Anglicky: Impact of agriculture and land use on nitrate contamination in groundwater and running waters in central-west Poland
Zdroj: Lawniczak AE, Zbierska J, Nowak B, Achtenberg K, Grześkowiak A, Kanas K (2016). Impact of agriculture and land use on nitrate contamination in groundwater and running waters in central-west Poland . Environmental Monitoring and Assessment 188(3) DOI: 10.1007/s10661-016-5167-9 · License: CC BY 4.0
Klíčová slova: "hnojení, nitrátová směrnice, ochranné pásmo"
Zemědělství je bráno jako hlavní zdroj znečištění vod, který je také nejtěžší eliminovat kvůli jeho prostorovému charakteru. Hlavní příčinou zhoršení kvality vod je eutrofizace, kterou způsobuje několik faktorů. Za jeden z neproblematičtějších se považuje vyluhování dusíku a fosforu z orné půdy do podzemních a povrchových vod, jako důsledek vyššího množství těchto živin aplikovaných v přírodních a minerálních hnojivech ve srovnání s požadavky rostlin nebo aplikace hnojiv za nepříznivých podmínek. Vylučování živin závisí na několika faktorech, především na úrovni hnojení, typu a načasování aplikace hnojiv, způsob aplikace hnojiv na půdu, druhu plodin a jejich požadavcích na hnojiva, atd. Klíčovým faktorem, který určuje příjem živin v rostlině je také dostupnost mikroelementů a makroelementů v půdě, zejména však hmotnostní poměr mezi prvky. Nedostatečné množství draslíku snižuje příjem dusíku rostlinami a tím může zvýšit vyluhování dusíku z půdy. Stejně tak špatná dostupnost fosforu způsobuje pokles rostlinné biomasy, i když je dusík v optimální koncentraci s požadavky rostlin. Avšak vztahy mezi těmito prvky nejsou zcela zřejmé z hlediska vyluhování živin v zemědělských oblastech.
Nutnost snížení negativního vlivu zemědělství na kvalitu vod vyplývá ze směrnice Evropské komise 91/676/EHS (tzv. Nitrátová směrnice) týkající se ochrany vod před znečištěním dusičnany ze zemědělství. V Polsku (i ČR) je tato povinnost řešena vymezením zranitelných oblastí dusičnany.
Chráněné oblasti by díky své dlouhodobé ochraně měly být charakterizovány dobrou a kvalitní vodou. Proto byla provedena komplexní studie za účelem vyhodnocení vlivu zemědělství na kvalitu vod v Národním parku Wielkopolska a jeho ochranné zóně, která je chráněna v rámci programu Natura 2000.
V parku je 11 jezer a v ochranné zóně 5, ty jsou dotovány rozlehlou sítí vodních toků. Jakost povrchových vod byla sledována z 19 odběrných míst z 14 různých vodních toků. Pro sledování jakosti podzemní vody bylo zřízeno 34 vrtů, dosahující hloubky hladiny podzemní vody.
Půdy převládající ve studovaném území mají průměrnou jakost. Struktura pěstovaných plodin je velmi zjednodušená, dominují zejména obiloviny a kukuřice. Úroveň hnojení v chráněné zóně je poměrně vysoká (nejvyšší 199,1 kg NPK/ha), Naopak v centrální části parku ukazovaly analýzy nízkou míru hnojení orné půdy (58-86 kg/ha dusíku, 12-44 kg/ha fosforu a 18-75 kg/ha draslíku). Bilance živin v ochranné zóně prokázala nadbytek dusíku a nepatrný přebytek fosforu a draslíku. Naopak na orné půdě v centrálním parku byl zaznamenán nedostatek fosforu a draslíku.
Monitoring podzemní vody odhalil vysokou variabilitu koncentrací jednotlivých živin ve studované oblasti. V povodích, kde dominuje orná půda, byly naměřeny vysoké koncentrace dusíku, a to především na jaře. A přestože mezi analyzovanými povodími nebyly zjištěny další významné rozdíly, vysoké koncentrace některých živin (především fosfor a amoniakální dusík) stále ukazují na problémy s bodovými zdroji znečištění. Výsledky analýzy podzemních a povrchových vod prováděné ve studované oblasti ukazují vysoké koncentrace dusíku v 12% analyzovaných vzorků. Nejvíce dusíku v podzemních a povrchových vodách bylo zjištěno v oblastech intenzivního zemědělství ve srovnání s ostatními kategoriemi využívání půdy, jako je les nebo městská oblast. Nejvyšší koncentrace dusíku byly naměřeny v průběhu jara v podzemních a tekoucích vodách nacházejících se v zemědělské oblasti, zejména v oblasti specializované na pěstování kukuřice. V zalesněných povodích byly pro změnu naměřeny vysoké koncentrace amoniakálního dusíku. Naopak koncentrace fosforu byly vyšší v obytné oblasti.
Shrneme-li hlavní příčiny, proč je zemědělství bráno jako hlavní zdroj znečištění vod, vyjde nám následující.
Hnojiva aplikovaná na ornou půdu nad rámec potřeb rostlin jsou největší příčinou znečištění vod. V zimním období dochází vlivem zmrznutí a rozmrznutí půdy k rozpadu půdních agregátů a vytvoření krusty na povrchu půdy, která zhoršuje infiltraci vody do půdy a náchylnost půdy k erozi. Proto při vyšší koncentraci dusíku v půdě, vlivem jeho aplikace do půdy v pozdním podzimu nebo na začátku zimy, se zvyšuje vyluhování dusíku ze zemědělských oblastí během časného jara, což se odráží ve vysokých koncentracích dusíku v podzemních a tekoucích vodách.
Dále pak ve studovaném území byl zjištěn sice příznivý poměr P:K, ale silný nedostatek P a K, to značí vysoký poměr N:K a N:P. Tyto výsledky naznačují, že omezená spotřeba dusíku rostlinami v důsledku nedostatku fosforu a/nebo draslíku může způsobit vyluhování dusičnanů z půdy.
K omezení rizik znečištění vod vlivem zemědělství je nutné zaměřit se na zlepšení rovnováhy dodávaných živin do půdy a na snížení a kontrolu množství dusíku aplikovaného na půdu pomocí hnojiv.
