Agricultura de precizie si practicile agricole performante maresc eficienta ingrasamintelor

Detalii

Categorie: Protectia mediului

14 Ianuarie 2015

Dupa cum FAO se asteapta ca populatia pamantului sa ajunga la 9,1 miliarde pana in 2050, si productia de alimente va fi nevoita sa creasca cu peste 70%. Expansiunea populatiei lumii si cresterea ingrijorarilor legate de mediu asaza agricultura intr-o cu totul alta lumina. Cum pot politicile agricole sa impace siguranta alimentara cu protectia mediului? Cum poate fi pusa performanta agronomica in balanta cu povara mediului inconjurator? Care este rolul ingrasamintelor minerale si care sunt cele mai bune alegeri?

Satisfacerea nevoilor de hrana ale Europei

Dupa cum evidentiaza FAO, in ultima jumatate de secol „revolutia verde” a triplat productia de alimente, in cea mai mare parte datorita utilizarii ingrasamintelor minerale. In acelasi timp, populatia pamantului a crescut de la 3 la 7 miliarde de oameni.

Populatia este in crestere, dar terenul arabil disponibil este limitat (Figura alaturata). Dupa cum FAO se asteapta ca populatia pamantului sa ajunga la 9,1 miliarde de oameni pana in 2050, productia de alimente va fi nevoita sa creasca cu peste 70%. In plus, suprafetele tot mai reduse de pamant disponibil a fi convertit pentru agricultura face ca optimizarea productiei de pe terenurile agricole deja existente sa fie o necesitate.

Agricultura europeana este una din cele mai eficiente si productive din intreaga lume. Cu toate acestea, Uniunea Europeana a devenit cel mai mare importator de marfuri agricole din lume. Importurile Europei depasesc exporturile cu 65 de milioane de tone, cu o crestere de 40% in ultimul deceniu. Suprafata din afara Uniunii Europene necesara producerii acestor importuri ajunge la aproape 35 de milioane de hectare, cam cat suprafata Germaniei.

Progrese suplimentare in ceea ce priveste productia si productivitatea sunt necesare pentru a face fata provocarilor secolului 21. Ingrasamintele minerale sunt esentiale pentru sustinerea utilizarii eficiente a terenului arabil si pot ajuta la asigurarea securitatii alimentare pe scara globala, la protejarea padurilor existente si a pasunilor de la a fi convertite in teren arabil, evitand prin urmare modificarea intrebuintarii terenului si pierderile de carbon asociate.

Folosirea formei corecte de azot, cum este cea din ingrasamintele DAN (Ingrasamintele cu azot direct disponibil), este de o importanta majora. Aceasta poate sa ajute la hranirea populatiei si la conservarea mediului inconjurator.

Optimizarea productiei si a calitatii

Folosirea sursei corecte de ingrasamant este esentiala. Diferite surse minerale de azot au efecte diferite asupra productiei si calitatii recoltei. Acest fapt este bine cunoscut fermierilor europeni de zeci de ani.

Performanta diferita a surselor minerale de azot este datorata in principal diferentelor in ceea ce priveste pierderile, in special prin volatilizare dar si prin levigare. Unele dintre aceste pierderi sunt agravate de o nepotrivire intre rezerva de azot si absorbtia plantei.

95% din fermierii europeni se bazeaza pe ingrasamintele minerale. Cele mai bune practici agricole si folosirea instrumentelor agriculturii de precizie pot spori eficienta ingrasamintelor si pot minimiza pierderile de azot.

Studiile in domeniu efectuate in Franta, Germania si Regatul Unit au aratat ca ingrasamintele DAN (Ingrasamintele cu azot direct disponibil) au furnizat in mod constant o productie marita si o calitate a recoltei mai buna decat ureea. Cea mai slaba performanta observata la UAN si uree poate fi compensata de un dozaj mai mare de azot, desi cu pretul de a mari povara ce o poarta mediul.

Franta (Fig. 2)
La o rata optima de N care a fost in medie de 182 kg/ha, azotatul de amoniu a produs cu 0,26 t mai multa recolta agricola si un continut proteic cu 0,75 puncte mai mare decat solutia UAN. Un plus de 27 kg N/ ha (15%) din UAN a fost necesar pentru realizarea optimului economic.

Germania (Fig. 3)
In Germania, intre 2004 si 2010 s-au desfasurat 55 de studii in domeniu asupra cerealelor de iarna pe diferite tipuri de soluri. La o rata optima de N in medie de 210 kg/ha, nitrocalcarul a produs cu 2% mai multa recolta agricola si un continut proteic cu 0,23 puncte mai mare decat ureea. Un plus de 15 kg N/ha (7,1%) din uree a fost necesar pentru realizarea optimului economic.

Regatul Unit (Fig. 4,5,6)
Cel mai cuprinzator studiu comparativ intre diferitele forme de ingrasaminte azotoase s-a desfasurat pentru Departamentul de Mediu, Alimentatie si Afaceri Rurale (Defra) din guvernul Marii Britanii, intre 2003 si 2005. In afara diferentelor cantitative, studiul a evidentiat variabilitatea rezultatelor observate la uree si UAN. Prin urmare, ratele suplimentare de aplicare a azotului necesare la uree si UAN, nu pot fi prevazute cu aceeasi siguranta ca si in cazul azotatului de amoniu.

Franta (Fig. 7)
Rezultatele experimentului ADA din Franta (AN vs. uree) demonstreaza ca, pe termen lung (utilizare repetata, an dupa an) AN a dat o eficienta marita a azotului in comparatie cu ureea. La orice rata de aplicare, productia cu AN este mai mare cu 4 pana la 6% in comparatie cu ureea la grau si semintele de rapita. O doza in plus de 40 kg N este necesara la uree pentru a se obtine aceeasi productie.

Conservarea mediului inconjurator

Ingrasamintele DAN cu azot direct disponibil (azotatul de amoniu si nitrocalcarul) au dovedit avantaje evidente asupra mediului, in comparatie cu alte forme de ingrasaminte azotoase. Acestea au o amprenta mai mica de carbon in decursul ciclului lor de viata, incluzand productia si aplicarea, si o mai mica volatilizare a amoniacului, chiar si daca nu sunt incorporate in sol.

Reducerea emisiilor de amoniac in aer

Inventarul European de Emisii (EMEP) estimeaza ca 94% din totalitatea emisiilor de amoniac sunt cauzate de agricultura, 80% din aceste emisii provenind din surse organice.

Volatilizarea amoniacului reprezinta o pierdere directa de azot, si prin urmare o povara seminficativa pentru mediul inconjurator.

Amoniacul volatilizat circula dincolo de granitele nationale, cauzand acidifierea si eutrofizarea pamantului si a apei. In plus, amoniacul volatilizat contribuie semnificativ la formarea de microparticule (PM 2.5) care pot duce la severe probleme de sanatate. Din acest motiv, Protocolul CEE-ONU de la Gothenburg si Directiva UE privind Plafoanele Nationale de Emisii propun masuri si limite pentru controlul emisiilor de amoniac provenite din orice fel de sursa.

Se cunoaste de multa vreme faptul ca ureea ori ingrasamintele UAN produc pierderi prin volatilizare mai mari decat azotatul de amoniu sau nitrocalcarul. Pierderile de amoniac din uree pot fi reduse prin incorporarea acesteia in sol dupa imprastiere. Insa acest lucru poate fi practicat doar pentru culturile semanate primavara.

Pierderile de pe pasuni sunt in general considerate a fi mai mari decat cele de pe solurile arabile, de vreme ce ingrasamintele sunt de obicei imprastiate la suprafata.

Tabelul contine date oficiale ale Inventarului European de Emisii (EMEP) precum si ale studiului Departamentului de Mediu, Alimentatie si Afaceri Rurale (Defra) din Guvernul Marii Britanii. In toate cazurile, pierderile prin volatilizare sunt semnificativ mai mari cu ureea si ingrasamintele UAN decat cu azotatul de amoniu si nitrocalcarul.

Utilizarea ureei ca ingrasamant declanseaza pierderi mai mari cu pana la 58% N sub forma de amoniac, in functie de conditiile locale naturale. Masurile disponibile pentru scaderea amoniacului din agricultura includ ratii de furaj reduse in N, adaposturi pentru vite, porcine si pasari de curte cu emisii reduse, purificarea aerului, rezervoare de slam acoperite, aplicarea gunoiului de grajd solid sau lichid cu un continut scazut de amoniac, incinerarea gunoiului de pasare, si substituirea ureei (UNECE, 2007).

Controlul levigarii

Levigarea azotatului apare indiferent de sursa din care provine azotul. Aceasta poate fi minimizata prin utilizarea celor mai bune practici agricole.

Concentratiile ridicate de azotat din sol si de la suprafata nu sunt de dorit. Directiva UE din 1991 cu privire la nitrati a stabilit limita tolerabila la 50 mg/l. In principiu, levigarea azotatului este independenta de sursa din care provine azotul. Aceasta poate rezulta din materia organica din sol, din gunoiul organic de grajd sau din ingrasaminte minerale, daca nu sunt aplicate corespunzator.

Levigarea azotatului apare atunci cand solul este saturat cu apa iar azotatul este spalat pana dupa zona radiculara prin percolarea apei din precipitatii sau irigatii. Azotatul nu este legat de particulele din sol si ramane in solutia solului, unde se misca liber cu apa din sol. Amoniul este indeosebi legat de particulele de argila din sol si prin urmare este mai putin predispus levigarii.

Ureea este rapid transformata in amoniu prin hidroliza iar apoi intr-o forma de azotat prin activitatea microbiala ce rezulta in degajarea emisiilor in afara perioadei de crestere. In plus, molecula de uree este foarte mobila si poate fi dusa de apa direct in subsol de caderile masive de precipitatii de dupa aplicare.

In timpul perioadei de crestere, levigarea este foarte putin prezenta. Cea mai mare pierdere de azotat in apa apare in afara perioadei de recoltare, in timpul iernii. Obiectivul general este prin urmare minimizarea concentratiilor de nitrati din sol la sfarsitul perioadei de recoltare.

Pentru cerealele de iarna, aplicarea azotului pana la rata economica optima va maximiza productia, scazand in acelasi timp in mod semnificativ concentratiile de nitrat din sol dupa recoltare, si prin urmare riscul levigarii. Rata optima de aplicare a azotului reduce de asemenea azotul rezidual.

Levigarea poate fi minimizata prin:

• • Determinarea continutului de azot din sol prin preluarea adecvata de probe si analize.
  • Aplicatii divizate de azot pentru asigurarea unei absorbtii rapide de catre plante in perioada de crestere.
  • Utilizarea ingrasamintelor DAN cu o eliberare rapida si predictibila de azot, cum este azotatul de amoniu.
  • Ajustarea aplicarii azotului la nevoile reale ale recoltei, atunci cand este posibil, prin folosirea instrumentelor agriculturii de precizie.
  • A se avea in vedere un sistem radicular bogat pentru o utilizare mai eficienta a azotului.
  • Mentinerea unei structuri poroase a solului.
  • Absorbtia azotului rezidual prin culturi intercalate si de protectie.
  • Asigurarea unei nutritii echilibrate pentru ca azotul disponibil sa poata fi absorbit.

Productia optimizata de ingrasaminte

Ingrasamintele cu azot mineral sunt produse prin extragerea azotului din atmosfera. Procesul necesita energie si elibereaza CO₂, un gaz de sera ce contribuie la schimbarile climatice. Datorita imbunatatirilor continue, instalatiile europene de ingrasaminte opereaza astazi aproape de minimul energetic tehnologic, instalatiile de amoniac din Europa fiind la ora actuala printre cele mai bune din lume (Fig. de mai jos).

Diferite ingrasaminte au un impact agronomic si de mediu diferit. Pentru a evalua impactul ingrasamintelor cu azot, este necesar sa se faca o analiza a ciclului de viata. Ingrasamintele DAN (Ingrasaminte cu azot direct disponibil) obtin, in mod traditional, rezultate mai bune in Europa.

Pe langa dioxidul de carbon, productia de ingrasaminte poate elibera protoxid de azot, un puternic gaz de sera. Noi tehnologii catalitice au fost instalate de catre membrii Fertilizers Europe pentru a reduce o mare parte din protoxidul de azot eliberat in timpul productiei.

Impactul unui ingrasamant asupra schimbarilor climatice poate fi masurat prin amprenta sa de carbon ce este exprimata in kg de CO₂-echiv./kg de azot produs. Totusi, pentru a intelege adevaratul impact climatic al unui produs, trebuie efectuata o analiza a ciclului de viata (ACV), care sa acopere toti pasii de la productie la absorbtia de catre plante. O comparatie detaliata a acestui ciclu de viata privind amprenta de carbon pentru diferite tipuri de ingrasaminte este de asemenea data in sectiunea urmatoare.

In viitor, daca tehnologiile de capturare si stocare a carbonului vor fi disponibile, ingrasamintele cu azot vor deveni cu atat mai mult alegerea preferata. In general CO₂ din procesele industriale si din generarea de electricitate necesita un proces costisitor de purificare/concentrare pana sa devina disponibile pentru CSC. Cu productia ingrasamintelor DAN, CO₂ este deja pur si disponibil pentru utilizarea tehnologiilor CSC.

Atenuarea schimbarilor climatice

Productia, transportul si utilizarea ingrasamintelor minerale contribuie in mod direct si indirect la emisiile gazelor de sera (GES), in special dioxid de carbon (CO₂) si monoxid de azot (N₂O).

In acelasi timp, ingrasaminele sporesc productivitatea agricola si stimuleaza absorbtia de CO₂ de catre recolta si sechestrarea in sol. Acestea sporesc productia si reduc necesitatea cultivarii unui teren nou, evitand prin urmare emisiile GES – date de schimbarea intrebuintarii terenurilor – doar schimbarea intrebuintarii terenurilor are o contributie de 12% la emisiile GES globale.

Analiza ciclului de viata al ingrasamintelor determina emisiile de GES si absorbtii in productia de ingrasaminte, transport si depozitare, precum si in timpul aplicarii si in perioada cresterii recoltei (adica in decursul fiecarei etape de „viata” a ingrasamantului). Aceasta asigura o mai buna intelegere asupra a ceea ce poate fi si trebuie facut pentru imbunatatirea per ansamblu a balantei de carbon. Pentru a putea compara diferite GES, acestea sunt convertite in CO₂-echivalent (CO₂-echiv.)

Diferite tipuri de ingrasaminte au diferite amprente de carbon. Ureea emite mai putin CO₂ in timpul productiei decat azotatul de amoniu. Dupa imprastiere, aceasta diferenta este restabilita, de vreme ce ureea elibereaza CO₂ continut in molecula sa. In medie, se asteapta sa fie eliberat mai mult N₂O din sol dupa aplicarea ureei in comparatie cu un ingrasamant DAN.

Amprenta de carbon a ciclului de viata este prin urmare mai mare la uree decat la ingrasamintele DAN. In plus, pierderile prin volatilizare ale ureei si eficienta scazuta a N trebuie compensate de o doza mai mare cu aproape 15%, contribuind la amprenta de carbon. Astfel, la masurarea amprentei de carbon a unui tip de ingrasamant este crucial sa se compare intregul ciclu de viata al produsului.

Fertilizers Europe reprezinta majoritatea producatorilor de ingrasaminte azotoase din Europa si este recunoscuta drept sursa consacrata de informare a industriei despre ingrasamintele minerale. Asociatia comunica cu o categorie larga de institutii, legiuitori, actionari si membri ai publicului ce cauta informatii despre tehnologia ingrasamintelor si despre subiecte legate de provocarile agricole, de mediu si economice din ziua de azi. Website-ul Fertilizers Europe pune la dispozitie informatii despre subiecte relevante pentru toti cei interesati de contributia ingrasamintelor la securitatea alimentara globala.

Avenue E. Van Nieuwenhuyse 4/6
B-1160, Bruxelles, Belgia
Tel: +32 2 675 3550
Fax: +32 2 675 3961
dan@fertilizerseurope.com
www.fertilizerseurope.com 
www.danfertilizers.com

• < Anterior
• Următor >