---

Głównym celem operacji jest określenie czynników, jakie wpływają na niedostateczny poziom stosowania przez rolników nawozów wapniowych w uprawach rolnych.

W Polsce większość gleb wymaga systematycznego nawożenia nawozami wapniowymi. Brak lub bardzo niskie zainteresowanie ze strony rolników bezpłatnymi programami wapnowania gleb oraz nie stosowanie nawożenia gleb nawozami wapniowymi we własnym zakresie:

• powoduje obniżenie ilości i jakości plonów,
• wpływa negatywnie na wykorzystanie nawożenia mikro- i makroelementami – nawozy mineralne w warunkach kwaśnego odczynu nie są odpowiednio wykorzystywane przez rośliny,
• przyczynia się do ograniczenia zdolności sorpcyjnej gleby,
• zmniejsza aktywność mikroorganizmów glebowych rozkładających resztki pożniwne, przyczyniając się do zubożenia w próchnicę uprawianych gleb,
• ogranicza zdolność gleby do zatrzymywania mikro- i makroelementów wnoszonych do gleb z nawozami mineralnymi, powodując wymywanie tych składników do wód powierzchniowych i wód gruntowych,
• zwiększa podatność gleby na procesy erozyjne.

Aby określić przyczyny braku wykorzystania nawozów wapniowych przez rolników, zespół pracowników naukowych Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie reprezentujących Katedry Ekonomii i Gospodarki Żywnościowej, Melioracji i Kształtowania Środowiska, Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii oraz Gleboznawstwa i Agrofizyki, przeprowadzi operację, która będzie odbywać się w trzech etapach.

I etap polegał będzie na opracowaniu przez interdyscyplinarny zespół badawczy metodyki badań, w tym narzędzi badawczych oraz pozyskaniu i analizie materiałów wtórnych, będących podstawą dalszych prac. Do badań ankietowych zostanie wytypowanych na tym etapie 8 powiatach zlokalizowanych w obrębie 4 celowo przyjętych do analiz województw tj. małopolskiego, opolskiego, podkarpackiego i zachodniopomorskiego (w każdym województwie zostaną wytypowane dwa powiaty). Regiony te bowiem charakteryzują się zdecydowanie odmiennymi uwarunkowaniami środowiskowymi, strukturalnymi i historycznymi, co istotnie wzbogaci spektrum planowanych badań oraz poszerzy możliwość wnioskowania. W ramach I etapu prac analizie poddane zostaną dane wtórne (m.in. z baz danych GUS i ARiMR), pozyskany zostanie również dostęp do bazy rachunkowości rolnej FADN.
Efektem końcowym przeprowadzenia I etapu będzie ekspertyza nr 1 pt. „Kwasowość gleb i stan nawożenia wapniowego w Polsce w świetle wyników Powszechnego Spisu Rolnego 2020 - konsekwencje środowiskowe i ekonomiczne”.

II etap
Zasadniczym etapem badań będzie etap drugi podczas którego przeprowadzone zostaną badania terenowe oraz szczegółowa analiza danych pozyskanych z FADN. Równolegle prowadzony będzie proces modelowania wpływu zmian poziomu wapnowania gleb na eutrofizację wód powierzchniowych na obszarach rolniczych, z uwzględnieniem wpływu opcjonalnych zabiegów urządzeniowo-rolnych.
Głównymi celami II etapu badań będą:

• poznanie opinii rolników oraz pracowników instytucji okołorolniczych na temat możliwości i barier stosowania nawozów wapniowych,
• ocena efektywności ekonomicznej towarowych gospodarstw rolnych o różnym poziomie nawożenia wapniowego gleb,
• opracowanie metodyki modelu informatycznego umożliwiającego badanie wpływu wapnowania gleb na eutrofizację wód powierzchniowych (dla zadanego obszaru w skali wsi lub fragmentu wsi stanowiącego zlewnię określonego cieku wodnego lub wód stojących).

Formularze ankiet zostaną dopracowane w pierwszym etapie realizacji projektu. Wstępnie zakłada się, iż uzyskane w wyniku przeprowadzenia badań ankietowych informacje powinny udzielić odpowiedzi na pytania:

• Jakie czynniki powodują, iż obecny poziom wapnowania gleb nie jest wystarczający?
• Jaki jest obecnie poziom wiedzy wśród rolników i pracowników instytucji okołorolniczych na temat efektów wapnowania gleb?
• Czy znane są rolnikom i pracownikom instytucji okołorolniczych programy wspierające wapnowanie gleb?
• Jakie czynniki ograniczają korzystanie ze wsparcia w ramach funkcjonujących programów wsparcia wapnowania gleb?
• W jaki sposób na przyszłość gospodarstw rolnych wpłynie realizacja założeń koncepcji Europejskiego Zielonego Ładu?

Badania ankietowe będą prowadzone wśród:

• właścicieli gospodarstw rolnych (rolników) – zaplanowano przeprowadzenie 30 ankiet w każdym z w wytypowanych do badań powiatów,
• pracowników instytucji okołorolniczych, w tym ośrodków doradztwa rolniczego (ODR), terenowych jednostek Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa (ARiMR), samorządów terytorialnych, terenowych jednostek Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin i Nasiennictwa, jednostek Wód Polskich – zaplanowano uzyskanie łącznie po 10 ankiet wśród pracowników instytucji związanych z każdym z powiatów wytypowanych do badań.

Ponadto, w trakcie wyjazdów terenowych (o ile sytuacja epidemiczna na to pozwoli) przeprowadzone zostaną wywiady z rolnikami oraz pracownikami instytucji związanych z rolnictwem. W trakcie spotkań terenowych prowadzący wywiad będą próbowali zdefiniować czynniki, które realnie i potencjalnie mogą ograniczać korzystanie z bezpłatnych programów nawożenia gleb nawozami wapniowymi. Wywiady planowane na tym etapie mają charakter fakultatywny.
W procesie modelowania wpływu wapnowania gleb na eutrofizację otaczających je wód powierzchniowych – będącym kolejnym zadaniem realizowanym w ramach II etapu prac - wykorzystany zostanie system informacji geograficznej GIS wraz z uzupełniającymi procedurami obliczeniowymi. Jako dane wejściowe posłużą cyfrowe zbiory w postaci mapy glebowo-rolniczej, danych lotniczego skaningu laserowego, zdjęć lotniczych (i efektów ich przetworzenia), baz danych katastralnych, zbiorów danych o charakterze środowiskowym i przyrodniczym. W modelu uwzględniony zostanie również szereg opcjonalnych zabiegów o charakterze urządzeniowo-rolnym, wpływających na ochronę wód przed eutrofizacją i jej jakość. Model zostanie zbudowany i przetestowany na obszarze przykładowej wsi z jednego z powiatów, na obszarze których przeprowadzone zostaną badania ankietowe. Kryteriami doboru będą w tym aspekcie: intensywne użytkowanie rolnicze danego obszaru, zróżnicowane parametry fizyko-chemiczne gleb, występowanie podatnych na eutrofizację wód powierzchniowych oraz ukształtowanie terenu charakteryzujące się odpowiednio dużymi deniwelacjami wpływającymi na występowanie zagrożenia erozją wodną. Danymi wejściowymi do opracowania modelu informatycznego będą:

• istniejący układ przestrzenny typów i rodzajów gleb wraz z ich parametrami fizyko-chemicznymi, pozyskane między innymi z map glebowo-rolniczych
• dane o uksztaltowaniu terenu, uzyskane na podstawie lotniczego skaningu laserowego,
• dane o pokryciu terenu, uzyskane na podstawie lotniczego skaningu laserowego oraz zdjęć lotniczych,
• opcjonalnie dane pozyskane bezpośrednio w terenie, jeśli posiadane dane będą wymagały takiej formy ich uzupełnienia,
• wielkość opadów,
• zmienność temperatur.

W modelu będzie założona szeroka parametryzacja czynników mogących mieć wpływ na wielkość eutrofizacji wód. Kluczowym parametrem będą zmiany odczynu gleby oraz zmiany parametrów fizykochemicznych gleb zależnych od zmian odczynu gleby, będących wynikiem potencjalnych zmian w poziomie wapnowania gleb. Efektem analizy tych zmian będzie oszacowanie zmienności tempa wgłębnej i powierzchniowej utraty składników gleby wpływających na zjawisko eutrofizacji wód. Jako czynniki o charakterze zmiennym (oprócz zmian wynikających z wapnowania) przyjęto zmiany w sumarycznej wielkości opadów oraz charakteru tych opadów, zmiany użytkowania ziemi, zmiany temperatur. Zbadany zostanie również wpływ potencjalnych efektów dla skali obserwowanej eutrofizacji wód wynikający z zaprojektowania stref buforowych w otoczeniu zbiorników i cieków wodnych. Oszacowany i uwzględniony w modelu zostanie również wpływ zabiegów związanych z ponownym zaprojektowaniem układu działek na badanym obszarze, które będą miały na celu (w szczególności) zmniejszenie erozji powierzchniowej poprzez: zmianę kierunku uprawy ziemi, transformację użytkowania w kierunku trwałych użytków zielonych oraz zadrzewień lub zalesień. Do budowy modelu wykorzystane zostanie środowisko QGIS w połączeniu z dedykowanymi procedurami obliczeniowymi w postaci skryptów w języku Python lub wykorzystujące zewnętrzne procedury obliczeniowe skonstruowane w środowisku Visual Studio (C#).
Efektem końcowym przeprowadzenia II etapu prac będzie ekspertyza nr 2 pt. „Możliwości i bariery wykorzystania wapnowania gleb do poprawy efektywności ekonomicznej produkcji rolnej oraz ograniczania eutrofizacji wód powierzchniowych”.

III etap
Trzeci etap operacji polegał będzie na:

• przygotowaniu monografii prezentującej w ujęciu syntetycznym wyniki badań z etapu I i II operacji – publikacja zostanie przygotowana w formie papierowej i elektronicznej,
• organizacji seminarium, prezentującego kluczowe wnioski i zalecenia wynikające z przeprowadzonych w ramach niniejszego projektu badań.
• zaproponowaniu rozwiązań służących zwiększeniu zainteresowania rolników odkwaszaniem gleb.