Wpływ zmian klimatu na efektywność wykorzystywania azotu oraz jego straty

• Autorzy: Antoni Faber , Zuzanna Jarosz , Aleksandra Król

Warianty tytułu

The Impact of Climate Change on the Efficiency of Nitrogen Use and its Losses

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem badań było określenie przewidywanych plonów, efektywności wykorzystania N (NUE), wymywania N, emisji N2O i NH3 w zależności od zmian klimatu do 2050 r. Badania wykonano, z zastosowaniem modelu DNDC, dla okresów lat 1991-2010, 2011-2030 i 2031-2050 oraz 10 lokalizacji w Polsce. W symulacjach uwzględniono zmianowanie roślin: kukurydza na ziarno - jęczmień jary - rzepak ozimy - pszenica ozima, które uprawiano na glebach lekkich, średnich i ciężkich, przy nawożeniu wynoszącym odpowiednio: 140, 90, 160 i 120 kg N ha-1. Stwierdzono, że zmiany klimatu przyczynić się mogą do wzrostów plonów kukurydzy na ziarno (6-43%) i rzepaku ozimego (2-8%), spadków plonów pszenicy ozimej (od -18 do -5%) oraz nieistotnych zmian w plonach jęczmienia jarego. NUE wzrośnie w uprawie kukurydzy (2-17%), zmaleje w uprawach pszenicy ozimej (3-22%) i jęczmienia jarego (3-17%) oraz nie ulegnie zmianie w przypadku rzepaku ozimego. Zmiany NUE oraz straty N nie wpływały na konieczność zmniejszenia dawek azotu w przyszłej uprawie badanych roślin. (abstrakt oryginalny)

EN

The aim of the study was to determine the expected yields, the efficiency of N (NUE) use, N leaching, N2O and NH3 emissions depending on climate change until 2050. The research was carried out using the DNDC model for the years 1991-2010, 2011-2030 and 2031-2050 as well as 10 locations in Poland. In the simulations, the crop rotation were considered: maize for grain - spring barley - winter rape - winter wheat, which was grown on light, medium and heavy soils, with fertilization of, respectively: 140, 90, 160 and 120 kg N ha-1. It was found that climate change can contribute to increase in the yield of maize (6-43%) and winter rape (2-8%), decreases in winter wheat yield (from -18 to -5%) and negligible changes in yields of spring barley. NUE will increase in the cultivation of maize (2-17%), it will decrease in winter wheat (3-22%) and spring barley (3-17%) crops and will not change in the case of winter oilseed rape. NUE changes and N losses did not affect the need to reduce nitrogen doses in the future cultivation of the studied plants. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Zmiany klimatyczne; Efektywność; Zboża

EN

Climate change; Effectiveness; Corn

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGGW w Warszawie. Problemy Rolnictwa Światowego
• Rocznik: 2019
• Tom: 19(34)
• Numer: z. 1
• Strony: 37--46

Twórcy

autor

Antoni Faber

• Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

autor

Zuzanna Jarosz

• Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

autor

Aleksandra Król

• Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Billen, G., Lassaletta, L., Garnier, J. (2014). Some conceptual and methodological aspects NUE of agro-food systems. The note at the attention of the EU N-expert panel. Windsor, Sept. 15-16 (manuscript).
• EMEP/EEA: EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2016. European Environment Agency, Copenhagen, 2016.
• Erisman, J. W., Galloway, J. N., Seitzinger, S., Bleeker, A., Dise, N. B., Petrescu, A. M., Leach, A. M., de Vries, W. (2013). Consequences of human modification of global nitrogen cycle. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 368, 20130116.
• EU Nitrogen Expert Panel (2015). Nitrogen Use Efficiency (NUE) - an indicator for the utilization of nitrogen in agriculture and food systems. Wageningen University, Alterra, PO Box 47, NL-6700 Wageningen, Netherlands.
• Fowler, D., Pilegaard, K., Sutton, M.A., Ambus, P., Raivonen, M., Duyzer, J., Simpson, D., Fagerli, H., Fuzzi, S., Schjoerring, J.K., Granier, C., Neftel, A., Isaksen, I.S.A., Laj, P., Maione, M., Monks, P.S., Burkhardt, J., Daemmgen, U., Neirynck, J., Personne, E., Wichnik-Kruit, R., Butterbach-Bahl, K., Flechard, C., Tuovinen, J.P., Coyle, M., Gerosa, G., Loubet, B., Altimir, N., Gruenhage, L., Ammann, C., Cieslik, S., Paoletti, E., Mikkelsen, T.N., Ro-Poulsen, H., Cellier, P., Cape, J.N., Horvath, L., Loreto, F., Niinemets, U., Palmer, P.I., Rinne, J., Misztal, P., Nemitz, E., Nilsson, D., Pryor, S., Gallagher, M.W., Vesala, T., Skiba, U., Bruggemann, N., Zechmeister-Boltenstern, S., Williams, J., O'Dowd, C., Facchini, M.C., de Leeuw, G., Flossman, A., Chaumerliac, N., Erisman, J.W. (2009). Atmospheric composition change: ecosystems - Atmosphere interactions. Atmospheric Environment, 43(33), 5193-5267.
• Galloway, J.N., Townsend, A.R., Erisman, J.W., Bekunda, M., Cai, Z., Freney, J.R., Martinelli, L.A., Saitzinger, S.P., Sutton, M.A. (2008). Transformation of the nitrogen cycle: recent trends, questions, and potential solution. Science, 320, 889-892.
• Gilhespy, S. L., Anthony, S., Cardenas, L., Chadwick, D., del Prado, A., Li, C., Misselbrook, T., Rees, R.M., Salas, W., Sanz-Cobena, A., Smith, P., Tilston, E.L., Topp, C.F.E., Vetter, S., Yeluripati, J.B. (2014). First 20 years of DNDC (DeNitrification DeComposition): Model evolution. Ecological Modeling, 292, 51-62.
• Giltrap, D. L., Li, C., Saggar, S. (2010). DNDC: A process-based model of greenhouse gas fluxes from agricultural soil. Agriculture, Ecosystems and Environment, 136, 292-300.
• PCC (2001). Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories.Indirect N2O emissions from agriculture.
• Knox, J., Daccache, A., Hess, T., Haro, D. (2016). Meta-analysis of climate impacts and uncertainty on crop yields in Europe. Environmental Research Letters, 11, 113004, 1-10.
• Lassaletta, L., Billen, G., Grizzetti, B., Anglade, J., Garnier, J. (2014). 50 year trends in nitrogen use efficiency of world cropping systems: the relationship between yield and nitrogen input to cropland. Environment Research Letters, 9, 105011, 1-10.
• Leip, A., Marchi, G., Koeble, R., Kempen, M., Britz, W., Li, C. (2008). Linking an economic model for European agriculture with a mechanistic model to estimate nitrogen and carbon losses from arable soils in Europe. Biogeoscience, 5, 73-94.
• Leip, A., Marchi ,G., Koeble, R., Kempen, M., Britz ,W., Li, C. (2007). Linking an economic model for European agriculture with a mechanistic model to estimate nitrogen losses from cropland soil in Europe. Biogeosciences Discussions, 4, 2215-2278.
• Oertel, C., Matschullat, Ǥǡ Zurba, K., Zimmermann, F., Erasmi, S. (2016). Greenhouse gas emissions from soils - Areview. Chemie der Erde, 76, 327-352.
• Skjøth, C. A., Geels C. (2013). The effect of climate and climate change on ammonia emissions in Europe. Atmospheric Chemistry and Physics, 13, 117-128.
• Webber, H., Zhao, G., Wolf, J., Britz, W., de Vries, W., Gaiser, T., Hoffmann, H., Ewert, F. (2015). Climate change impacts on European crop yields: Do we need to consider nitrogen limitation? European Journal of Agronomy, 71, 123-134.

Identyfikatory

DOI

10.22630/PRS.2019.19.1.3