Progress in Plant Protection

Przenikanie fosforu z różnego typu nawozów fosforowych w głąb profilu glebowego w aspekcie ryzyka zanieczyszczenia wód
Phosphorus leakage from various phosphorus sources in terms of the risk of water pollution

Ewa Stanisławska-Glubiak, e-mail: e.glubiak@iung.wroclaw.pl

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Orzechowa 61, 50-540 Wrocław, Polska

Jolanta Korzeniowska, e-mail: j.korzeniowska@iung.wroclaw.pl

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Orzechowa 61, 50-540 Wrocław, Polska
Abstract

Przeprowadzono doświadczenie wazonowe z pszenicą jarą na glebie, której odczyn zróżnicowano węglanem wapnia na trzy poziomy pH. Na każdym poziome pH testowano działanie czterech nawozów fosforowych różniących się formami zawartego w nich fosforu. W trakcie wegetacji trzykrotnie pobierano przesącze glebowe w celu określenia stężenia jonów fosforanowych w wodzie przesączonej przez glebę. Stwierdzono, że ilość fosforu przenikającego w głąb gleby z nawozów zależała od typu nawozu, odczynu gleby oraz czasu, jaki upłynął od aplikacji nawozu. Najwięcej fosforanów przedostawało się do przesączy glebowych z nawozów zawierających fosforany jedno- i dwuamonowe, a także orto- i polifosforany. W przypadku tego typu nawozów istnieje duże ryzyko zanieczyszczenia wód fosforem, w związku z czym ich dawki powinny być ustalane z dużą ostrożnością.

 

A pot experiment was carried out with spring wheat on soil, the pH of which was differentiated with calcium carbonate into three pH levels. At each pH level, the effects of four phosphorus fertilizers, which differed in the forms of phosphorus, were tested. During the vegetation period, soil filtrates were collected three times in order to determine the concentration of phosphate ions in the water filtered through the soil. It was found that the amount of phosphorus penetrating deep into the soil from fertilizers depended on the type of fertilizer, soil pH and the time that elapsed from the application of the fertilizer. The greatest amount of phosphates was found in soil filtrates from fertilizers containing mono- and diammonium phosphates, as well as ortho- and polyphosphates. For this type of fertilizers, there is a high risk of phosphorus contamination of waters, therefore their doses should be determined with great care.

Key words
nawożenie fosforem; wypłukiwanie fosforu z gleby; jony fosforanowe; przesącze glebowe; phosphorus fertilization; phosphorus leaching from the soil; phosphate ions; soil filtrates
References

Barrow N.J. 2017. The effects of pH on phosphate uptake from the soil. Plant and Soil 410 (1–2): 401–410. DOI: 10.1007/s11104-016-3008-9

 

Bindraban P.S., Dimkpa C.O., Pandey R. 2020. Exploring phosphorus fertilizers and fertilization strategies for improved human and environmental health. Biology and Fertility of Soils 56 (3): 299–317. DOI: 10.1007/s00374-019-01430-2

 

Chien S.H., Prochnow L.I., Tu S., Snyder C.S. 2011. Agronomic and environmental aspects of phosphate fertilizers varying in source and solubility: An update review. Nutrient Cycling in Agroecosystems 89 (2): 229–255. DOI: 10.1007/s10705-010-9390-4

 

Dubrovsky N.M., Burow K.R., Clark G.M., Gronberg J.M., Hamilton P.A., Hitt K.J., Mueller D.K., Munn M.D., Nolan B.T., Puckett L.J., Rupert M.G., Short T.M., Spahr N.E., Sprague L.A., Wilber W.G. 2010. The quality of our Nation’s waters – Nutrients in the Nation’s streams and groundwater, 1992–2004. U.S. Geological Survey Circular 1350 (2): 174. DOI: 10.3133/cir1350

 

Filipiak K., Wilkos S. 1995. Obliczenia statystyczne. Opis systemu AWAR. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy, R (324): 35–36.

 

Garske B., Stubenrauch J., Ekardt F. 2020. Sustainable phosphorus management in European agricultural and environmental law. Review of European, Comparative & International Environmental Law 29 (1): 107–117. DOI: 10.1111/reel.12318

 

Hoffmann K., Skut J., Rybarski S., Hoffmann J. 2011. Badania nad częściowym rozkładem fosforytu (metodą PAPR) z zastosowaniem kwasu siarkowego i fosforowego. Proceedings of ECOpole 5 (2): 531–536.

 

Hua L., Liu J., Zhai L., Xi B., Zhang F., Wang H., Liu H., Chen A., Fu B. 2017. Risks of phosphorus runoff losses from five Chinese paddy soils under conventional management practices. Agriculture, Ecosystems & Environment 245: 112–123. DOI: 10.1016/j.agee.2017.05.015

 

Igras J., Fotyma M. 2009. Wykorzystanie i straty polowe fosforu z polowej produkcji roślinnej. Udział polskiego rolnictwa w emisji związków azotu i fosforu do Bałtyku. [Contribution of Polish agriculture to emission of nitrogen and phosphorus compounds to the Baltic Sea]. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy: 163–198.

 

Igras J., Pastuszak M. (red.) 2009. Udział polskiego rolnictwa w emisji związków azotu i fosforu do Bałtyku. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy, 416 ss.

 

ISO 10390:2005. 2005. Soil quality – Determination of pH. International Standardization Organization, Geneva, Switzerland, 7 ss.

 

Kęsik K., Lipiński W., Jadczyszyn T., Boreczek B., Janda B., Sumorek-Gołąbek A., Kocoń A., Ochal P., Pikuła D., Bochniarz A. 2014. Liczby graniczne oraz procedura badawcza oznaczania metodą Mehlich 3 ruchomych form fosforu, potasu i magnezu w glebach mineralnych. Instrukcja wdrożeniowa nr 230. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy, 26 ss.

 

Kleinman P.J.A., Sharpley A.N., McDowell R.W., Flaten D.N., Buda A.R., Tao L., Bergstrom L., Zhu Q. 2011. Managing agricultural phosphorus for water quality protection: principles for progress. Plant and Soil 349 (1): 169–182. DOI: 10.1007/s11104-011-0832-9

 

Lipiński W. 2009. Stan i znaczenie wodnej infrastruktury technicznej na obszarach wiejskich. Udział polskiego rolnictwa w emisji związków azotu i fosforu do Bałtyku. [Contribution of Polish agriculture to emission of nitrogen and phosphorus compounds to the Baltic Sea]. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy: 233–252.

 

Liu W., Ciais P., Liu X., Yang H., Hoekstra A.Y., Tang Q., Wang X., Li X., Cheng L. 2020. Global phosphorus losses from croplands under future precipitation scenarios. Environmental Science & Technology 54 (22): 14761–14771. DOI: 10.1021/acs.est.0c03978

 

Pakuła K., Kuziemska B., Becher M., Kiepuszewska A. 2018. Analiza logistyki zaopatrzenia indywidualnych gospodarstw rolnych w nawozy mineralne. [Analysis of supply logistics of private agricultural farms in the artificial fertilizers]. Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu 20 (3): 120–124. DOI: 10.5604/01.3001.0012.1505

 

PB 021 Wyd. IV 28.08.2020. Oznaczanie węgla organicznego. Procedura badawcza Głównego Laboratorium Analiz Chemicznych. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy.

 

Penn C.J., Camberato J.J. 2019. A critical review on soil chemical processes that control how soil pH affects phosphorus availability to plants. Agriculture 9 (6): 120. DOI: 10.3390/agriculture9060120

 

PN-EN ISO 15681-2:2019-02. Water quality – Determination of orthophosphate and total phosphorus by flow analysis (FIA and CFA) - Part 2: Continuous flow analysis method (CFA). Polish Committee for Standardization, Warsaw.

 

PN-R-04020:1994. 1994. Agrochemical soil analyse: Determination of available magnesium content in mineral soils. Polish Committee for Standardization, Warsaw.

 

PN-R-04022:1996. 1996. Agrochemical soil analyse: Determination of available potassium content in mineral soils. Polish Committee for Standardization, Warsaw.

 

PN-R-04033:1998. 1998. Soil and mineral soil materials: Particle size distribution on soil classes. Polish Committee for Standardization, Warsaw.

 

Price G. (red.) 2006. Australian Soil Fertility Manual, third edition. Fertilizer Industry Federation of Australia Inc. and CSIRO Publishing, Collingwood, Victoria, 168 ss.

 

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wrażliwych na zanieczyszczenie związkami azotu ze źródeł rolniczych. Dz.U. z 2002 r., nr 241, poz. 2093.

 

Sapek B. 2014. Nagromadzanie i uwalnianie fosforu w glebach – źródła, procesy, przyczyny. [Soil phosphorus accumulation and release – sources, processes, causes]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie/Water-Environment-Rural Areas 14 (1) (45): 77–100.

 

Sharpley A.N., Bergström L., Aronsson H., Bechmann M., Bolster C.H., Börling K., Djodjic F., Jarvie H.P., Schoumans O.F., Stamm C., Tonderski K.S., Ulen B., Uusitalo R., Withers P.J. 2015. Future agriculture with minimized phosphorus losses to waters: Research needs and direction. Ambio 44 (2): 163–179. DOI: 10.1007/s13280-014-0612-x

 

Solovey T. 2008. Ocena potencjalnej eutrofizacji wód płynących w zlewni środkowej Wisły. [Evaluation of potential eutrophication in running waters of the central vistula catchment basin]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie/Water-Environment-Rural Areas 8 (1) (22): 323–336.

 

Stanisławska-Glubiak E., Korzeniowska J., Hoffmann J., Górecka H. 2015. Porównanie pylistej i granulowanej postaci nawozu fosforowo-siarkowego wytworzonego na bazie mielonego fosforytu w aspekcie wpływu na środowisko. [Comparison of powdery and granular forms of phosphorus-sulphur fertilizers prepared on the base of ground phosphate rock in terms on the environment impact]. Przemysł Chemiczny 94 (3): 408–411. DOI: 10.15199/62.2015.3.31

 

Stanisławska-Glubiak E., Korzeniowska J., Hoffmann J., Kantek K. 2012. Zwiększenie efektywności surowców fosforytowych poprzez dodatek siarki. Cz. 2. Wpływ nawozów fosforytowo-siarkowych na środowisko. [Increasing efficiency of phosphate rock by sulfur addition. Pt. 2. The impact of phosphate-sulfur fertilizers on the environment]. Przemysł Chemiczny 91 (5): 1000–1005.

Progress in Plant Protection (2022) 62: 27-36
First published on-line: 2022-02-07 13:37:10
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2022-004
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list