Economic and environmental factors determining spatial variation in soil liming in Poland

• Autorzy: Barczyk-Ciuła Justyna , Dacko Mariusz , Kozielec Anna , Minta Stanisław , Nicia Paweł , Oleksy Andrzej , Paluch Łukasz , Płonka Aleksandra , Wojewodzic Tomasz , Zadrożny Paweł

Identyfikatory

DOI

10.34659/eis.2024.90.3.705

Warianty tytułu

PL

Ekonomiczne i środowiskowe czynniki determinujące przestrzenne zróżnicowanie wapnowania gleb w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this research was to identify the key factors determining the level of soil liming in Poland. Spatial analyses were conducted using data from the 2020 National Agricultural Census. The study presents regional variations in selected parameters that characterise agricultural production quality and structural features, including the market connections of farms. The Classification and Regression Trees (C&RT) method was employed to identify the factors that most significantly influence the intensity of liming in the examined districts. These factors include the share of permanent grasslands, labour inputs, the percentage of farms engaged in commercial production, farm size, and the level of mineral fertilisation (NPK). The results indicate that regions with larger farms and higher NPK fertilisation tend to apply more lime. In contrast, areas with a higher share of permanent grasslands and labour-intensive activities show lower levels of liming. These findings suggest that improving agricultural practices, particularly in regions with small farms and limited fertilisation, could enhance soil liming efforts and align them with the European Green Deal's goals for sustainable agriculture.

PL

Celem badań było określenie cech decydujących o poziomie wapnowania gleb w Polsce. Analizy przestrzenne przeprowadzono w oparciu o wyniki Narodowego Spisu Rolnego 2020. W pracy przedstawiono zróżnicowanie regionalne Polski w zakresie wybranych parametrów charakteryzujących jakość rolniczej przestrzeni produkcyjnej oraz niektórych cech struktury rolniczej, w tym powiązań gospodarstw z rynkiem. Podjęto próbę identyfikacji cech strukturalnych rolnictwa mających największy wpływ na ilość stosowanego wapna (CaO). Zastosowana metoda drzew klasyfikacyjnych (C&RT) pozwoliła na identyfikację czynników najbardziej różnicujących intensywność wapnowania w badanych gminach, m.in.: udział trwałych użytków zielonych w użytkach rolnych, nakłady pracy, odsetek gospodarstw prowadzących produkcję towarową, wielkość gospodarstw i poziom nawożenia mineralnego (NPK). Analiza wykazała, że regiony z większymi gospodarstwami i wyższym poziomem nawożenia NPK stosują więcej wapna. Natomiast obszary o większym udziale trwałych użytków zielonych i intensywnych nakładach pracy wykazują niższy poziom wapnowania. Wyniki te sugerują, że wprowadzenie ulepszonych praktyk rolniczych, zwłaszcza w regionach z małymi gospodarstwami i ograniczonym nawożeniem, mogłoby poprawić efektywność wapnowania gleb i wspierać cele Europejskiego Zielonego Ładu w zakresie zrównoważonego rolnictwa.

Słowa kluczowe

EN

soil pH; production costs; classification and regression trees; agricultural structure; European Green Deal

PL

pH gleby; koszty produkcji; metoda drzew klasyfikacyjnych; struktura rolnicza; Europejski Zielony Ład

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych
• Czasopismo: Economics and Environment
• Rocznik: 2024
• Tom: No. 3
• Strony: art. no. 705
• Opis fizyczny: Bibliogr. 59 poz., rys. tab.

Twórcy

autor

Barczyk-Ciuła Justyna

• Department of Economics and Food Economy, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1043-705X

autor

Dacko Mariusz

• Department of Economics and Food Economy, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-8424-4720

autor

Kozielec Anna

• Department of Economics and Food Economy, University of Agriculture in Krakow, Poland, Mickiewicza Avenue 21, 31-120 Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7482-7092

autor

Minta Stanisław

• Department of Applied Economics, Wroclaw University of Environmental and Life Science, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5383-0647

autor

Nicia Paweł

• Department of Soil Science and Agrophysics, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6556-5868

autor

Oleksy Andrzej

• Department of Agroecology and Crop Production, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3102-676X

autor

Paluch Łukasz

• Department of Economics and Food Economy, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3258-750X

autor

Płonka Aleksandra

• Department of Economics and Food Economy, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5319-592X

autor

Wojewodzic Tomasz

• Department of Economics and Food Economy, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0817-4190

autor

Zadrożny Paweł

• Department of Soil Science and Agrophysics, University of Agriculture in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4182-1978

Bibliografia

• Ahmed, U., Lin, J. C. W., Srivastava, G., & Djenouri, Y. (2021). A nutrient recommendation system for soil fertilization based on evolutionary computation. Computers and Electronics in Agriculture, 189, 106407. https://doi.org/10.1016/j.compag.2021.106407
• Artyszak, A. (2022). Changes in Fertilization - Good and Bad. Progress in Plant Protection, 62(2), 134-140. https://doi.org/10.14199/ppp-2022-016
• Bański, J. (2007). Geografia rolnictwa Polski. Warszawa: Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne. (in Polish).
• Bartmiński, P., Bieniek, A., Gregoliński, D., Smreczak, B., Szyniec, K., & Woch, F. (2022). Szczegółowe zasady przeprowadzania gleboznawczej klasyfikacji gruntów. Warszawa: PSKG. (in Polish).
• Bolan, N., Sarmah, A. K., Bordoloi, S., Bolan, S., Padhye, L. P., Van Zwieten, L., Sooriyakumar, P., Khan, B. A., Ahmad, M., Solaiman, Z. M., Rinklebe, J., Wang, H., Singh, B. P., & Siddique, K. H. M. (2023). Soil acidification and the liming potential of biochar. Environmental Pollution, 317, 120632. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749122018462?via%3Dihub
• CDR. (2023, May 17). Tendencje na rynku nawozów mineralnych. Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie. https://www.cdr.gov.pl/aktualnosci-instytucje/3498-tendencje-na-rynku-nawozow-mineralnych (in Polish).
• Cifu, M., Xiaonan, L., Zhihong, C., Zhengyi, H., & Wanzhu, M. (2004). Long-term effects of lime application on soil acidity and crop yields on a red soil in Central Zhejiang. Plant Soil, 265, 101-109. https://doi.org/10.1007/s11104-005-8941-y
• Czudec, A., Kata, R., & Miś, T. (2017). Efekty polityki rolnej Unii Europejskiej na poziomie regionalnym. Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe. (in Polish).
• Dacko, M., & Kurczyna, I. (2023). Applying the classification tree model in credit risk assessment. Annals of the Polish Association of Agricultural and Agribusiness Economists, Association of Agricultural and Agribusiness Economists, 25(1), 39-49. https://rnseria.com/resources/html/article/details?id=235299&language=en
• DEFRA. (2010). Fertiliser manual (RB209). https://www.gov.uk/government/publications/fertiliser-manual-rb209--2
• Dmuchowski, W., Baczewska-Dąbrowska, A. H., & Gworek, B. (2022). Agronomy in the temperate zone and threats or mitigation from climate change: A review. CATENA, 212, 106089. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106089
• Dong, Y., Yang, J., Zhao, X., Yang, S., Mulder, J., Dörsch, P., Peng, X., & Zhang, G. (2022). Soil acidification and loss of base cations in a subtropical agricultural watershed. Science of The Total Environment, 827, 154338. https://www.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154338
• Dyśko, J., Kaniszewski, S., Kowalczyk, W., Nowak, J., & Wójcik, P. (2014). Zrównoważone nawożenie roślin ogrodniczych. Skierniewice: Instytut Ogrodnictwa. (in Polish).
• European Commission. (2019). Communication from the Commission to the European Parliament, the European Council, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, The European Green Deal, Pub. L. No. 52019DC0640. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A52019DC0640
• European Commission. (2020). Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, A Farm to Fork Strategy for a fair, healthy and environmentally-friendly food system, Pub. L. No. 52020DC0381. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A52020DC0381
• Everest, T., Sungur, A., & Özcan, H. (2021). Determination of agricultural land suitability with a multiple-criteria decision-making method in Northwestern Turkey. International Journal of Environmental Science and Technology, 18, 1073-1088. https://doi.org/10.1007/s13762-020-02869-9
• FADN. (n.d.). Database. https://agridata.ec.europa.eu/extensions/FarmEconomyFocus/FADNDatabase.html
• Fageria, N. K. (2009). The Use of Nutrients in Crop Plants. Boca Raton, Florida, USA: CRC press.
• Fageria, N. K., Baligar, V. C., & Jones, C. A. (2011). Growth and Mineral Nutrition of Field Crops. Boca Raton, Florida, USA: CRC press.
• Farhoodi, A., & Coventry, D. (2008). Field crop responses to lime in the mid-north region of South Australia. Field Crop Research, 108(1), 45-53. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2008.02.013
• Frolova, O. Y., Fomina, L. V., & Shmeleva, Z. N. (2020). The importance of the agrarian sector in the socio-economic systems development: methodological aspect. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 548(2), 022023. https://www.doi.org/10.1088/1755-1315/548/2/022023
• Gabryszuk, M., Barszczewski, J., & Wróbel, B. (2021). Characteristics of grasslands and their use in Poland. Journal of Water and Land Development, 51(X–XII), 243-249. https://www.doi.org/10.24425/jwld.2021.139035
• George, E., Horst, W. J., & Neumann, E. (2012). Adaptation of plants to adverse chemical soil conditions. In P. Marschner (Ed.), Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants (pp. 409-472). London, UK: Academic Press.
• Goulding, K. W. (2015). Factors Affecting Soil pH and the Use of Different Liming Materials. Proceedings of the International Fertiliser Society, 772, 1-30. https://fertiliser-society.org/store/factors-affecting-soil-ph-and-the-use-of-different-liming-materials/
• Goulding, K. W. T. (2016). Soil acidification and the importance of liming agricultural soils with particular reference to the United Kingdom. Soil Use and Management, 32(3), 390-399. https://doi.org/10.1111/sum.12270
• GUS. (2021). Środki produkcji w rolnictwie w roku gospodarczym 2019/2020. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/rolnictwo-lesnictwo/rolnictwo/srodki-produkcji-w-rolnictwie-w-roku-gospodarczym-20192020,6,17.html (in Polish).
• GUS. (2022). Agricultural Census 2020. https://stat.gov.pl/en/topics/agriculture-forestry/agricultural-census-2020/
• Hillel, D., Braimoh, A. K., & Vlek, P. L. (2008). Soil degradation under irrigation. In A.K. Braimoh & P.L.G. Vlek (Eds.), Land use and soil resources (pp. 101-119). Dordrecht: Springer.
• Hołubowicz-Kliza, G. (2006). Wapnowanie gleb w Polsce. Instrukcja upowszechnieniowa. Puławy: Wydawnictwo IUNG-PIB. (in Polish).
• Hołubowicz-Kliza, G., Jadczyszyn, T., & Sułek, A. (2021). Poradnik wapnowania gleb gruntów ornych. Puławy: Wydawnictwo IUNG-PIB. https://iung.pl/dotacja_celowa/dc_2021/publikacje/poradnik_wapnowania_gleb.pdf (in Polish).
• IUNG. (2023, October 23). Wskaźnik Rolniczej Przestrzeni Produkcyjnej (WWRPP). Puławy: IUNG. http://www.onw.iung.pulawy.pl/specyficzne/wwrpp (in Polish).
• Jemrić, T., Fruk, I., Fruk, M., Radman, S., Sinkovič, L., & Fruk, G. (2017). Bitter pit in apples: pre- and postharvest factors: a review. Spanish Journal of Agricultural Research, 14(4), e08R01. https://doi.org/10.5424/sjar/2016144-8491
• Kasperczyk, M., & Szewczyk, W. (2006). Skuteczność wapnowania łąki górskiej. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 6(1(16)), 153-159. (in Polish).
• Konieczny, W. (2023, May 17). Najczęstsze błędy w uprawie zbóż. https://www.farmer.pl/produkcja-roslinna/zboza/najczestsze-bledy-w-uprawie-zboz,52346.html (in Polish).
• Kopeć, M., & Gondek, K. (2013). Wapnowanie trwałych użytków zielonych metodą opóźniania wyczerpania glebowych zasobów mikroelementów. Inżynieria Ekologiczna, 34, 29-37. https://bibliotekanauki.pl/articles/399885 (in Polish).
• Łapczyński, M. (2005). Podejście regresyjne w budowie drzew klasyfikacyjnych CART. Zeszyty Naukowe / Akademia Ekonomiczna w Krakowie, 680, 135-151. (in Polish).
• Liu, D. L., Helyar, K. R., Conyers, M. K., Fisher, R., & Poile, G. (2004). Response of wheat, triticale and barley to lime application in semi-arid soils. Field Crops Research, 90(2-3), 287-301. http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2004.03.008
• Musiał, W., & Musiał, K. (2016). Wybrane problemy przebudowy strukturalnej rolnictwa – przykład Małopolski. Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, XVIII(6), 136-143. (in Polish). https://bibliotekanauki.pl/articles/866572.pdf
• Nantongo, B., Ssekandi, J., Ngom, A., Dieng, B., Diouf, N., Diouf, J., & Noba, K. (2023). Meteorological information utilization and adoption of climate-smart agricultural practices; modifying factors and mediating effect. Environmental Development, 46, 100857. https://www.doi.org/10.1016/j.envdev.2023.100857
• Nicia, P. (2022). Soil Liming As A Tool For Improving The Economic Efficiency Of Agricultural Production And Reducing Eutrophication Of Surface Waters. GIS Odyssey Journal, 2(2), 31-41. https://doi.org/10.57599/gisoj.2022.2.2.31
• Nicia, P., Dacko, M., Janus, J., Kowalik, T., Paluch, Ł., Pijanowski, J. M., Płonka, A., Wojewodzic, T., & Zadrożny, P. (2023). Możliwości i bariery wykorzystania wapnowania gleb do poprawy efektywności ekonomicznej produkcji rolnej oraz ograniczania eutrofizacji wód powierzchniowych. Tyniec: Wydawnictwo Benedyktynów. (in Polish).
• Paluch, Ł. (2014). Studium uwarunkowań rozwoju rolnictwa i organizacji produkcji rolniczej w Regionie Małopolski. Zeszyty Naukowe SGGW. Polityki Europejskie, Finanse i Marketing, 12(61), 165-177. (in Polish).
• Pietr, S. J., & Krysztoforski, M. (Ed.). (2022). Krajowy raport o stanie gruntów rolnych w Polsce: zakwaszenie gleb oraz ich regeneracja poprzez wapnowanie - stan obecny i propozycje systemowych rozwiązań. Wydanie II – Kraków 2022. Kraków-Brwinów: CDR. (in Polish).
• Pietrzak, S., Juszkowska, D., & Nawalny, P. (2019). Zmiany odczynu i zasobności gleb użytków zielonych w Polsce między 2008 a 2016 rokiem. Zagadnienia Doradztwa Rolniczego, 1(95), 50-71. (in Polish).
• Poczta, W. (2023, July 31). Rozwój rolnictwa a Europejski Zielony Ład – perspektywa krajowa i globalna. (in Polish).
• Saboori, B., Alhattali, N. A., & Gibreel, T. (2023). Agricultural products diversification-food security nexus in the GCC countries; introducing a new index. Journal of Agriculture and Food Research, 12, 1-7. https://www.doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100592
• Slattery, W., & Coventry, D. (1993). Response of wheat, triticale, barley, and canola to lime on four soil types in north-eastern Victoria. Australian Journal of Experimental Agriculture, 33, 609-618.
• Soltani, S. M., Hanafi, M. M., Samsuri, A. W., Muhammed, S. K. S., & Hakim, M. A. (2016). Rice growth improvement and grains bio-fortification through lime and zinc application in zinc deficit tropical acid sulphate soils. Chemical Speciation & Bioavailability, 28(1-4), 152-162. http://dx.doi.org/10.1080/09542299.2016.1198989
• Stevens, R., & Laughlin, R. (1996). Effects of lime and nitrogen fertilizer on two sward types over a 10-year period. The Journal of Agricultural Science, 127(4), 451-461. https://doi.org/10.1017/S0021859600078679
• Szeląg-Sikora, A., Sikora, J., Niemiec, M., Gródek-Szostak, Z., Kapusta-Duch, J., Kuboń, M., Komorowska, M., & Karcz, J. (2019). Impact of Integrated and Conventional Plant Production on Selected Soil Parameters in Carrot Production. Sustainability, 11(20), 5612. https://doi.org/10.3390/su11205612
• Szymańska, E., & Maj, J. (2018). Zmiany w powierzchni gospodarstw rolnych w Polsce w latach 2010-2017. Roczniki Naukowe Ekonomii Rolnictwa i Rozwoju Obszarów Wiejskich, 105(2), 50-58. https://www.doi.org/10.22630/RNR.2018.105.2.15 (in Polish).
• Tan, D., Adedoyin, F. F., Alvarado, R., Ramzan, M., Kayesh, S., & Shah, M. I. (2022). The effects of environmental degradation on agriculture: Evidence from European countries. Gondwana Research, 106, 92-104. https://www.doi.org/10.1016/j.gr.2021.12.009
• White, P. J. (2017). Improving nutrient management in potato cultivation. In S. Wale (Ed.), Achieving Sustainable Cultivation of Potatoes Volume 2: Production and Storage, Production and Sustainability (45-67). Cambridge, UK: Burleigh Dodds.
• White, P. J., Broadley, M. R., & Gregory, P. J. (2012). Managing the nutrition of plants and people. Applied and Environmental Soil Science, 104826. https://doi.org/10.1155/2012/104826
• Witkowska-Dąbrowska, M. (2018). Zmienność przestrzenna oraz skutki gospodarcze i środowiskowe rolniczego zakwaszenia gleb województwa warmińsko-mazurskiego. Economics and Environment, 66(3), 10. https://www.ekonomiaisrodowisko.pl/journal/article/view/140
• Wójcik-Leń, J. (2022). Characterisation of land unsuitable For agriculture and possibilities of its development in rural areas. Geomatics. Landmanagement and Landscape, 1, 41-59. https://bibliotekanauki.pl/articles/2124658.pdf
• Wojewodzic, T. (2017). Procesy dywestycji i dezagraryzacji w rolnictwie o rozdrobnionej strukturze agrarnej. Kraków: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. (in Polish).
• Zabochnicka-Świątek, M., & Kocela, R. (2019). Organic and mineral soil improvers intended for the cultivation of butterhead lettuce. Economics and Environment, 68(1), 14. https://www.ekonomiaisrodowisko.pl/journal/article/view/104
• Zielewicz, W., Golinski, P., Wrobel, P., & Swedrzyński, A. (2019). Wpływ stosowania nawozów mineralnych zawierających dodatki biologiczne na skład botaniczny, odżywienie azotem i plonowanie runi trawiastej. Fragmenta Agronomica, 36(1), 100-113. https://pta.up.poznan.pl/pdf/2019/FA%2036(1)%202019%20Zielewicz.pdf (in Polish).