TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS
Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010
Előadás áttekintése
4.1. A tápanyag-körforgalom jellemzői a mezőgazdasági termelésben 4.2. A mérleg elv alkalmazásának jelentősége a korszerű
tápanyag-gazdálkodásban
4.3. A tápanyagmérleg számítás alapelvei A mérleg intenzitása
4.4. Az egyszerűsített (agronómiai) és a környezetvédelmi szempontú mérleg
4.5. A nitrogén, foszfor, kálium tápelem körforgalom és –mérleg sajátosságai
4. A tápanyagmérleg készítés jelentőségei és alapelvei
A TÁPANYAGMÉRLEG-SZÁMÍTÁS MÓDSZERE ÉS SZEREPE A TÁPANYAG-GAZDÁLKODÁSBAN
TÁPANYAGMÉRLEG = A TÁPANYAG-KÖRFORGALOM MATEMATIKAI KIFEJEZÉSE Célja: - a talajtermékenység fenntartása
- a tápanyag-visszapótlás továbbfejlesztése
- a környezetterhelés csökkentése, megelőzése - a műtrágya-felhasználás prognosztizálása
Tápanyagmérleg szintjei:
Globális (bio-geokémiai) Országos szintű
Regionális (pl. Balaton vízgyűjtőterülete)
Közigazgatási egységek szerinti (pl. megyei) Gazdaság
Táblaszintű
Tápanyagmérleg-számítás
az anyagforgalom számszerűsítése
A kémiai elemek / tápelemek különböző formáinak átalakulása a talaj, növény és atmoszféra között, képezi a tápelem körforgalmat az ökoszisztémában.
Légkör
Növény GLOBÁLIS KÖRFORGÁS
Talaj
TÁPANYAG KÖRFORGALOM
Körforgalom szintjei:
Globális
Regionális(pl. egy folyó vízgyűjtő területe) Országos
Gazdaság Szántóterület
Biológiai
TÁPANYAGMÉRLEG
BEVÉTEL
(Források) INPUT
• Természetes
• Mesterséges
Trágyákkal - műtrágyák
- szerves trágyák
KIADÁS
(Veszteségek) OUTPUT
▪ Terméssel betakarított
▪ Tápanyagveszteségek - kimosódás
- elillanás - fixáció
- denitrifikáció A mérleg kiszámításánál rendszerint nem vesszük figyelembe:
A tápanyag-feltáródás – lekötődés (mobilizáció – immobilizáció) folyamatait (a tápanyag a talajból nem kerül el).
A mérleg egyenlege = Források - Veszteségek
Tápanyagmérleg
- a trágyaigény becslése
- a (mű)trágya-felhasználás előrejelzése, tervezése - a szaktanácsadás elősegítése
- a talajtermékenységi, környezeti állapotot felmérő kutatások segítése
Tudományos elemzések készítése
pl. a talaj tápanyagban való elszegényedésének vagy dúsulásának üteme, környezeti hatások stb.
A mérleg intenzitása
= összes bevitel az elkerülés %-ábanKifejezi, hogy a terméssel kivont tápanyag hány százalékát pótoltuk vissza trágyával.
MAGYARORSZÁG MEZŐGAZDASÁGI MŰVELÉS ALATT ÁLLÓ TALAJAINAK
AGRONÓMIAI NPK MÉRLEGE 1900-1995 KÖZÖTT
ÉV NITROGÉN
(N) kg/ha
FOSZFOR (P2O5)
kg/ha
KÁLIUM (K2O) kg/ha
1900-1950 -33 -7 -22
1961-1965 -24 1 -23
1971 7 27 21
1975 16 47 52
1984 27 46 41
1986-1990 32 24 14
1991-1995 -30 -13 -28
(Forrás: Kovács et al. 2010, Németh et al. 2006)
MAGYARORSZÁG MEZŐGAZDASÁGI MŰVELÉSBE VONT TERÜLETEINEK TÁPELEMMÉRLEGE
1932 ÉS 1991 KÖZÖTT (kg/ha)
1932- 1936
1960-
1964 1971 1975 1984 1990 1991 Nitrogén (N)
Terméssel kivont 40 47 64 80 96 80 103
Visszapótolt
Istállótrágyával 7 7 8 9 8 6 6
Műtrágyával 16 57 79 96 55 23
Melléktermékkel 6 8 12 10 14
Összes INPUT 7 23 71 96 116 71 43
EGYENLEG -33 -24 7 16 20 -9 -60
Mérleg intenzitása* 18 49 111 120 121 89 42 Mérleg intenzitása* = kifejezi, hogy a terméssel kivont tápanyag
hány %-át juttattuk vissza trágyázással
1932- 1936
1960-
1964 1971 1975 1984 1990 1991 Foszfor (P2O5)
Terméssel kivont 15 18 24 29 38 33 42
Visszapótolt
Istállótrágyával 7 7 8 9 8 6 6
Műtrágyával - 12 37 63 66 20 4
Melléktermékkel - - 3 4 3 3 4
Összes INPUT 7 19 48 76 77 29 14
EGYENLEG -8 1 24 47 39 -4 -28
Mérleg intenzitása* 47 106 200 262 201 88 30
1932- 1936
1960-
1964 1971 1975 1984 1990 1991 Kálium (K20)
Terméssel kivont 38 48 61 76 84 71 88
Visszapótolt
Istállótrágyával 16 18 20 21 15 12 12
Műtrágyával - 7 45 82 71 29 6
Melléktermékkel - - 17 25 24 18 26
Összes INPUT 16 25 82 128 110 59 44
EGYENLEG -22 -23 21 52 26 -12 -44
Mérleg intenzitása* 42 52 134 168 131 84 49
Kádár (1987), Csathó (1994) és Németh (1996) nyomán
A környezetvédelmi szempontú tápelem-mérleg számítás alapelvei
Irányelvek: OECD, 1997
(Organisation for Economic Co-operation and Development) www.oecd.org/agr/env/indicators.htm
1. Minden INPUT tételt figyelembe kell venni: műtrágya, szerves trágya, vetőmagok N tartalma, biológiai N kötés, légköri
kiülepedés.
- a kijuttatott műtrágya N, P2O5 és K2O hatóanyag mennyiségek:
KSH adatok alapján
2. Az istállótrágyával termelődött ill. kijuttatott tápanyag-
mennyiségeket az állatlétszám és az átlagosan megtermelt trágyamennyiség alapján kell számítani
- az állatfajonként évente termelődő N, P2O5 és K2O mennyiségek
az istállótrágya átlagos összetétele alapján számíthatók:
0,6 % N 0,3 % P2O5 0,6 % K2O
3. A növényi termésekkel elkerülő tápanyag-mennyiségek
= a termésszint x az adott növény fajlagos NPK tartalma 4. A szerves trágyából fellépő veszteségek
(pl. tárolás, érlelés során) figyelembe vehetők, az adott ország sajátosságai szerint (kutatási eredmények alapján).
Ez Magyarországon 10-15 % N veszteséget jelent.
OECD alapítása: 1961.
Jelenleg 30 ország tagja az OECD-nek.
Magyarország 1996. 05. 07. óta tag.
Magyarország számára OECD tagként kötelező évente jelenteni a környezetvédelmi megközelítésű tápelem mérlegeket:
Országos N mérleg – 1985-től, P mérleg 2004-től
A mérlegek számítását az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézete (Budapest) végzi.
ORSZÁGOS TÁPELEM-MÉRLEG AGRONÓMIAI MEGKÖZELÍTÉS
1961-70 1971-80 1981-90 1991-2000 kg ha-1
N Input 51 85 94 50
Output 47 62 81 63
Egyenleg 4 23 13 -13
P2O5 Input 28 60 58 12
Output 18 24 31 26
Egyenleg 10 36 27 -14
K2O Input 35 84 84 19
Output 39 41 51 39
Egyenleg -4 43 33 -20
Forrás: (Csathó-Radimszky, 2005)
ORSZÁGOS TÁPELEM-MÉRLEG
KÖRNYEZETVÉDELMI MEGKÖZELÍTÉS
1961-70 1971-80 1981-90 1991-2000 kg ha-1
N Input 68 111 124 64
Output 47 62 81 63
Egyenleg 21 49 43 1
P2O5 Input 30 63 61 13
Output 18 24 31 26
Egyenleg 12 39 30 -13
K2O Input 34 84 84 19
Output 39 41 51 39
Egyenleg -5 43 32 -20
Forrás: (Csathó-Radimszky, 2005)
• A mérleg becslése az inputok és outputok között különösen kívánatos, mert a külső források drágák és/vagy nem megújulók.
• A pozitív mérleg (= állandó felesleg) jelzi a lehetséges környezeti problémákat; az állandó hiány jelzi a mezőgazdasági fenntarthatóság problémáit.
• FONTOS
• A tápanyag-többlet ill. hiány mértékének
megállapítása a gazdálkodó részéről, az agro-
ökológiai viszonyok (pl. talaj típus), időjárási
tényezők (csapadék stb.) ismeretében
Műtrágyák és szerves trágyák kibocsátási tényezői
(Velthof &Oenema, 1995) Műtrágya/szerves trágya
típus
Ammónia kibocsátás (NH3-N)
Nitrogén-oxid kibocsátás (Nox)
Ammónium-nitrát szántó
gyepp
a teljes kijuttatás 0.8 %-a a teljes kijuttatás 2-3 %-a
a teljes kijuttatás 3.3%-a a teljes kijuttatás 0.5–3.1%-a Karbamid
szántó gyepp
a teljes kijuttatás 10.4 %-a a teljes kijuttatás 20.7 %-a
a teljes kijuttatás 3.3%-a a teljes kijuttatás 0.5–3.1%-a Más szervetlen nitrogén
szántó gyepp
a teljes kijuttatás 0.8 %-a a teljes kijuttatás 2-3 %-a
a teljes kijuttatás 3.3%-a a teljes kijuttatás 0.5–3.1%-a Marha trágya a teljes kijuttatás 0.65 %-a 0.02 of total ammonia lost
Baromfi trágya a teljes kijuttatás 0.35 %-a a teljes ammónia veszteség 0.02%-a
Sertés trágya a teljes kijuttatás 0.65 %-a a teljes ammónia veszteség 0.02%-a
Iszap a teljes kijuttatás 15-59 %-a a teljes ammónia veszteség 0.02%-a
A szerves gazdálkodás tápanyag gazdálkodása
Wander,M. / 2010/ University of Illinois, USA
• A tápanyag-tőke megállapításával kiértékelik a tápanyag-gazdálkodás hatásait, a gazdaság és szántóterület fenntarthatóságát a szerves gazdálkodás számára.
• A tápelemek nagy felhalmozódása, főként a P-é és N-é nem kívánatos és összefüggésben van a szennyezéssel, a kilúgzódás és a kimosódás által (P, K) vagy gáz formájában a denitrifikáció és elillanás (N) következtében.
A különböző típusú tápelem mérlegek és a kiszámítás módja:
1) gazdasági szintű mérlegek („Farm-gate balance” ill.
a teljes gazdaság mérlege: a gazdálkodó egységbe belépő és a kilépő anyagok tápelem tartalma (az inputok és az outputok tápelem tartalma)
2) Tábla szintű mérlegek ill. tápelem tőke megállapítása
3) gazdálkodási rendszerek-szintjén megállapított
mérlegek ill. tápelem tőke meghatározása
The concept of farm gate nutrient balances (FGB)
Urfi, P. – Sárdi, K. et al. 2006
A tápanyag-mérlegek összegzése
Külső és belső mérlegek fogalma Árunövény termesztés
Állattenyésztő telepek Vegyes gazdaságok
A különböző gazdálkodási formák belső és külső mérlege alapvetően eltérnek egymástól:
• Növénytermesztés
• Állattenyésztés: nagyobb környezeti kockázat, veszteségek (főleg N), elszivárgás, elillanás stb.
• Mindkettő gazdálkodási formánál fel kell mérni a tápanyag-tőkét.
• Újabb irányelvek az EU-ban: tápanyag-könyvelés, kvóta-rendszer, szankcionálás a környezet-terhelés csökkentésére.
• Farm-gate balances, a tápanyag inputok és outputok közti különbségek gazdaság szinten, jelenleg a nitrogén (N) és foszfor (P) kimosódás változásait vizsgálja talajvizekben és a felszíni vizekben.
• Farm-gate nutrient budgets a tápanyag-használat hatékonyságának megállapítására használják egyéni vállalkozások és vízgyűjtőterületek között, a vízminőségre ható kockázat becslésére is.
External nitrogen balances in a mixed farm
(P= purchases, S= sales, EB: external nutrient balances in kg)
-150000 -100000 -50000 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
Livestock Animal products Manure Fodder Seeds Fertilisers Crop products Total
P S EB
(Urfi, P.– Bacsi, Zs.- Sárdi, K. –Polgár, J. P.–Somogyi, T. 2002)
Internal nitrogen balances in a mixed farm
Y=yields, U=utilised nutirent amounts, IB= internal nutrient balances in kg
-300000 -200000 -100000 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000
Livestock Animal products Manure Fodder Seeds Fertilisers Crop products Total
Y U IB
(Urfi, P.– Bacsi, Zs.- Sárdi, K. –Polgár, J. P.– Somogyi, T. 2002)
Előadás ellenőrző kérdései
• Mi a tápelem mérleg? Milyen szinteken számítható a tápelem mérleg?
• Mit értünk agronómiai és környezetvédelmi mérlegen?
• Mi a jelentősége a tartósan pozitív vagy tartósan negatív tápelem mérlegnek?
KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET
Következő
ELŐADÁS/GYAKORLAT CÍME
Előadás anyagát készítette:
Prof. Sárdi Katalin egyetemi tanár
Pannon Egyetem Georgikon Kar Keszthely
