Use of agricultural soils as a source of nitrous oxide emission in selected communes of Poland

Paweł Wiśniewski, Mariusz Kistowski

DOI: http://dx.doi.org/10.2478/14634

Abstract


Nitrous oxide (N2O) is one of the main greenhouse gases with a potential to produce greenhouse effect nearly 300 times greater than the potential of carbon dioxide (CO2). Almost 80% of the annual emissions of this gas in Poland come from agriculture, and its main source is the use of agricultural soils. The study attempted to estimate the N2O emission from agricultural soils and to indicate its share in the total greenhouse gas emissions in 48 Polish communes. A simplified solution has been proposed for this purpose, which can be successfully applied by local government areas in order to assess the nitrous oxide emissions as well as monitor the impact of the undertaken actions on its limitation. The estimated emission was compared with the results of the baseline greenhouse gas inventory prepared for the needs of the low-carbon economy plans adopted by the studied self-governments. This allowed us to determine the share of N2O emissions from agricultural soils in the total greenhouse gas emissions of the studied communes.

The annual N2O emissions from agricultural soils in the studied communes range from 1.21 Mg N2O-N to 93.28 Mg N2O-N, and the cultivation of organic soils is its main source. The use of mineral and natural fertilizers as well as indirect emissions from nitrogen leaching into groundwater and surface waters are also significant. The obtained results confirm the need to include greenhouse gas emissions from the use of agricultural soils and other agricultural sources in low-carbon economy plans.

Keywords


nitrous oxide; greenhouse gases; emission; agricultural soils; communes; Poland

Full Text:

PDF

References


BREMNER J.M., 1997, Sources of nitrous oxide in soils, Nutrient Cycling in Agroecosystems, 49, 7-16. DOI: 10.1023/A:1009798022569

COLOMB V., BERNOUX M., BOCKEL L., CHOTTE J.L., MARTIN S., MARTIN-PHIPPS C., MOUSSET J., TINLOT M., TOUCHEMOULIN O., 2012, Review of GHG Calculators in Agriculture and Forestry Sectors: A Guideline for Appropriate Choice and Use of Landscape Based Tools, FAO, Rome, 43 pp.

FOTYMA E., FOTYMA M., PIETRUCH CZ., 2004, Zawartość azotu mineralnego w glebach gruntów ornych w Polsce, [in:] Fotyma M. (ed.), Zastosowanie testu Nmin w doradztwie nawozowym i ochronie środowiska, Nawozy i Nawożenie, 3(20), 11-54.

INSTYTUT NA RZECZ EKOROZWOJU, 2015a, Metodyka oceny poziomu emisji gazów cieplarnianych w wybranych powiatach dla lat 2005, 2010 i 2013 z podziałem na sektory, Warszawa, 48 pp.

INSTYTUT NA RZECZ EKOROZWOJU, 2015b, Pilotażowy program niskowęglowego rozwoju powiatu starogardzkiego, Warszawa, 124 pp.

IPCC, 2000, Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories, Hayama, Kanagawa.

IPCC, 2006, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Hayama, Kanagawa.

IPCC, 2013, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge, United Kingdom and New York, 1535 pp.

JAROSZ Z., FABER A., SYP A., 2013, Ocena zmian wielkości emisji gazów cieplarnianych po zmianie profilu gospodarstwa z konwencjonalnego na ekologiczny, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 4(44), 43-53.

KHALIL K., MARY B., RENAULT P., 2004, Nitrous oxide production by nitrification and denitrification in soil aggregates as affected by O2 concentration, Soil Biology and Biochemistry, 36(4), 687-699. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2004.01.004

KOBiZE, 2014, Krajowy raport inwentaryzacyjny 2014. Inwentaryzacja gazów cieplarnianych w Polsce dla lat 1988-2012, Warszawa, 396 pp.

KOBiZE, 2016, Krajowy Raport Inwentaryzacyjny 2016. Inwentaryzacja gazów cieplarnianych dla lat 1988-2014. Raport syntetyczny, Warszawa, 15 pp.

KOLASA-WIĘCEK A., 2013, Modelowanie emisji podtlenku azotu ze źródeł rolniczych z wykorzystaniem regresji liniowej, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 58(1), 86-89.

LEPPELT T., DECHOW R., GEBBERT S., FREIBAUER A., LOHILA A., AUGUSTIN J., DRÖSLER M., FIEDLER S., GLATZEL S., HÖPER H., JÄRVEOJA J., LAERKE P.E., MALJANEN M., MANDER Ü., MÄKIRANTA P., MINKKINEN K., OJANEN P., REGINA K., STRÖMGREN M., 2014, Nitrous oxide emission budgets and land-use-driven hotspots for organic soils in Europe, Biogeosciences, 11, 6595-6612. DOI: https://doi.org/10.5194/bg-11-6595-2014

MERCIK S., MOSKAL S., STĘPIEŃ W., 1995, Emisja do atmosfery podtlenku azotu (N2O) z użytków rolnych w Polsce w aspekcie efektu cieplarnianego, Roczniki Gleboznawcze, 1/2, 135-148.

NYĆKOWIAK J., 2014, Ocena wymiany tlenku diazotu i ditlenku węgla na gruntach ornych wybranych regionów Polski, UP, Poznań, pp. 64.

NYĆKOWIAK J., LEŚNY J., OLEJNIK J., 2012, Ocena bezpośredniej emisji N2O z gleb użytkowanych rolniczo województwa wielkopolskiego w latach 1960-2009 według metodologii IPCC, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 4(40), 203-215.

OKRUSZKO H., PIAŚCIK H., 1990, Charakterystyka gleb hydrogenicznych, Wydawnictwo ART, Olsztyn, 291 pp.

PRATHER M.J., HSU J., DELUCA N.M., JACKMAN C.H., OMAN L.D., DOUGLASS A.R., FLEMING E.L., STRAHAN S.E., STEENROD S.D., SØVDE O.A., ISAKSEN I.S.A, FROIDEVAUX L., FUNKE B., 2015, Measuring and modeling the lifetime of nitrous oxide including its variability, J Geophys Res Atmos., 120(11), 5693-5705.

SAPEK A., 2008, Emisja tlenków azotu (NOx) z gleb uprawnych i ekosystemów naturalnych do atmosfery, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 1(22), 283-304.

SOSULSKI T., SZYMAŃSKA M., SZARA E., 2017, Ocena możliwości redukcji emisji N2O z gleb uprawnych Polski. Soil Science Annual, 68(1), 55-64. DOI: 10.1515/ssa-2017-0007

SYP A., FABER A., 2016, Porównanie emisji N2O z upraw pszenicy ozimej w Polsce przy wykorzystaniu metodologii IPCC (TIER 1) i modelu DNDC, Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, 18(1), 254-259.

TUOMISTO H.L., CAMILLIS C., LEIP A., PELLETIER N., NISINI L., HAASTRUP P., 2014, Carbon footprint calculator for European farms: preliminary results of the testing phase, [in:] Schenck R., Huizenga D. (eds.), Proceedings of the 9th International Conference on Life Cycle Assessment in the Agri-Food Sector (LCA Food 2014), 8-10 October 2014, San Francisco, USA, ACLCA, Vashon, WA, USA, 1352-1359.

TURBIAK J., MIATKOWSKI Z., CHRZANOWSKI S., GĄSIEWSKA A., BURCZYK P., 2011, Emisja podtlenku azotu z gleby torfowo-murszowej w Dolinie Biebrzy w zależności od warunków wodnych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 4(36), 239-245.

WIŚNIEWSKI P., 2015, Rolnictwo i obszary wiejskie w lokalnym planowaniu gospodarki niskoemisyjnej na przykładzie powiatu starogardzkiego, Woda-Śrdowisko-Obszary Wiejskie, 4(52), 69-81.

WIŚNIEWSKI P., 2017, Ślad węglowy w planowaniu gospodarki niskoemisyjnej na obszarach wiejskich, Inżynieria Ekologiczna, 18(1), 58-64. DOI: 10.12912/23920629/66984

WIŚNIEWSKI P., KISTOWSKI M., 2016, Local low carbon economy plans in the context of low carbon rural development, Journal of Ecological Engineering, 17(4), 112-119. DOI: 10.12911/22998993/63960

WIŚNIEWSKI P., KISTOWSKI M., 2017, Agriculture and rural areas in the local planning of low carbon economy in light of the idea of sustainable development – results from a case study in north-central Poland, Fresenius Environmental Bulletin, 26(8), 4927-4935.

WU W., 2011, Carbon Footprint – a Case Study on the Municipality of Haninge, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, 52 pp.

ŻYŁOWSKI T., 2016, Czynniki wpływające na emisję podtlenku azotu z rolnictwa, Studia i Raporty IUNG-PIB, 50(4), 97-119.








ISSN 2080-7686 (print)
ISSN 2300-8490 (online)

 

 

Partnerzy platformy czasopism