróżnić zanieczyszczenia obszarowe i punktowe. Zanieczyszczenia obszarowe to przede wszystkim spływ po powierzchni do wód powierzchniowych (w wyniku opadów atmosferycznych czy erozji gleby) nawozów mineralnych i organicznych, stosowanych na znacznych powierzchniach. Punktowe zanieczyszczenia na terenach wiejskich powstają zazwyczaj na skutek prowadzonej hodowli zwierząt – źródłami zanieczyszczeń są tutaj m.in. zabudowania gospodarskie, pryzmy obornikowe, nieszczelne zbiorniki na gnojowicę, silosy i pryzmy na kiszonkę i in. Należy pamiętać, że niejednokrotnie punktowe zanieczyszczenia powstają w wyniku przedostawania się do środowiska ścieków bytowych z nieszczelnych szamb. Wg danych Ministerstwa Rolnictwa w r. 2015 tylko 34,6% gospodarstw domowych na terenach wiejskich było podłączonych do kanalizacji
Dlaczego biogeny uciekają do wód powierzchniowych?

Biogeny, czyli związki azotu i fosforu odgrywają bardzo ważną rolę w procesie rozwoju roślin – są ich składnikami pokarmowymi. Na pole dostają się w postaci nawozów mineralnych i naturalnych (obornik, gnojowica). Dodatkowo azot w postaci organicznej może być wprowadzany za pomocą roślin motylkowych, czyli bobowatych (koniczyna, lucerna itp.). Związki azotu są dostępne dla roślin głównie w postaci jonu azotanowego NO3-. Związek ten jest bardzo łatwo rozpuszczalny w wodzie, a więc nieprzyswojone przez roślinę związki azotu rozpuszczają się i bardzo szybko przedostają się do wód. Natomiast fosfor niepobrany przez rośliny kumuluje się w górnych warstwach profilu glebowego i ulega sorpcji, czyli pochłanianiu przez stałą fazę gleby. Przedostawanie się związków fosforu do wód gruntowych i powierzchniowych może następować w wyniku procesów wymywania lub też spływów powierzchniowych, po przekroczeniu pojemności sorpcyjnej gleby. Nadmiar fosforu w rolnictwie oszacowany jest łącznie na 92,3 tys. ton – taka ilość w niewielkim stopniu gromadzi się w glebie, a reszta przedostaje się do wód powierzchniowych. (2).
Rolnicze metody zatrzymania biogenów w glebie

Czy można ograniczyć rolnicze zanieczyszczenia wód? Tak! Wystarczy stosować odpowiednie praktyki rolnicze, mające na celu przede wszystkim zatrzymanie spływu biogenów do wód. Jednocześnie działania te podtrzymują i zwiększają żyzność gleby, przez co wpływają bezpośrednio na poprawę dochodów rolnika. Biogeny zatrzymane w glebie są lepiej wykorzystane przez rośliny, co oznacza, że wystarczy stosowanie mniejszej ilości nawozów. Żyzna gleba, bogata w próchnicę, zatrzymuje wodę razem z jonami N i P, przez co rośliny mogą dłużej korzystać ze składników odżywczych.

Najważniejszy jest starannie zaplanowany płodozmian, uwzględniający przynajmniej 30% pastwisk przemiennych – motylkowatych z trawami, jako podstawowymi roślinami zwiększającymi zasobność gleby w próchnicę. Niezbędne jest zapewnienie w płodozmianie odpowiednich proporcji pomiędzy roślinami zubażającymi glebę a zwiększającymi żyzność gleb. Wprowadzone do płodozmianu poplony ozime i ścierniskowe, utrzymywane przez okres zimy, zatrzymują odpływ biogenów, zwłaszcza związków fosforu, gdyż te „uciekają” z pól głównie poprzez erozję gleby.

Konieczne jest dostarczenie materii organicznej w postaci nawozów zielonych (międzyplony i rośliny okrywowe) oraz nawozów zwierzęcych (obornik stały, gnojowica, kompost). Pozytywny wpływ mają również resztki po zebranych plonach (ściernisko, słoma) oraz korzenie. Bardzo ważny jest równomierny rozkład obornika na powierzchni pola i przykrycie go warstwą gleby, aby zapobiegać stratom azotu w postaci lotnej. Z kolei utrzymywanie gleby jak najdłużej pokrytej roślinnością zapobiega erozji i ucieczce związków fosforu.

Zapobieganie ugniataniu gleby poprawia aktywność mikrobiologiczną gleby i zwiększa ilość porów przepuszczających wodę. Z kolei system porów glebowych poprawia zdrowotność roślin, głębokość ich korzenienia się oraz intensywność pobierania składników pokarmowych.

Zagwarantowanie wystarczająco dużej ilości wapnia warunkuje stabilność górnej warstwy gleby i przyswajalność składników pokarmowych. Kwaśny odczyn gleb zmniejsza aktywność bakterii, co z kolei powoduje mniejsze tempo rozkładu i uwalniania składników pokarmowych. Z tego powodu mogą wystąpić niedobory fosforu i molibdenu. Optymalne pH gleby dla większości roślin uprawnych waha się pomiędzy 6,0 a 7,0. Rośliny motylkowate są szczególnie wrażliwe na kwaśny odczyn, podczas gdy ziemniak rozwija się lepiej w glebach lekko kwaśnych. Przyswajalność fosforu zmniejsza się przy pH>7. Warto nawozić zgodnie z zapotrzebowaniem gleby, po wcześniejszym przeprowadzeniu analizy gleby na jej zasobność i sporządzać coroczne plany nawozowe, uwzględniające potrzeby nawozowe uprawianych roślin.

Nie wolno natomiast nawozić, gdy gleba jest zmarznięta lub zbyt mokra. Ponadto należy unikać nawożenia zbyt blisko cieków i zbiorników wodnych oraz dbać o nienadmierne obciążenie pastwisk zwierzętami – zalecana obsada zwierzęca to 0,5-0,7 dużej sztuki na 1 ha. Niezbędne jest gromadzenie obornika i gnojówki na płytach gnojowych i w zbiornikach.

Wyżej wymienione zalecenia nie dotyczą gospodarstw z intensywną produkcją zwierzęcą, gdyż te podlegają innym zasadom i regulacjom i wymagałyby osobnego opisu.

Przypisy:

(1) Stan czystości rzek – Inspekcja Ochrony Środowiska

(2) Udział polskiego rolnictwa w emisji związków azotu I fosforu do Bałtyku – Janusz Igras, Marianna Pastuszak

(3) Sources and pathways of nutrients to the Baltic Sea- HELCOM PLC-6

Artykuł opublikowany w papierowym wydaniu Zielonych Wiadomości nr. 029. Do pobrania w formacie pdf: tutaj