A contribution to the assessment of potential denitrification in arable mineral soils of Poland

• Autorzy: Glinski J. , Stepniewska Z. , Stepniewski W. , Ostrowski J. , Szmagara A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main mechanism responsible for N20 production in agroecosystems is denitrification of nitrates (V) under hypoxic conditions, which occur e.g., after intensive precipitation or at high ground water level. The calculations of potential denitrification were performed for surface horizons from 672 soil profiles representing 25 main soil units of Polish soils. A proposal of the assessment of potential denitrification rate on the basis of the nitrate content, humus horizon thickness, its bulk density and of previously investigated soil redox resistance in the form of indicators tm and tm is presented. The proposal is based on the assumption that denitrification is linear with time and is illustrated for the temperature of 20°C. It was shown, that the highest potential denitrification would occur in Rendzic Leptosols and in the soils developed from loess i.e. Phaeozem, Cambisol and Luvisol, while the lowest <5 kg ha-1d-1 N - in Luvisols developed from loose sands, loams and skeleton loams. Evaluation of spatial distribution of the potential denitrification rate at current nitrate content in mineral soils of Poland has been attempted in the form of a map.

PL

Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za produkcję N20 z agroekosystemów jest proces denitryfikacji azotanów (V) zachodzący w warunkach hypoksji, które występują głównie podczas intensywnych opadów lub przy wysokim poziomie wód gruntowych w okresie wiosny. Propozycja oszacowania potencjalnej denitryfikacji (i pośrednio - emisji N20) w glebach Polski była oparta na zawartości obecnych azotanów i wyznaczonej uprzednio odporności oksydoredukcyjnej gleb w postaci wskaźników í30o i tm. Określono, że proces denitryfikacji przebiega głównie w poziomach ornych. Potencjalna denitryfikacja została wyliczona na podstawie miąższości i gęstości poziomów ornych, dla warunków pełnego wysycenia wodą i temp. 20°C. Po opracowaniu modelu opisującego denitryfikację potencjalną, wyliczono ją w obrębie poszczególnych jednostek glebowych. Oszacowano, że najwyższa denitryfikacja potencjalna występuje w rędzinach i glebach wytworzonych z lessu (czarnoziemy, gleby brunatne i płowe) podczas gdy najniższa denitryfikacja potencjalna jest w glebach wytworzonych z piasków lekkich i gliniastych. Oszacowana potencjalna denitryfikacja z gleb mineralnych Polski przy zróżnicowanym nawożeniu azotanami (V), z uwzględnieniem odporności oksydoredukcyjnej gleb, prezentowana jest w formie mapy, przygotowanej po przetestowaniu próbek 672 gleb, pochodzących z poziomów ornych 25 jednostek glebowych.

Słowa kluczowe

EN

mineral soil; Poland; denitrification; potential denitrification; soil; redox resistance; nitrous oxide; nitrate content; agrophysics

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2000
• Numer: 04
• Opis fizyczny: p.175-183,fig.,ref.

Twórcy

autor

Glinski J.

• Polish Academy of Sciences, 20-236 Lublin, Poland

autor

Stepniewska Z.

autor

Stepniewski W.

autor

Ostrowski J.

autor

Szmagara A.

Bibliografia

• DRURY C.F., MCKENNEY D.J., FINDLAY W.I., 1992. Nitric oxide and nitrous oxide production from soil: Water and oxygen effects. Soil Sci. Soc. Am. J. 56 p. 766-770.
• GLIŃSKI J., STAHR K„ STĘPNIEWSKA Z„ 1992. Changes of redox and pH conditions in a flooded soil amended with glucose and nitrate under laboratory conditions. Z. Pflanzenemaehr. Bodenk. 155 p. 13-17.
• GLIŃSKI J., STĘPNIEWSKA Z. 1986. An evaluation of soil redox resistance to reduction processes. Pol. J. Soil Sci. 19 p. 15-19.
• GLIŃSKI J., OSTROWSKI J., STĘPNIEWSKA Z., STĘPNIEWSKI W„ 1991. Bank próbek glebowych reprezentujących gleby mineralne Polski (Bank of soil samples representing mineral soils of Poland) in Polish. Problemy Agrofizyki 67 p. 1-61.
• GLIŃSKI J„ STĘPNIEWSKI W., 1985. Soil Aeration and its Role for Plants. CRC Press, Boca Raton, Florida, pp. 282.
• KRAPFENBAUER A., WRIESSNIG K., 1995. Anthropogenic environmental pollution - the share of agri¬culture. Bodenkulutur 46 p. 269- 283.
• MCKENNEY D. J., DRURY C.F., FINDLAY W. I., MUTUS B., MCDONNELL T., GAJDA C., 1994. Kinetics of denitrification by Pseudomonas fluorescens. Oxygen effects. Soil Biol. Biochem., 26 p. 901-908.
• MOSIER A.R., BOUWMANN A.F., 1993. Working group report; Nitrous oxide emissions from agricul¬tural soils. In: Methane and nitrous oxide; methods in national emission inventories and options for control proceedings. Ed. Van Amstel AR. Natl. Inst. Public Health and Environ. Prot., Bilthoven, The Netherlands p. 343-346.
• Mummey D.L., Smith J.L., Bolton H. JR., 1994. Nitrous oxide flux from a shrub-steppe ecosystem: Sources and regulation. Soil Biol. Biochem. 26, 2 p. 279-286.
• PARTON W.J., MOSIER A.R., SHIMEL D.S. 1988. Rates and pathways of nitrous oxide production in a shortgrass steppe. Biogeochemistry 6 p. 45-58.
• PEDRAZZINI F.R., MOORE P.A. 1983. N20 Emission and changings of redox potential and pH in sub¬merged soil samples. Zeitschrift fur Pflanzenernahrung und Bodenkunde 146 p. 660-665.
• ROBERTSON G.P., TIEDJE J.M. 1987. Nitrous oxide sources in aerobic soils: nitrification, denitrification and other biological sources. Soil Biol. Biochem. 19 p. 187-193.
• SCHLESINGER W. H., 1997. Biogeochemistry an analysis of global change. Academic Press.
• SIMARMATA T., BENCKISER G., OTTÓW J.C.G., 1993. Effect of an increasing carbon: nitrate ratio on the reliability of acetylene in blocking the N20 reductase activity of denitrifying bacteria in soil. Biol. Fertil. Soils 15 p. 107-112.
• SKIBA U., SMITH K.A., FOWLER D., 1993. Nitrification and dénitrification as sources of nitric oxide and nitrous oxide in a sandy loam soil. Soil Biology Biochem. 25 p. 1527-1536.
• SMITH C.J., WRIGHT M.F., PATRICK W.H., 1983. The effect of soil redox potential and pH on the reduction and production of nitrous oxide. J. Environment. Quality 12 (2) p. 186-188.
• SPEIR T.W., KETTLES H.A., MORE R.D., 1995. Aerobic emissions of N20 and N2 from soil cores. Measurement procedures using 13N-labelled N03 and NH4. Soil Biol. Bioch. 27 p. 1289-1298.
• STĘPNIEWSKA Z., STĘPNIEWSKI W., GLIŃSKI J., OSTROWSKI J. 199?. Atlas of the redox properties of arable soils in Poland. Institute of Agrophysics, Lublin and IMUZ, Falenty, Poland.
• WŁODARCZYK T., 2000. Emission and absorption of N20 on the background of C02 emission in Eu- tric Cambisols in Poland under differentiated redox conditions - in Polish. Acta Agrophysica 28 p. 1- 132.