Impact of fertilizer use on the balance of essential nutrients and greenhouse gas emissions in Germany

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of fertilizers on the balance of trace elements and the sustainability of agriculture in Germany was studied. It has been established that the balance of basic nutrients in the soil is maintained at a deficiency-free level due to the systematic and balanced use of mineral and organic fertilizers. However, the German Government is currently actively implementing policies aimed at reducing the use of traditional forms of organic and mineral fertilizers, introducing alternative ways to ensure soil fertility and crop yields. The aim of such a policy is to reduce the negative impact of agrochemicals on the environment and greenhouse gas emissions, in particular.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. V. Mitrofanov

National Research University“Higher School of Economics”

Author for correspondence.
Email: smitrofanov@hse.ru
Russian Federation, 109028, Moscow, Pokrovsky bl-r, 11

E. V. Serova

National Research University“Higher School of Economics”

Email: smitrofanov@hse.ru
Russian Federation, 109028, Moscow, Pokrovsky bl-r, 11

N. V. Orlova

National Research University“Higher School of Economics”

Email: smitrofanov@hse.ru
Russian Federation, 109028, Moscow, Pokrovsky bl-r, 11

References

  1. FAO. The State of food security and nutrition in the World. Rome, 2018. URL: https://www.fao.org/documents/card/en/c/cc3017en (дата обращения: 15.08.2023).
  2. United Nations. Transforming our World: the 2030 Agenda for sustainable development. URL: https://www.icnl.org/wp-content/uploads/A_RES_70_1_E.pdf (дата обращения: 15.08.2023).
  3. Митрофанов С. В., Орлова Н. В. Использование биомодификации удобрений с целью повышения устойчивости растениеводства // Агрохим. вестн. 2023. № 1. С. 23–30.
  4. Tilman D. Global food demand and the sustainable intensification of agriculture // Proceed. Nat. Acad. Scie. 2011. V. 108. № 50. Р. 20260–20264.
  5. Cordell D. The story of phosphorus: Global food security and food for thought // Global Environ. Change. 2009. V. 19. № 2. Р. 292–305.
  6. Митрофанов С. В., Орлова Н. В., Благов Д. А., Панферов Н. С., Тетерин В. С. Анализ тенденций развития тукосмесительного оборудования // Аграрн. наука. 2023. № 6. С. 98–110.
  7. Bouwman A. F. Exploring changes in world ruminant production systems // Global Biogeochem. Cycl. 2000. V. 14. № 3. Р. 1107–1121.
  8. Galloway J. N. Nitrogen cycles: Past, present, and future // Biogeochemistry. 2008. V. 70. № 2. Р. 153–226.
  9. Zhang F. S. Managing nutrient for both food security and environmental quality in China // J. Agricult. Environ. Ethics. 2015. V. 28. № 5. Р. 833–857.
  10. Sharpley A. N. Phosphorus legacy: overcoming the effects of past management practices to mitigate future water quality impairment // J. Environ. Qual. 2009. V. 38. № 5. Р. 1939–1948.
  11. Guzman G. I. Fertilizer management effects on water quality and crop production // J. Environ. Qual. 20–15. V. 44. № 6. Р. 1859–1871.
  12. Davidson E. A. Nitrous oxide emissions from agricultural fields: assessment, measurement and mitigation // Plant and Soil. 2000. V. 219. № 1–2. Р. 249–252.
  13. Mandell S. V. Global crop nitrogen use efficiency as affected by nitrogen deposition // Environ. Res. Let. 2018. V. 13. № 4. 044013.
  14. Соколов М. С., Глинушкин А. П., Спиридонов Ю. Я., Торопова Е. Ю., Филипчук О. Д. Технологические особенности почвозащитного ресурсосберегающего земледелия (в развитие концепции ФАО) // Агрохимия. 2019. № 5. С. 3–20.
  15. Кудеяров В. Н. Эмиссионный фактор закиси азота при применении азотных удобрений в земледелии России // Агрохимия. 2021. № 11. С. 3–15.
  16. Yan X. Methane emissions from rice fields: quantification, mechanisms, and mitigation strategies // Rev. Environ. Contam. Toxicol. 2017. V. 241. Р. 129–158.
  17. Bouwman A. F. Exploring changes in world ruminant production systems // Agricult. Syst. 2002. V. 84. № 2. Р. 121–153.
  18. Sogbedji J. M. Nutrient management strategies to reduce environmental impact of fertilizers in agricultural soils: a review // Agron. Sustain. Develop. 2015. V. 35. № 4. Р. 1217–1245.
  19. Zhang X. The use of biodegradable fertilizers to improve crop yield and quality // Agricult. Ecosyst. Environ. 2020. V. 293. 106862. https://doi.org/10.1016/j.agee.2019.106862
  20. Climate-friendly farming: The proposals of Germany’s agriculture commission. URL: https://www.cleanenergywire.org/factsheets/climate-friendly-farming-proposals-germanys-agriculture-commission (дата обращения: 18.08.2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Nitrogen balance in agriculture in Germany: (a) – thousand tons/year, (b) – per unit area, kg/ha.

Download (429KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dynamics of nitrogen fertilization in Germany (2011–2021).

Download (181KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Phosphorus balance in agriculture in Germany: (a) – thousand tons/year, (b) – per unit area, kg/ha.

Download (351KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dynamics of phosphorus fertilizer application in Germany (2011–2021).

Download (243KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Potassium balance in agriculture in Germany: (a) – thousand tons/year, (b) – per unit area, kg/ha.

Download (333KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dynamics of potash fertilization in Germany (2011–2021).

Download (204KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Structure of nitrous oxide emissions from agricultural activities in Germany, kt.

Download (248KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Greenhouse gas emissions from agricultural activities in Germany: (a) methane, (b) carbon dioxide, kt.

Download (317KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».