Jakość wody w gospodarstwach rolnych, w świetle wyników monitoringu prowadzonego w ramach Programu Wieloletniego ITP Stefan Pietrzak Konferencja „Podsumowanie projektu Baltic Deal w Polsce”, Gdańsk, 4-5 września 2013 r.

Na podstawie Uchwały Rady Ministrów nr 202/2011 z dn. 14 października 2011 r., Instytutowi Technologiczno-Przyrodniczemu w Falentach powierzone zostało wykonawstwo Programu Wieloletniego pn. „Standaryzacja i monitoring przedsięwzięć środowiskowych, techniki rolniczej i rozwiązań infrastrukturalnych na rzecz bezpieczeństwa zrównoważonego rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich”. Jego okres realizacji ustalony został na lata W skład programu wchodzi m.in. zadanie pt. „Monitoring skuteczności ograniczania emisji zanieczyszczeń gospodarstw domowych i źródeł rolniczych do wód powierzchniowych i gruntowych”. Głównym celem tego zadania jest ocena skuteczności ograniczania emisji zanieczyszczeń do wód powierzchniowych i płytkich wód podziemnych (gruntowych) na obszarach wiejskich, pochodzących z gospodarstw domowych i źródeł rolniczych, w szczególności z zagrody wiejskiej. Informacja wprowadzająca nt. monitoringu jakości wody prowadzonego przez ITP w ramach Programu Wieloletniego

W monitoringu realizowanym w ramach programu Wieloletniego ITP uczestniczą różne jednostki organizacyjne Instytutu z jego Centrali oraz Oddziałów, oraz jednostki wyłonione w drodze przetargu (co roku rozpisywany jest konkurs). Ponadto w jego ramach, wykorzystywane są wyniki monitoringu jakości wody na obszarze występowania użytków zielonych w Polsce, prowadzonego przez krajową i okręgowe stacje chemiczno-rolnicze we współpracy z Instytutem. W 2011 r. postępowanie konkursowe na realizację części usług monitoringowych wygrało Centrum Doradztwa Rolniczego Oddział Radomiu, w 2012 r – firma SEGI-AT Sp. z o.o. z Warszawy, w 2013 r – ponownie CDR O/Radom. W 2011 r. CDR wytypowało do udziału w monitoringu 50. gospodarstwach rolnych o różnych kierunkach produkcji, i jej intensywności w całym kraju, oraz założyło w nich ponad 200 punktów monitoringowych wód powierzchniowych i gruntowych. Rys. 1. Lokalizacja gospodarstw objętych monitoringiem Informacja wprowadzająca nt. monitoringu jakości wody prowadzonego przez ITP w ramach Programu Wieloletniego cd.

Istotą monitoringu prowadzonego w gospodarstwach jest ocena stanu monitorowanych w nich wód w powiązaniu z określeniem czynników wpływających na ten stan, związanych w szczególności z rodzajem stosowanych praktyk rolniczych Pobór próbek wody przeprowadzany jest 4 razy w roku. Oprócz poboru próbek wody w gospodarstwach jest prowadzona jest ankietyzacja mająca na celu zebranie danych charakteryzujących zagrożenia dla jakości wody w nich występujące. Analizy chemiczne próbek wody prowadzone są w Laboratorium Badawcze Chemii Środowiska ITP. Oznaczane są następujące wskaźniki: pH, EC (przewodność elektryczna), N-NO 3, N-NH 4, P-PO 4, Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn, Zn, Cl. Ocenę stanu zanieczyszczenia wody prowadzi się w oparciu wartości graniczne podane w Rozporządzeniach Ministra Środowiska: /i/ z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych. Dz.U nr 257 poz. 1545; /ii/z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych. Dz.U nr 143 poz. 896; /iii/ z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wrażliwych na zanieczyszczenie związkami azotu ze źródeł rolniczych Dz. U z nr. 241 poz Informacja wprowadzająca nt. monitoringu jakości wody prowadzonego przez ITP w ramach Programu Wieloletniego cd.

Cel pracy Celem pracy (referatu) jest zaprezentowanie wyników monitoringu jakości wody zrealizowanego w 2012 r. przez SEG-AT w ramach programu Wieloletniego ITP w 50 gospodarstwach rolnych wytypowanych przez CDR O/Radom, w zakresie obejmującym jej zanieczyszczenie związkami azotu i fosforu.

Charakterystyka gospodarstw objętych monitoringiem Rys. 3. Procentowy podział gospodarstw ze względu na dawki stosowanych nawozów fosforowych, kg P  ha -1 Rys. 2. Procentowy podział gospodarstw ze względu na dawki stosowanych mineralnych nawozów azotowych, kg N  ha -1

Charakterystyka gospodarstw objętych monitoringiem Rys. 5. Procentowy podział gospodarstw ze względu na nadmiar azotu, kg N  ha -1 Rys. 4. Procentowy podział gospodarstw ze względu na obsadę zwierząt, DJP  ha -1

Rys. 6. Średnie stężenie azotu azotanowego (N-NO 3 ) w próbkach wody w zależności od miejsca ich pobrania Rys. 7. Klasyfikacja próbek wody ze studni zagrodowych ze względu na stężenie azotu azotanowego (mg N-NO 3  dm -3 ), wg wartości granicznych obowiązujących przy ocenie wód podziemnych. W próbkach wody ze studni zagrodowych w ponad 54% przypadków stężenie azotu azotanowego przekraczało 11,3 mg N-NO 3  dm -3

Rys. 9. Średnia stężenie fosforu fosforanowego (P-PO 4 ) w próbkach wody w zależności od miejsca ich pobrania Rys. 8. Średnie stężenie azotu amonowego (N-NH 4 ) w próbkach wody w zależności od miejsca ich pobrania

Średnie stężenie azotu azotanowego w wodzie z rowów melioracyjnych na tle wartości granicznej (2,2 mg N- NO 3  dm -3 ), powyżej której następuje eutrofizacja Średnie stężenie fosforu fosforanowego w wodzie z rowów melioracyjnych na tle wartości granicznej (0,25 mg P og  dm -3 ), powyżej której następuje eutrofizacja

W blisko 70% punktach monitoringowych w rowach melioracyjnych stwierdzono przekroczenie, co najmniej jednego wskaźnika eutrofizacji: N-NO 3 lub P og (tj. 2,20 mg N-NO 3  dm -3, bądź 0,25 mg P og  dm -3 ). Wskaźnik Wartość graniczna Punkty monitoringowe z przekroczeniem wskaźnika eutrofizacji szt.% N-NO 3 >2,23157,4 P og >0,251833,3 Przypadki przekroczenia, co najmniej jednego wskaźnika eutrofizacji: N-NO 3 lub P og 3768,5 Liczba punktów monitoringowych w rowach melioracyjnych, w których stwierdzono przekroczenia wskaźników eutrofizacji

Rys. 10. Średnie stężenie fosforu fosforanowego w wodzie ze śródpolnych oczek wodnych na tle wartości granicznej (0,1 mg Pog  dm -3 ), powyżej której następuje eutrofizacja

Rys. 11. Straty fosforu w spływie powierzchniowym w zależności od zawartości fosforu przyswajalnego (oznaczonego metodą Egnera-Riehma) w profilu glebowym 0-5 cm Badania przeprowadzono w latach Obiekt badawczy stanowiło pole uprawne (grunt orny) o powierzchni 40,86 ha położone w gminie Stare Czarnowo w województwie zachodniopomorskim. Pole usytuowane było na stoku o nachyleniu ok. 5%, graniczącym u podstawy z oczkiem wodnym o powierzchni 0,80 ha. Występowała na nim gleba brunatna, zalegająca na glinie średniej klasy IVa. Interakcja między zasobnością gleby w fosfor, a stężeniem tego składnika w spływie powierzchniowym Źródło: Pietrzak S., Wesołowski P., Brysiewicz A., Dubil M. Chemizm polowego spływu powierzchniowego na tle uwarunkowań agrotechnicznych, w wybranym gospodarstwie w województwie zachodniopomorskim (w druku w: Woda Środ. Obsz. Wiej.).

Tabela 3. Zawartość mineralnych form azotu i fosforu w wodzie z piezometrów różnie usytuowanych Miejsce usytuowaniaWskaźnik Parametr n średniamedianaSDmaxmin mg  dm -3 Zagroda P110,230,180,170,540,05 N-NO ,3819,3912,6942,950,06 N-NH 4 110,980,152,458,300,09 Grunt orny P661,180,162,2510,790,02 N-NO ,411,9828,43167,900,06 N-NH 4 664,590,2513,4980,000,05 Klasy stężeń azotu azotanowego, mg N-NO 3  dm -3 Punkty monitoringowe w klasie szt.% > 11,301222,2 ≤11,30 i >9,0411,9 ≤9,04 i >5,6535,6 ≤5,653870,4 Razem54100,0 Tabela 4. Zanieczyszczenie wody azotanami w rowach melioracyjnych

Kierunek produkcji gospodarstwa Wskaźnik Parametr n średniamedianaSDmaxmin mg  dm -3 Zwierzęcy P920,420,200,522,690,03 N-NO 3 928,324,089,7138,490,06 N-NH 4 920,980,262,4820,820,07 Roślinny P380,260,120,573,580,03 N-NO 3 383,111,903,8420,500,09 N-NH 4 380,270,220,201,160,03 Mieszany P230,220,130,341,680,04 N-NO 3 231,120,671,426,700,01 N-NH 4 230,510,240,592,260,08 Tabela 6. Zawartość mineralnych form azotu i fosforu w wodzie z rowów melioracyjnych z gospodarstw o różnych kierunkach produkcji

Tabela 7. Zawartość mineralnych form azotu i fosforu w wodzie ze śródpolnych oczek wodnych z gospodarstw o różnych kierunkach produkcji Kierunek produkcji gospodarstwa Wskaźnik Parametr n średniamedianaSDmaxmin mg  dm -3 Zwierzęcy P450,810,201,214,360,02 N-NO 3 450,370,240,452,640,06 N-NH 4 452,430,744,1919,880,04 Roślinny P400,560,210,793,050,02 N-NO 3 400,330,220,442,530,01 N-NH 4 402,220,555,3624,070,05 Mieszany P190,140,080,150,600,01 N-NO 3 190,270,280,200,670,01 N-NH 4 190,600,580,381,390,07

Rys. 12. Średnie stężenie azotu azotanowego w wodzie ze studzienek drenarskich; kolor brązowy – gospodarstwa ukierunkowane na produkcję zwierzęcą, kolor zielony – gospodarstwa ukierunkowane na produkcję roślinną, kolor żółty – gospodarstwo o produkcji mieszanej.

Podsumowanie Na terenie 50. uczestniczących w monitoringu gospodarstw, pod względem stężenia azotanów do najbardziej zanieczyszczonych należały próbki wody pobrane ze studni zagrodowych oraz piezometrów, ponadto znacznie ilości azotanów wykryto w próbkach pobranych z wylotu drenów, studzienek melioracyjnych oraz rowów melioracyjnych. Pod względem stężenia azotu amonowego do najbardziej zanieczyszczonych należały próbki wody pobrane z kanałów i piezometrów. W próbkach wody ze studni zagrodowych w ponad 54% przypadków stężenie azotu azotanowego przekraczało 11,3 mg N-NO 3  dm -3. Średnie stężenia fosforu fosforanowego dla większości przyjętych kategorii wód (miejsc ich pobrania) były większe od wartości granicznych (> 0,1 mg Pog  dm -3 – dla wód stojących i > 0,25 mg Pog  dm -3 - dla wód płynących). W około 80% śródpolnych oczek wodnych występowały wody eutroficzne ze względu na przekroczenie wartości granicznej 0,1 mg Pog  dm -3. W ponad 22% punktach pomiarowo-kontrolnych usytuowanych było w rowach melioracyjnych występowały wody zawierające powyżej > 11,30 mg  dm -3 azotu azotanowego (wody zanieczyszczone azotanami), w pok. 2% punktów jego stężenie zawierało się pomiędzy 9,04 a 11,30 N-NO 3  dm -3 (wody zagrożone zanieczyszczeniem azotanami); w ponad 68% punktów występowały wody eutroficzne (ze względu na przekroczenie co najmniej jednej wartości granicznej 2,20 mg N-NO 3  dm -3, bądź 0,25 mg P og  dm -3 ). Stężenie azotu i fosforu w wodzie z rowów melioracyjnych w gospodarstwach ukierunkowanych na produkcję zwierzęcą było większe niż w gospodarstwach ukierunkowanych na produkcję roślinną

Dziękuję za uwagę