II Kongres Nauk Rolniczych Warszawa 5 października 2011 Racjonalne gospodarowanie środowiskiem glebowym Polski

1. II Kongres Nauk Rolniczych Warszawa 5 października 2011 Racjonalne gospodarowanie środowiskiem glebowym Polski Autorzy: prof. dr hab. Wiesław Oleszek – IUNG-PIB Puławy prof. dr hab. Stanisław Krasowicz – IUNG-PIB Puławy prof. dr hab. Józef Horabik – Instytut Agrofizyki PAN Lublin dr hab. Tomasz Stuczyński – SGS Eko-Projekt Sp. z o.o. Pszczyna prof. dr hab. Ryszard Dębicki – Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej Lublin dr Jan Jadczyszyn – IUNG-PIB Puławy prof. dr hab. Janusz Jankowiak – Instytut Środowiska Rolniczego i Leśnego PAN Poznań

2. Znaczenie problemu racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym Polski: • Środowisko glebowe stwarza możliwości realizacji produkcji rolniczej; żywność, pasze, surowce dla przemysłu, surowce energetyczne; • Jednocześnie powierzchnia gleb użytkowanych rolniczo zmniejsza się w związku z przeznaczeniem znacznych terenów na cele pozarolnicze (urbanizacja, transport); • Procesy ubytku gleb dotyczą także gleb bardzo dobrych i dobrych, co stwarza zagrożenia dla samowystarczalności żywnościowej kraju i możliwości zabezpieczenia produkcji biomasy na cele energetyczne; • Jednocześnie PROW 2007-2013, zasady WPR UE i konwencje międzynarodowe zobowiązują do ograniczenia zagrożeń dla środowiska przyrodniczego, gleby, wody, powietrze; • Racjonalne gospodarowanie środowiskiem glebowym Polski jest strategicznym kierunkiem (celem) rozwoju i koniecznością. Jest to także wyzwaniem dla nauki, służącej praktyce.

3. Rola nauki we wspieraniu działań prowadzących do racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym Jednostki naukowe (instytuty resortowe, instytuty PAN, uczelnie) koncentrują swoją działalność na następujących zagadnieniach: • charakterystyka ilościowa i jakościowa gleb Polski; • wskazywanie specyficznych cech środowiska glebowego Polski i specyfiki regionalnej; • identyfikacja czynników ograniczających wykorzystanie potencjału produkcyjnego gleb Polski; • modelowanie i prognozowanie przekształceń gruntów rolnych Polski; • wskazywanie działań zapewniających racjonalne gospodarowanie środowiskiem glebowym; • wskazywanie zagrożeń dla środowiska glebowego.

4. Rola nauki we wspieraniu działań prowadzących do racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym Prowadzone w Polsce badania naukowe stwarzają podstawy do opracowania i realizacji strategii racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym gdyż: • umożliwiają diagnozę stanu aktualnego; • pozwalają określić cele strategiczne i działania operacyjne dotyczące gospodarowania glebami; • wskazują słabe i mocne strony oraz szanse i zagrożenia w odniesieniu do środowiska glebowego (analiza SWOT); • mogą stanowić wsparcie dla działań praktycznych i decyzji w zakresie zarządzania środowiskiem glebowym Polski.

5. Cel strategiczny: Racjonalne wykorzystanie środowiska glebowego Polski. Cele szczegółowe (operacyjne): • Wskazanie znaczenia problemu racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym Polski. • Przedstawienie roli nauki we wspieraniu działań prowadzących do racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym. • Wyznaczenie kierunków wsparcia programu strategicznego dotyczącego racjonalnego gospodarowania glebami Polski.

6. Rolnictwo – podstawowy dział gospodarki, zapewnia fundamentalne bezpieczeństwo żywnościowe narodu oraz dobrostan środowiska. Nauka, która ma udział w badaniu rolnictwa ma obowiązek ochronić ziemię, człowieka i jego życie. 2010 – Międzynarodowy Rok Bioróżnorodności Biologicznej. Najważniejszym zadaniem rolnika jest odbudowa naturalnej żyzności gleby czyli trwałej obecności materii organicznej i próchnicy. Gleba jawi się jako jeden z zasadniczych elementów regulujących klimat. Gleba działa jak wielka studnia na dwutlenek węgla /Arwyn Jones/

7. Ważniejsze uwarunkowania prawne precyzują podstawowe funkcje gleby i określają zagrożenia • UE Polska ma obowiązek dostosowania się do unijnych regulacji i opracowania lokalnych (regionalnych) strategii uwzględniających cele, stan gleb oraz stopień zagrożenia poszczególnymi procesami degradacji. • Polska • Przyjęta we wrześniu 2006 r. przez Parlament Europejski „Strategia tematyczna w dziedzinie ochrony gleby” COM (2006) 231; • Propozycja Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady ustanawiającej ramy ochrony gleb i zmieniającej dyrektywę 2004/35/WE /etap dyskusji/. • Ustawa „Prawo ochrony środowiska”; • Ustawa o ochronie gruntów rolnych i leśnych; • PROW 2007-2013 oraz projekcja PROW 2014-2020. Stanowiąca podstawę PROW 2007-2013 koncepcja wielofunkcyjności nakłada na rolnictwo odpowiedzialność za korzystanie z zasobów środowiska przyrodniczego, a w tym również z zasobów glebowych (M.P. z 2007 r. Nr 94, poz.1035 z późn. zmianami.

8. Funkcje gleb: • produkcyjna • siedliskowa • retencyjna Racjonalne gospodarowanie środowiskiem glebowym to: • dostrzeganie wszystkich funkcji gleb; • wskazywanie zagrożeń; • wyznaczanie obszarów wrażliwych, najsilniej narażonych na procesy degradacji gleb; • wprowadzanie instrumentów prawnych i finansowych prowadzących do ograniczenia lub wyeliminowania zagrożeń.

9. Funkcja produkcyjna gleb Gleby Polski powinny zabezpieczać potrzeby żywnościowe, paszowe oraz surowcowe przemysłu i energetyki. Determinanty: • zasoby i specyfika środowiska glebowego Polski; • zagrożenia dla realizacji funkcji produkcyjnej gleb; • zasady WPR, działania PROW. Produkcja zbóż wg IUNG-PIB /J. Grabiński, G. Podolska/ Według IUNG realne jest uzyskanie zbiorów zbóż na poziomie 30-32 mln ton. Warunki – optymalizacja wykorzystania gleb; – poprawa efektywności produkcji (postępu hodowlanego).

10. Prognoza zapotrzebowania gruntów pod produkcję na cele energetyczne do 2020 r. Rzepak na estry (1,5 mln ton) - 500 tys. ha; Zboża na bioetanol (2,4 mln ton) - 600 tys. ha; Surowce do produkcji biogazu - 200-300 tys. ha; Biomasa stała - 400-500 tys. ha. Razem 1,7 - 1,9 mln ha Warunki podstawowe spełnienia założeń: • wzrost plonów głównych ziemiopłodów w celu zabezpieczenia samowystarczalności żywnościowej kraju, • uzasadniona ekonomicznie intensyfikacja produkcji, racjonalne wykorzystanie gruntów, • poprawa agrotechniki.

11. Zasoby ziemi rolniczej w Polsce w mln ha Ugory i odłogi w Polsce w mln ha 1990 – 0,202000 – 1,702005 – 1,132008 – 0,462009 – 0,46 O powierzchni odłogów decydowały uwarunkowania organizacyjno-ekonomiczne

12. Zmniejszenie powierzchni UR 1990-2008 – 2,5 mln ha • przekazywanie na cele nierolnicze • zalesienia ok. 250 tys. ha • zmiany w klasyfikacji UR

13. Wskaźnik waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej w pkt Polska 66,6 pkt

14. Warunki glebowe /Stuczyński i inni, 2007/Skały macierzyste gleb Polski Źródło: Witek T., 1993

15. Wielkości PPW, WOD i WŁD w glebach mineralnych Polski w mm w warstwie 0-100 cm PPW – polowa pojemność wodna; WOD – woda ogólnie dostępna; WŁD – woda łatwo dostępna;

16. Powierzchnia poszczególnych grup jakości gleb GO i TUZ Źródło: Terelak H. i inni, 2000 * - zwiększony o 20% w stosunku do plonu uzyskiwanego w doświadczeniach z lat 90-tych

17. Struktura gleb GO i TUZ Polski w % według bonitacji Źródło: Waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej wg gmin, 1994

18. Podstawowe zagrożenia dla gleb wykorzystywanych rolniczo: • degradacja fizyczna w wyniku zagęszczenia i zasklepienia się gleb; • erozja; • intensyfikacja procesów utraty substancji organicznej; • zmiany bioróżnorodności; • gromadzenie się zanieczyszczeń w glebach; • postępujące procesy zakwaszania gleb; • susze glebowe. Zagrożenia te to wynik działalności rolniczej i pozarolniczej Nasilenie procesów degradacyjnych gleb w skrajnych przypadkach może prowadzić do całkowitej utraty przez glebę jej funkcji siedliskowej, produkcyjnej czy retencyjnych, a tym samym wykluczenie jej z użytkowania rolniczego.

19. Zagrożenia dla środowiska glebowego nie występują z jednakowym nasileniem na terytorium Polski. Konieczne (celowe) jest wyznaczenie obszarów wrażliwych.

20. Powierzchnia gleb użytków rolnych w różnych klasach podatności na zagęszczenie Źródło: Stuczyński i inni, 2007 Gleby podatne na ugniatanie w Polsce - ok. 15% powierzchni użytków rolnych. woj. dolnośląskie 41% woj. małopolskie 40% woj. opolskie 34% woj. podkarpackie 34% woj. śląskie, pomorskie > 20% wg E. Czyż

21. Zawartość materii organicznej w glebach użytków rolnych Źródło: Stuczyński i inni, 2007 Trendy zmian zawartości próchnicy w glebach Polski w okresie 30 lat • intensywne procesy mineralizacji glebowej materii organicznej na glebach zwięzłych o wysokiej wyjściowej zawartości próchnicy o opadowo-gruntowym typie gospodarki wodnej; • wzrost zawartości próchnicy – wiązanie (sekwestracja) węgla w postaci próchnicy glebowej na glebach lekkich, o opadowym typie gospodarki wodnej; Podstawa: 1000 profili wzorcowych

22. Zawartość materii organicznej w glebach użytków rolnych(%) Polska – 2,20 % Źródło: Stuczyński i inni, 2007

23. Spadek zawartości materii organicznej jest związany z: uproszczeniem zmianowań, zaniechaniem uprawy roślin wieloletnich (traw lub ich mieszanek z roślinami motylkowatymi pozostawiających dużą ilość biomasy w formie resztek roślinnych), zaniechaniem uprawy międzyplonów z przeznaczeniem na zielony nawóz, brakiem stosowania obornika w gospodarstwach bezinwentarzowych, zmianą stosunków wodnych gleb spowodowaną odwodnieniami melioracyjnymi.

24. Udział gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych w % Polska – 53 %

25. Udział Udział <20% 21-40% 21- 40% Polska – 38% 41-60% 40- 60% Polska – 49% 61-80% 61- 80% 40-50% - gleby o bardzo niskiej i niskiej zasobności w fosfor i potas. Fosfor Potas

26. Zagrożenie gleb użytków rolnych erozją wodną powierzchniową w Polsce wg województw Polska – 20,3 % Źródło: Wawer R, Nowocień E., 2007 (31)

27. Istotna rola pakietów rolno-środowiskowych wdrażanych w ramach PROW w ochronie gleb przed erozją. Ograniczanie erozji • zalesienia, zadrzewienia; • użytki rolne o funkcji glebowo-chronnej (sady, TUZ).

28. Przesuszenie gleb • susze glebowe; • globalny trend wzrostu średnich temperatur powietrza; • obniżenie naturalnej wilgotności gleb; • zwiększenie podatności na erozję. Porównanie teoretycznych zasięgów przestrzennych kategorii agronomicznej gleb dotkniętych suszą pod uprawą zbóż ozimych – wartości KBW dla 6 dekad w okresie V-VI: A – -190mm, B – -240mm Źródło: Stuczyński i inni, 2007

29. zanieczyszczenie powierzchniowej warstwy gleb UR (0-20 cm) łącznie wszystkimi metalami ciężkimi (%) 0 – I 96,97 II – V 3,03 Mała powierzchnia gleb zanieczyszczonych pierwiastkami (substancjami) toksycznymi nie ma praktycznie istotnego znaczenia z punktu widzenia racjonalnego wykorzystania rolniczej przestrzeni produkcyjnej w Polsce.

30. Przewidywane zmiany wg modelu IUNG do roku 2030 – 0,5-0,6 mln ha UR na: rozbudowę infrastruktury technicznej, budownictwo mieszkaniowe w miastach i na obszarach wiejskich. Zjawisko niekorzystne przekazywanie na cele nierolnicze znacznych powierzchni gruntów bardzo dobrych i dobrych. Do 1990 r. gleby słabe i bardzo słabe stanowiły ponad 60% gruntów przekazywanych na cele nierolnicze, zaś gleby dobre poniżej 15%. W ostatnich latach tendencje te uległy całkowitemu odwróceniu (GUS 2008).

31. Prognoza przekształceń GO na obszary zurbanizowane /wg modelu IUNG-PIB/ do 2030 r. wyłączenie 526 tys. ha UR. • przewidywana skala wyłączeń nie stanowi zagrożenia dla bezpieczeństwa żywnościowego kraju pod warunkiem wprowadzenia zasad w planowaniu przestrzennym, ograniczających fragmentację krajobrazu rolniczego; • największych strat ziemi z rolnictwa należy się spodziewać wokół głównych ośrodków metropolitalnych. Zagrożeniem dla przestrzeni rolniczej nie jest skala perspektywicznego przeznaczania gruntów na cele urbanizacyjne, lecz rozproszenie zabudowy i mało efektywne gospodarowanie przestrzenią. Dążenie do przyciągania inwestorów bez względu na ocenę realnych potrzeb i uwarunkowań zewnętrznych prowadzi do znaczącego przeszacowania zapotrzebowania na ziemię przez samorządy lokalne. Konieczność zmiany podejścia do planowania przestrzennego i wydzielania obszarów urbanizacji.

32. Ze względu na bezpieczeństwo żywnościowe Polski ochrona gleb lepszej jakości winna być priorytetem zrównoważonego rozwoju. Konieczne jest upowszechnienie wiedzy, że uzasadnieniem dla ochrony dobrych gleb w miastach nie jest ich funkcja produkcyjna, lecz ich rola w kształtowaniu funkcji ekosystemowych i lokalnego klimatu.

33. Potencjalni partnerzy do współpracy: • Rada Ministrów RP, władze samorządowe i administracyjne różnych szczebli zarządzania; • Jednostki naukowe (instytuty i uczelnie); • Jednostki planistyczne i doradcze; • Producencirolni.

34. Niezbędne kierunki wsparcia: • działania merytoryczne i doradcze; • propozycje dotyczące stosowania różnych systemów uprawy roli – systemów gospodarowania; • wsparcie finansowe; • kształtowanie świadomości ekologicznej społeczeństwa; • systematyczne monitorowanie zmian i wskazywanie zagrożeń dla racjonalnej gospodarki środowiskiem glebowym. to Wyzwania dla nauki i praktyki,problemy o charakterze strategicznym.

35. Rolnictwo precyzyjne a racjonalne wykorzystanie środowiska glebowego ROLNICTWO PRECYZYJNE • system rolniczy, dostosowujący wszystkie elementy agrotechniki do zmiennych (zróżnicowanych) warunków na poszczególnych polach. • gospodarowanie z zastosowaniem technologii informatycznych, w celu uzyskania większych plonów, o lepszej jakości przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji i ograniczeniu skażenia środowiska.

36. Przestrzenna zmienność zawartości fosforu w glebie Przestrzenna zmienność plonu jęczmienia Założenia precyzyjnego rolnictwa Dostosowanie dawek środków produkcji do zmienności przestrzennej pola.

37. Aspekty techniczne • System pozycjonowania satelitarnego (GPS); • Technika pomiaru plonów on-line; • System informacji geograficznej (GIS); • Technika komputerowa; • Maszyny rolnicze z możliwością sterowania ilością wysiewu środków; • Urządzenia do zdalnego monitorowania stanu gleby i łanu roślin; pomiar zieloności -> obliczenie dawki N - > aplikacja N Schemat działania urządzenia N-sensor (źródło: www.yara.it)

38. Właściwości gleby i erozji w gosp. ind. Rogów(Jadczyszyn J., 2010) Siew bezpośredni korzystnie wpływa na gospodarkę zasobami glebowymi na poziomie pola.

39. Przewidywane efekty gospodarcze programu: • zapewnienie samowystarczalności żywnościowej Polski i możliwości eksportu, • pokrycie popytu na zboża na poziomie 30 mln ton, • zabezpieczenie możliwości produkcji surowców rolniczych na cele energetyczne (przeznaczenie na ten cel 1,7 – 2,0 mln ha), • utrzymanie potencjału produkcyjnego polskiego rolnictwa i zwiększenie jego konkurencyjności, • zmniejszenie zagrożeń dla środowiska przyrodniczego, • realizacja funkcji środowiskowych i retencyjnych gleb.

40. Wnioski • Jednostki naukowe działające w sferze nauk rolniczych wspierają procesy racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym, tworząc podstawy do programu strategicznego. Program ten stworzy płaszczyznę do kompleksowego wykorzystania istniejących i stale wzbogacanych informacji o środowisku glebowym Polski. • Współpraca różnych jednostek naukowych prowadzących badania nad wykorzystaniem środowiska glebowego pozwoli na obiektywizację i wzbogacenie opinii i nada im charakter kompleksowy. • Warunkiem podstawowym pomyślnej realizacji programu strategicznego dotyczącego racjonalnego gospodarowania środowiskiem glebowym jest współpraca z władzami administracyjnymi i samorządowymi na wszystkich poziomach zarządzania. • Planowanie strategiczne powinno być podstawą racjonalnego wykorzystania potencjału środowiska glebowego Polski.

41. DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ II Kongres Nauk Rolniczych Warszawa 5 października 2011 Racjonalne gospodarowanie środowiskiem glebowym Polski Autorzy: prof. dr hab. Wiesław Oleszek – IUNG-PIB Puławy prof. dr hab. Stanisław Krasowicz – IUNG-PIB Puławy prof. dr hab. Józef Horabik – Instytut Agrofizyki PAN Lublin dr hab. Tomasz Stuczyński – SGS Eko-Projekt Sp. z o.o. Pszczyna prof. dr hab. Ryszard Dębicki – Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej Lublin dr Jan Jadczyszyn – IUNG-PIB Puławy prof. dr hab. Janusz Jankowiak – Instytut Środowiska Rolniczego i Leśnego PAN Poznań