Kierownik: dr hab. Andrzej Bieganowski, prof. IA PAN
Wykonawcy: dr hab. Małgorzata Brzezińska, prof. IA PAN; dr Jolanta Cieśla; mgr Katarzyna Jaromin-Gleń, mgr Wioleta Stelmach, mgr Magdalena Koczańska
Zmiany w rolnictwie polegające na zaawansowanej specjalizacji i uproszczeniach w płodozmianie prowadzą do zmniejszenie dopływu resztek pożniwnych do gleby, a w konsekwencji do spadku zawartości materii organicznej (MO) w glebie. Zjawisko to jest niekorzystne, ponieważ MO pełni kluczową rolę w utrzymania żyzności i jakości gleby oraz przyczynia się, poprzez zatrzymanie węgla w glebie, do przeciwdziałania zmianom klimatycznym (Lal et al., 2004, Malý i Siebielec, 2015).
Egzogenną materię organiczną (EOM) stanowią odpady organiczne z rolnictwa, aktywności urbanistycznej oraz przemysłu, takie jak pozostałości roślinne i zwierzęce, osady ściekowe, komposty i inne odpady organiczne. Zastosowanie EOM w rolnictwie jest zarówno metodą recyklingu odpadów organicznych jak rózwnie obiecującym sposobem zwiększenia zawartości MO w glebie i zastąpienia nawozów syntetycznych (Noirot 2016). Zapewnienie bezpiecznego nawożenia EOM-ami wymaga przeprowadzenia szczegółowych badań obejmujących testowanie zarówno samych nawozów, jak również ich oddziaływanie na glebę oraz agroekosystem. Istotnym elementem tych badań jest określenie oddziaływania EOM na procesy biogeochemiczne prowadzące do emisji gazów szklarniowych (CO2, CH4 i N2O) z gleby do atmosfery.
Celem prowadzonych badań jest określenie wpływu nawożenia gleby egzogenną materią organiczną (EOM) na emisję i pochłanianie metanu (CH4). Uzyskane wyniki pozwolą na ocenę skutków stosowanego nawożenia z punktu widzenia bilansu metanu (jako jednego z najważniejszych gazów cieplarnianych).
Niniejsze zadanie jest uzupełnieniem badań realizowanych w ramach zakończonego projektu „Zagrożenia oraz korzyści wynikające z wprowadzenia do gleb egzogennej materii organicznej” finansowanego z Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska–Rzeczpospolita Polska 2007-2013.
Materiał glebowy pochodził z pól eksperymentalnych we wsi Braszowice (Polska) oraz Puste Jakartice (Czechy) (gleby mineralne pod uprawą kukurydzy, Zea mays L). Zastosowano następujące warianty nawożenia: kompost - nawóz organiczny z obornika i gnojowicy oraz słomy (Ag); mączka zwierzęca - nawóz organiczny pochodzenia zwierzęcego z odpadów II i III kategorii (Mb); kompost przemysłowy - nawóz organiczny z kompostowania różnych odpadów (Ra); poferment - wytworzony w procesie fermentacji z pozostałości po produkcji frytek (Dg). Glebę kontrolną (K) nawożono tylko nawozem azotowym mineralnym (100% dawki, 200 kg N ha-1). Na pozostałych poletkach zastosowano 50, 75 lub 100% dawki azotu w postaci EOM, zaś pozostałą część dostarczono w postaci nawożenia mineralnego. Pobrane próbki glebowe poddano inkubacji w warunkach laboratoryjnych dla wyznaczenia potencjalnej metanotrofii (pochłanianie metanu) oraz metanogenezy (wydzielanie metanu).
W pierwszym roku badań, zastosowanie dodatków egzogennej materii organicznej stymulowało potencjalną aktywność metanogenną i metanotroficzne gleby, zależnie od rodzaju i dawki EOM. Zwiększenie produkcji metanu wynikało z dostarczenia mikroorganizmom świeżego substratu organicznego. Prawdopodobną przyczyną stymulacji aktywności metanotroficznej w glebie nawożonej EOM’ami była znacznie mniejsza – niż w glebie kontrolnej - dostawa mineralnych form azotu (NH4+ i NO3-). Związki często te wykazują silną inhibicję aktywności metanotroficznej gleby.
Obecnie testujemy efekt ponownego zastosowania EOM jako nawozu organicznego dla sprawdzenia, czy powtórzenie zabiegu nie spowoduje zakłócenia badanych procesów. Planowane jest również powiązanie wymiany gazów (CH4 i CO2) z innymi wybranymi właściwościami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi, oznaczanymi przez grupę badaczy realizujących projekt.
- Malý S., Siebielec G. (2015) Badania egzogennej materii organicznej w celu bezpiecznego stosowania do gleby. Central Institute for Supervising and Testing in Agriculture, Brno, Czech Republic, str. 1-143.
- Lal R. (2004) Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security. Science 304: 1623-1627.
- Noirot-Cosson P.E., Vaudour E., Gilliot J.M., Gabrielle B., Houot S. (2016) Modelling the long-term effect of urban waste compost applications on carbon and nitrogen dynamics in temperate cropland. Soil Biol. Biochem. 94: 138-153.