Obliczenie wartoci dopywów

ródo: badania wasne.

Z przebiegu zmiennoci krajowego i wiatowego równowanika monetar-nego emergii wynika, e wielkoci te znacznie malay w ostatniej dekadzie ubiegego wieku i trend ten utrzymuje si wspóczenie. Oznacza to moe, e zuycie zasobów Ziemi przez populacj ludzk staje si wydajniejsze, lub te,

e miary monetarne nie s okrelone poprawnie. Wikszo badaczy [Brown i Ulgiatti 2011] skania si do przyjcia drugiej z wymienionych hipotez. Naley zwróci uwag, e zarówno krajowy, jak i wiatowy równowanik monetarny malej liniowo, lecz krajowy w tempie wyszym ni wiatowy. Wykazane za-lenoci umoliwiy obliczenie wartoci monetarnych (cen ekologicznych) ka-dego z analizowanych dopywów.

4.2. Obliczenie wartoci dopywów

Jednym z zabiegów powszechnie stosowanym w agrotechnice w celu ograniczenia erozji i parowania gleby jest mulczowanie.

Dokonano oszacowania efektywnoci takich zabiegów na podstawie po-równania zmian wartoci emergii traconej przez erozj do emergii doprowadzo-nej w postaci 5 cm warstwy somy o zmiennym wspóczynniku pokrycia po-wierzchni uprawy pszenicy.

1994 1998 2002 2006 2010

1992 1996 2000 2004 2008 2012

1 3 5 7

0 2 4 6

Lata

Emergetyczny równowanik monetarny (TSeJ/$)

wiat Polska

Rysunek 2. Zaleno emergii traconej pod wpywem erozji od emergii doprowadzonej w wyniku mulczowania

1.0 3.0 5.0 7.0

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0

Emergia warstwy okrywowej (PseJ/ha) 0.2

0.6 1.0

0.0 0.4 0.8 1.2

Emergia stracona (PseJ/ha)

Y=0.995-0.4751log x

rodo: badania wasne na podstawie danych: [Pudeko et al. 1996; Jankowiak i Maecka 2008].

Na rysunku 2 ujawniono, e wraz ze wzrostem emergii dostarczonej w warstwie okrywowej wystpuje logarytmiczny spadek traconej emergii pod wpywem ero-zji. W przeliczeniu na cechy emergetyczne wydajno procesu mulczowania wy-nosi rednio 15%, osigajc wartoci maksymalne dla maych stopni pokrycia.

Wan cech charakterystyczn rónego typu uprawy gleby jest ilo sub-stancji odywczych, jakie pozostaj w glebie po wieloletniej ich kontynuacji, wpywajcych na biopojemno gleby. Na rysunku 3 przedstawiono zaleno

emergii wgla organicznego, azotu, fosforu, potasu i wapnia dostarczanych w postaci nawozów, pozostajcych w glebie po 7 latach stosowania analizowa-nych systemów uprawowych.

Najwiksz, skumulowan warto emergii wnosi do siedliska dopyw azotu, najmniejsz – dopyw magnezu. Emergie analizowanych skadników, z wyjtkiem fosforu, s najwiksze w glebie uprawianej metod siewu

bezpo-redniego, a najmniejsze w glebie uprawianej tradycyjnie.

Porównano emergie syntetyzowane pod wpywem enzymów w war-stwie powierzchniowej gleby uprawianej tradycyjnie i w siewie bezporednim (rysunek 4).

Rysunek 3. Warto emergii substancji odywczych pozostajcych w glebie po 7 latach upraw

rodo: badania wasne na podstawie danych: [Pabin et al. 2008; Jankowiak i Maecka 2008].

Rysunek 4. Emergie syntetyzowane pod wpywem enzymów w uprawie tradycyjnej i w siewie bezporednim

ródo: badania wasne na podstawie danych: [Opic 2008].

0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00

ureaza

Emergia (GseJ/ha)

inwertaza

fosfataza

dehydrogeaza

Enzymy glebowe 250

750 1250 1750 2250

0 500 1000 1500 2000 2500

Emergia skadników pokarmowych Azot

Potas Fosfor

Magnez Wgiel

Emergia (TseJ/ha)

Jak wynika z rysunku 4, enzymem o najwikszej aktywnoci jest dehy-drogenaza. Jednake najwiksze zrónicowanie w zalenoci od typu uprawy zaobserwowano dla ureazy. Suma emergii wynikajca z aktywnoci wszystkich enzymów jest o 17% wiksza w glebie w warunkach siewu bezporedniego, nie w glebie uprawianej punie.

Interesujcy jest rozkad emergii wgla organicznego doprowadzonego do ekosystemu w zalenoci od gruboci analizowanej warstwy gleby (rys. 5).

Rysunek 5. Rozkad emergii wgla organicznego w zalenoci od gruboci warstwy

5 15 25

0 10 20 30

Grubo warstwy (cm) 10

30 50

0 20 40 60

Emergia wgla organicznego (PseJ/ha)

Siew bezporedni

Uprawa tradycyjna

. ródo: badania wasne na podstawie danych: [Jankowiak i Maecka 2008].

Emergia wgla organicznego, kumulowanego w glebie w warunkach sto-sowania siewu bezporedniego jest znacznie wiksza ni w glebie uprawianej tradycyjnie. Ekstremalne wartoci w pierwszym przypadku wystpuj w war-stwie gleby o gruboci okoo 12,5 cm, a w drugim – w warwar-stwie okoo 20 cm.

Dla gruboci warstwy wikszej ni 25 cm nie zaobserwowano wpywu typu uprawy na grubo warstwy gromadzcej wgiel organiczny.

Wedug dostpnych danych obserwuje si nieznaczny wpyw typu uprawy na wilgotno gleby. Obliczone wartoci kumulowanej energii przedstawia rys. 6.

Obliczona na podstawie danych z bada rónych autorów warto rednia emergii wody okazaa si by najmniejsza w uprawie punej, a najwiksza w siewie bezporednim.

Rozkad emergii wody jest jednak zrónicowany w zalenoci od gruboci warstwy gleby. Przedstawia to rysunek 7.

Rysunek 6. Wpyw wilgotnoci gleby na warto syntetyzowanej emergii

ródo: badania wasne na podstawie danych: [Pabin et al. 2008; Soane et al. 2012; Janko-wiak i Maecka 2008].

Rysunek 7. Rozkad emergii wody w zalenoci od odlegoci od powierzchni gleby w rónych systemach uprawowych

ródo: badania wasne na podstawie danych: [Pabin et al. 2008; Jankowiak i Maecka 2008].

0-5 10-15

10-20 20-25

2.0 4.0 6.0 8.0 10.

0 12.

0

Odlego od powierzchni w cm 0.0

10 30 50 70 90

0 20 40 60 80

100 Uprawa tradycyjna

Uprawa uproszczona

Siew bezporedni

Emergia (TseJ/ha) Emergia (PseJ/ha)

Najwicej emergii wody kumuluje si w odlegoci 20-25 cm od po-wierzchni gleby. Wpyw typu uprawy nie jest jednoznaczny. Przeprowadzone badania ujawniy, e jedynie w odlegoci 0-5 cm emergia wody w uprawie uproszczonej jest wiksza ni w uprawie tradycyjnej. Najwiksz warto emer-gii wody uzyskuje si w glebie uprawianej metod siewu bezporedniego.

Z przeprowadzonych analiz wynika, e bezporedni wpyw wody na y-zno gleby w zalenoci od typu uprawy jest mniejszy ni mona byoby ocze-kiwa na podstawie prostych obserwacji. Dlatego poszukiwano poredniego wpywu wody przy udziale biomasy ddownic i biorónorodnoci organizmów glebowych. Zaleno emergii biomasy ddownic od rodzaju uprawy przed-stawia rysunek 8.

Rysunek 8. Zaleno emergii biomasy ddownic od rodzaju uprawy

ródo: badania wasne na podstawie danych: [Simonsen et al. 1991; Hubbard et al. 1996;

Chan i Heenan 2006; Lenart i Sawiski 2010; Soane et al. 2012].

Z rysunku 8 wynika, e emergia biomasy ddownic w siewie bezpored-nim, w porównaniu do uprawy punej, jest dwukrotnie wiksza. Niedua nato-miast rónica wystpuje pomidzy upraw uproszczon a tradycyjn. Warto

emergii biomasy ddownic jest w ogóle stosunkowo niewielka. Jednak, jak wiadomo, ich funkcja jest znaczca.

Badano ponadto wartoci emergii wynikajce ze zrónicowania bioróno-rodnoci w poszczególnych systemach uprawowych. Zaleno emergii bioró-norodnoci od rodzaju uprawy przedstawia rysunek 9.

0.20 0.60 1.00 1.40 1.80

0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00

Uprawa uproszczona Uprawa

tradycyjna

Siew bezporedni

Emergia (PseJ/ha)

1.0

Rysunek 9. Zaleno emergii biorónorodnoci od rodzaju uprawy

ródo: badania wasne na podstawie danych: [Menhinick 1964; Szefliska et al. 2003;

Twardowski et al. 2004; Soane et al. 2012].

Jak wynika z rysunku 9 wartoci bezwzgldne syntetyzowanej emergii w postaci biorónorodnoci s relatywnie wysokie w stosunku do innych cech.

Emergia z biorónorodnoci w siewie bezporednim jest okoo 17% wysza, a w uprawie uproszczonej okoo 9% wysza ni w uprawie tradycyjnej, orkowej.

Rysunek 10. Porównanie wartoci monetarnej dopywów emergii z rónych róde

Czynniki biotyczne i abiotyczne w rónych systemach uprawy Skadniki pokarmowe

Biomasa Woda

Enzymy

Warto monetarna (Em PLN/ha)

Na podstawie przeprowadzonych analiz mona oszacowa monetarne wartoci syntetyzowanych dopywów emergii. Biorc pod uwag obliczony kra-jowy równowanik monetarny w roku 2012 o wartoci P2 = 1,7 TseJ/$ i relacje waluty polskiej do waluty amerykaskiej PLN/USD = 3,257, otrzymuje si war-toci przedstawione na rysunku 10.

Na podstawie rysunku 10 mona oceni wartoci monetarne nierynko-wych usug rodowiska w procesach agrotechnicznych. Najwiksz warto

monetarn dopywów emergii uzyskuje si z biorónorodnoci organizmów gle-bowych, a nastpnie z kumulowanych skadników pokarmowych. Najmniejszy wkad wnosz enzymy glebowe, ale take stosunkowo nieduy zatrzymana w glebie woda. Jednoczenie najwiksze rónice w wartoci monetarnej dopy-wów emergii midzy porównywanymi systemami uprawowymi wystpuj

w emergii wynikajcej z biorónorodnoci i w nastpnej kolejnoci z zawartoci skadników pokarmowych.

Sumaryczne dopywy omówionych powyej dopywów emergii przed-stawiono na rysunku 11.

Rysunek 11. Sumaryczne dopywy rónych typów emergii w zalenoci od rodzaju uprawy

ródo: badania wasne.

Na podstawie stwierdzonych zalenoci mona oszacowa, e warto nie-rynkowych usug rodowiska w rónych systemach uprawowych jest zrónicowa-na. Warto najwiksza uzyskiwana jest w siewie bezporednim. W porównaniu do usug dostarczanych w uprawie punej, usugi wiadczone przez ekosystem w siewie bezporednim s o 31,8% wiksze, a w uprawie uproszczonej o 15,5%.

Dzieje si tak gównie za spraw zachowanej biorónorodnoci organizmów gle-bowych i skadników pokarmowych oraz zgromadzonej biomasy ddownic.

15000 25000 35000

0 10000 20000 30000

Uprawa tradycyjna

Uprawa uproszczona

Siew bezporedni

5000

Warto monetarna (Em PLN/ha)

5. Podsumowanie

Wykonane badania odpowiadaj na istotny w nauce problem kategoryza-cji usug rodowiska. Oceniane skutki rodowiskowe, powstajce w wyniku sto-sowania rónych systemów uprawy roli, nale niewtpliwie do rodzaju usug zwikszajcych (wzbogacajcych) naturalne zasoby rodowiska. rodowisko wykonao okrelon prac, powikszajc naturalne zasoby, które zostaj w nim zakumulowane, tworzc potencjalne moliwoci wiadczenia rónych innych usug, równie o charakterze materialnym.

Ocen wedug takiego podejcia umoliwio zastosowanie metody emer-getycznej opierajcej si o prawa przepywu masy i energii oraz teorii syste-mów, pozwalajcej czy prawa ekonomiczne i rodowiskowe. Przeksztacal-no monetarna identyfikowanych dopywów pozwala na ocen ich wartoci ekonomicznej.

Wyniki bada wykazay, e wród porównywanych systemów uprawy roli najwiksz, sumaryczn warto nierynkowych usug rodowiska uzyskuje si

w systemie siewu bezporedniego, a nastpnie w systemie upraw uproszczo-nych, natomiast najmniejsz – w tradycyjnej uprawie punej.

Za stosowaniem w praktyce siewu bezporedniego – systemu uprawowe-go najmniej ingerujceuprawowe-go mechanicznie w siedlisko glebowe, obok korzystnych efektów rodowiskowych, przemawiaj równie wzgldy ekonomiczne – naj-mniejsze koszty wykonania zabiegu uprawowego.

System ten, ze wzgldu na potrzeb stosowania specjalistycznego, wyso-kooprzyrzdowanego i kosztownego sprztu, ma moliwo szerszego przyjcia si w duych gospodarstwach rolnych.

Bibliografia

Angelo M.J., Brown M.T., 2007, Incoorporating emergy synthesis into environmental law: an integration of ecology, economics and law, Uniwersity of Florida Levin College of Law.

Anken T., Weisskopf P., Zihlmann U., Forrer H., Jansa J., Perhacova K., 2004, Long-term tillage systems effects under moist cool conditions in Switzerland, Soil & Tillage Research 78.

Basch G., Geraghty J., Streit B., Sturny W.G., 2007, No-tillage in Europe-state of the art:

constraints and perspectives. In: Goddart T., Zoebisch M.A., Gan Y., Ellis W., Watson A., Sombatpanit S. (Eds.). No-till farming systems book. Special Publication No 3. World Asso-ciation of Soil and Water Conservation, Thailand.

Bello W., 2011, Wojny ywnociowe, Wyd. Instytut Wydaw. Ksika i Prasa, Warszawa.

Bittner I., 2009, Homo oeconomicus, Wyd. Spoeczna Wysza Szkoa Przedsibiorczoci i Zarzdzania, ód.

Brown M.T., Ulgiati S., 2011, Understanding the global economic crisis: A biophysical per-spective, Ecological Modelling, 223.

Cempel Cz., 2008, Teoria i inynieria systemów  zasady i zastosowania mylenia systemo-wego: dla studentów wydziaów politechnicznych. Wykady dla Studentów i Doktorantów Wydziaów Politechnicznych Politechnika Poznaska. Instytut Mechaniki Stosowanej, Wy-dawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji  PIB, Radom, Wyd. 2 poszerz.

Chan K.Y., Heenan D.P., 2006, Earthworm population dynamics under conservation tillage systems in south-eastern Australia, Australian Journal of Soil Research 44.

Derpsch R., 2001, Conservation tillage, no-tillage and related technologies, Proc. I World Congress on conservation agriculture, Madrid, 1-5 October 2001, 1.

Derpsch R., Franzluebbers A.J., Duiker S.W., Reicosky D.C., Koeller K., Friedrich T., Sturny W.G., Sa J.C.M., Weiss K., 2014, Why do need to standardize no-tillage research? Soil &

Tillage Research 137.

Dzienia S., Piskier T., 1999, Efektywno systemów uprawy roli pod pszenic ozim na glebie kompleksu ytniego bardzo dobrego, Folia Universitatis Agriculturae Stetinensis 201, Agri-cultura (78).

Dzienia S., Piskier T., Wereszczaka J., 1995, Wpyw systemów uprawy roli na fizyczne

wa-ciwoci gleby i plonowanie pszenyta ozimego, II Midzynarodowe Sympozjum nt. „Ekolo-giczne aspekty mechanizacji nawoenia, ochrony rolin i uprawy gleby”, 28 listopada IBMER Warszawa.

Dzienia S., Zimny L., Weber R., 2006, Najnowsze kierunki w uprawie roli i technice siewu, Fragmenta Agronomica 2.

ECAF, 2007, European Conservation Agriculture Federation [http://www.ecaf.org/].

Hubbard V.C., Jordan D., Stecker A.A., 1999, Earthworm response to rotation and tillage in Missouri claypan soil, Biology and Fertility of Soils 29.

Friedrich T., Derpsch R., Kassam A., 2012, Overview of the global spread of conservation agriculture, Field Actions Science Reports [http://factsreports.revues.org/1941].

Jankowiak J., 2009, Krajobraz Rolniczy [w:] Akademia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk, 2 (18).

Jankowiak J.S., Maecka I., 2008, Uproszczenia uprawowe w zrównowaonym rozwoju rol-nictwa, Z bada nad rolnictwem spoecznie zrównowaonym, Program Wieloletni 2005-2009, nr 50, IERiG -PIB, Warszawa.

Holland J., 2004, The environmental consequences of adopting conservation tillage in Europe: reviewing the evidence, Agriculture Ecosystems & Environment 103.

Kordas L., 2009, Efektywno ekonomiczna rónych systemów uprawy roli w uprawie pszeni-cy ozimej po sobie, Fragmenta Agronomica 26(1).

Kowalik T., 2005, Systemy gospodarcze: efekty i defekty reform i zmian ustrojowych, Funda-cja InnowaFunda-cja, Wysza Szkoa Spoeczno-Ekonomiczna, Warszawa.

Lenart S., Sawiski P., 2010, Wybrane waciwoci gleby oraz wystpowanie ddownic w warunkach siewu bezporedniego i punej uprawy roli, Fragmenta Agronomica 27(4).

Menhinick E.F., 1964, A comparison of some species-individuals diversity indices applied to samples of field insects, Ecology 45.

Miedziejko E., 2009, Termodynamiczna analiza wykorzystania zasobów rodowiska w latach 1995-2006 [w:] Zasoby i ksztatowanie rodowiska rolniczego. Agrofizyczne metody bada.

Red. B. Dobrzaski jr, A Gliski, R, Rybczyski. Wyd. Nauk RFNA, Komitet Agrofizyki PAN, Lublin.

Odum H.T., 1996, Environmental Accounting, Emergy and Environmental Decision Making J. Wiley & Sons, inc, New York.

Opic J., 2008, Siew bezporedni a waciwoci chemiczne i aktywno biologiczna gleby, Po-stpy Nauk Rolniczych 6.

Orzech K., Nowicki J., Marks M., 2003, Znaczenie uprawy roli w ksztatowaniu rodowiska, Postpy Nauk Rolniczych 1.

Ozpinar S., 2006, Effects of tillage systems on weed population and economics for winter wheat productions under the Mediterranean dryland conditions, Soil & Tillage Research 87.

Pabin J., 2002, Postp w uprawie i przedsiewnym przygotowaniu roli, Pamitnik Puawski 130.

Pabin J., Wodek S., Biskupski A., 2008, Niektóre uwarunkowania rodowiskowe i produk-cyjne przy zastosowaniu uproszczonych sposobów uprawy roli, Inynieria Rolnicza 1 (99).

Pudeko J., Wright D., pitalniak J., 1996, Wybrane pogldy na uproszczenia uprawowe w poudniowo-wschodnich stanach USA, Roczniki AR w Poznaniu z. 185.

Radecki A., Opic J., 1991, Metoda siewu bezporedniego w wietle literatury krajowej i za-granicznej, Roczniki Nauk Rolniczych Ser. A 109(2).

Sanhez-Giron V., Serrano A., Suarez M., Hernanz J., Navarrete L., 2007, Economics of re-duced tillage for cereal and legume production on rainfed farm enterprises of different sizes in semiarid conditions, Soil & Tillage Research 95.

Simonsen J., Rosemmeyer M., Posner J., 1991, Earthworm Populations at the Wisconsin in-tegrated cropping systems trial, Biodiversity Projects WICST 8^th Report.

Soane B.D., Ball B.C., Arvidsson J., Basch G., Moreno F., Roger-Estrade J., 2012, No-till in northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities for crop production and the environment, Soil & Tillage Research 118.

Sombrero A., De Benito A., Tenorio J., Martin D., Perez de Ciriza J., Delgado J., 2008, Economic analisys of crop rotations in three tillage systems in semiarid central-northern Spain, Proc. 10th Congress of ESSA Multi-functional Agriculture, Bologna, Italy 15-19 September 2008.

Stacewicz J., 1991, Stereotypy rozwoju a ekonomia, Pastwowe Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa.

Starczewski J., Czarnocki Sz., Turska E., 2004, Alternatywne sposoby uprawy roli i ich eko-nomiczna ocena, Annales UMCS, Sec. E 59(1).

Szefliska D., Jastrzbski A., Karg J., 2003, Impact of different crop management systems on the richness of the communities of the above ground insects and soil insects larvae, Biulletin of the Polish Academy of Sciences, Biological Sciences 51, 1.

Tebrügge F., Düring R., 1999, Reducing tillage intensity  a review of results from a long-term study in Germany, Soil & Tillage Research 53.

Twardowski J., Smolis A., Kordas L., 2004, Wpyw rónych systemów uprawy roli na mezo-faun glebow, Annales UMCS, Sec. E 59 (2).

Wodek S., Pabin J., Biskupski A., Kaus A., 1999, Skutki uproszcze uprawy roli w zmiano-waniu, Folia Universitatis Agriculturae Stetinensis 195, Agricultura 74.

Zegar J.S., 2012, Wspóczesne wyzwania rolnictwa, Wyd. PWN, Warszawa.

Dr Konrad Prandecki

Instytut Ekonomiki Rolnictwa i Gospodarki ywnociowej

 Pastwowy Instytut Badawczy w Warszawie

RACJONALNO PLANETARNA W ROLNICTWIE

W dokumencie 109 Z badańnad rolnictwemspołeczniezrównoważonym(24) (Stron 43-54)