RESEARCH PAPER
The greenhouse gas and ammonia emission in agriculture
More details
Hide details
1
Zakład Gleboznawstwa Erozji i Ochrony Gruntów, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy (IUNG-PIB), ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy, Poland
2
Instytut Budownictwa Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, Oddział w Poznaniu, ul. Biskupińska 67, 60-463 Poznań, Poland
3
Instytut Agrofizyki im. Bohdana Dobrzańskiego PAN, ul. Doświadczalna 4, 20-270 Lublin, Poland
Publication date: 2022-04-25
Acta Agroph. 2007, 3(149), 1-152
KEYWORDS
ABSTRACT
The Monograph presents the results of research conducted in the first year of activity of the research network “Reduction of greenhouse gases and ammonia in agriculture” – AGROGAS. The experiments were conducted at the field level, where two soil tillage systems were applied – the conventional and the reduced, at the farm level, with three systems of plant production – ecological, conventional and integrated, and at the level of a region, where estimations were made of the levels of emission of methane and nitric oxide (I). Also, studies were conducted on the applicability of methods for the reduction of ammonia and greenhouse gases generated in farm animal breeding. The results indicate that the applied systems of soil tillage caused significant changes in the examined physical, chemical and microbiological properties of the soils. Reduced tillage caused an increase in soil compaction and moisture, as well as an increase in the content of potassium, especially in the top horizon of the soil. Also, the growth and vegetation of plants in the reduced tillage system were characterized by different runs than in the conventional tillage system. Poorer nutrition of plants with nitrogen (lower leaf green index) and lower dry mass of plants were observed there. The reduced tillage system was also conducive to the creation of soil environment conditions that were more friendly for the growth and development of soil micro-organisms, as compared to the conventional system. The study also showed an effect of the tillage system applied on the concentration of carbon dioxide in the soil profile. Higher carbon dioxide concentration was observed in the conventional tillage system as opposed to the reduced tillage. Analysis of climatic conditions at the localities where the field experiments were conducted showed that the temperature from October to December, 2006, notably exceeded the mean multi-year values determined from the Model Agroclimate of Poland for the years 2001-2010. Analysis of estimated emissions of methane and nitric oxide (I), performed in accordance to the recommendations of the International Panel for Climate Changes (IPCC), showed notable differentiation between the particular regions. The study demonstrated that carbon sequestration ensured the neutrality of the processes of combustion of energy crop plants (Miscanthus and coppiced willow) with respect to the emission of greenhouse gases to the atmosphere. The Monograph presents also a detail description of test station equipment and methods of experimentation in low-volume balance chambers and in balance chambers with enforced constant air circulation. The obtained results support the effectiveness of the selected solutions aimed at the reduction of emission of gases from farm animal sheds and barns. Analyses performed for the experimental results obtained and presented in the Monograph and of results of studies conducted in subsequent years of the activity of the AGROGAS network will permit identification of methods allowing the reduction of greenhouse gases and ammonia emission in agriculture.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Emisja gazów cieplarnianych i amoniaku w rolnictwie
gazy cieplarniane, emisja, produkcja, uprawa gleby
Monografia przedstawia wyniki badań prowadzonych w pierwszym roku działalności sieci naukowej „Redukcja gazów cieplarnianych i amoniaku w rolnictwie” – AGROGAS. Badania prowadzono na poziomie pola, gdzie zastosowano dwa systemy uprawy roli – tradycyjny i uproszczony, na poziomie gospodarstwa przy trzech systemach produkcji roślinnej – ekologicznym, konwencjonalnym i integrowanym oraz na poziomie województwa, gdzie dokonano szacunków emisji metanu i tlenku azotu (I). Prowadzono również badania dotyczące możliwości zastosowania metod redukcji amoniaku i gazów cieplarnianych wytwarzanych podczas chowu zwierząt. Uzyskane wyniki badań wskazują, że zastosowane systemy uprawy roli powodowały istotne zmiany badanych fizycznych i chemicznych i mikrobiologicznych właściwości gleb. Uprawa uproszczona wywierała wzrost zagęszczenia i uwilgotnienia gleby, jak również wzrost zawartości potasu, szczególnie w jej powierzchniowej warstwie. Również wzrost i wegetacja roślin w systemie uprawy uproszczonej charakteryzowała się odmiennym przebiegiem niż w uprawie tradycyjnej. Stwierdzono tam gorsze odżywienie roślin azotem (niższy wskaźnik zieloności liści) i mniejszą suchą masę roślin. System uprawy uproszczonej przyczynia się również do tworzenia bardziej przyjaznych warunków w środowisku glebowym dla wzrostu i rozwoju mikroorganizmów w porównaniu do systemu tradycyjnego. Wykazano także wpływ uprawy na stężenie dwutlenku węgla w profilu glebowym. Stwierdzono wyższe stężenie dwutlenku węgla w uprawie tradycyjnej w stosunku do uproszczonej. Analiza warunków klimatycznych w miejscowościach w których prowadzono badania polowe wykazała, że temperatura od października do grudnia 2006 znacznie przewyższała średnie wieloletnie określone z Modelu Agroklimatu Polski na lata 2001-2010. Analiza szacunkowej emisji metanu i tlenku azotu (I) wykonana zgodnie z wytycznymi Międzynarodowego Panelu ds. Zmian Klimatu (IPCC) wykazała duże zróżnicowanie między poszczególnymi województwami. Na podstawie badań stwierdzone również, że sekwestracje węgla zapewniają neutralność procesów spalania roślin energetycznych (miskanta i wierzby krzewiastej) pod względem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. W monografii przedstawiono również szczegółowy opis stanowisk badawczych oraz metodyki prowadzenia badań w mało-objętościowych komorach bilansowych oraz komorach bilansowych ze stałym wymuszonym ruchem powietrza. Uzyskane wyniki potwierdzają skuteczność wybranych rozwiązań służących redukcji emisji gazów z pomieszczeń inwentarskich. Przeprowadzone analizy uzyskanych i zaprezentowanych w pracy wyników badań oraz wyników badań prowadzonych w dalszych latach działalności Sieci AGROGAS pozwolą wskazać sposoby i metody postępowania umożliwiające ograniczenie emisji gazów cieplarnianych i amoniaku w rolnictwie.