Ekstensywne użytkowanie łąki a jakość wód gruntowych

„EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI
A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH”
Dr hab. Irena Burzyńska
Instytut Technologiczno-Przyrodniczy
Laboratorium Badawcze Chemii Środowiska
e-mail. [email protected]
1. WSTĘP
Sposób użytkowania łąk wpływa na
dynamikę obiegu
składników mineralnych w środowisku glebowo-wodnym. Wpływ
intensyfikacji produkcji łąkarskiej na środowisko naturalne, a
zwłaszcza na jakość wód został dobrze rozpoznany i opisany przez
wielu autorów [Benoit i Simpson 2004, Piekut i Pawłat 1996, Sapek i
in. 1998, Wasilewski 1997, Wesołowski 2008].
Zaprzestanie produkcyjnego użytkowania łąk przyczynia się do
zmiany warunków siedliskowych, w tym zanikania wartościowych
gatunków traw i ziół.
3/28
2. CEL PRACY
Celem badań była ocena ekstensywnego
użytkowania łąki na glebie mineralnej na stężenie
wybranych składników mineralnych w wodach
gruntowych.
.
6/28
2. MATERIAŁ I METODYKA (1)
.
Badania prowadzono na ponad trzydziestoletnim
doświadczeniu łąkowym o jednolitym sposobie
produkcyjnego użytkowania i nawożenia w latach
1981-2010.
Doświadczenie łąkowe w Jankach w woj. mazowieckim
założono w 1981 r. w celu oceny następczego wpływu
wapnowania na pobranie składników mineralnych przez
ruń łąkową [Sapek 1993].
2. MATERIAŁ I METODYKA (2)
Doświadczenie usytuowano na czarnej ziemi zdegradowanej
o składzie granulometrycznym piasku gliniastego mocnego.
Tabela 1. Charakterystyka gleby do głębokości 10 cm głębokości
na doświadczeniu łąkowym w Jankach
pHKCl
Corg
g·kg-1
Nog
g·kg-1
Pog
mg·kg-1
Kog
mg·kg-1
Mgog
mg·kg-1
Caog
mg·kg-1
3,86
14,6
1,82
390
910
720
2,10
2. MATERIAŁ I METODYKA (3)
Do 2010 r. doświadczenie łąkowe użytkowano produkcyjnie
i stosowano na nim jednolite nawożenie fosforem i potasem:
(34,9 kg P·ha-1 i 149,4 kg K·ha-1·r) oraz zróżnicowano
nawożenie azotem (N1=120 i N2=240 kg N·ha-1·r) w formie
saletry amonowej (AN) i wapniowej (CN).
W latach 2011-2012 z przyczyn ekonomicznych zaniechano
produkcyjnego użytkowania łąki. W tym celu łąkę 1-krotne
koszono mechaniczne w ciągu sezonu wegetacyjnego, zgodnie
z wariantem P)1a) pakietu rolno-środowiskowego dla łąk
ekstensywnych. Zabieg koszenia wykonywano po zakończeniu
okresu lęgowego ptaków (po 1 lipca). Następnie z połowy
obiektów skoszoną ruń usuwano, a na drugiej połowie ją
pozostawiano
2. MATERIAŁ I METODYKA (4)
W próbkach gleby wykonano następujące oznaczenia, tj:
-
zawartość fosforanów (P-PO4) i azotu azotanowego (N-NO3) – metodą kolorymetryczną,
-
z zastosowaniem analizatora przepływowego, zgodnie z metodyką producenta
-
zawartość potasu (K) – metodą płomieniowej spektrometrii emisyjnej (AAS);
-
zawartość magnezu (Mg), wapnia (Ca) – metodą absorpcyjnej spektrometrii płomieniowej
(AAS);
-
pH w roztworze KCl (1:2,5) oraz wodach gruntowych – wykonano metodą
potencjometryczną, za pomocą pH-metru SevenMulti.
-
- zawartość całkowitego węgla organicznego (Corg) – metodą Tiurina w mieszaninie
dichromianu (VI) potasu i stężonego kwasu siarkowego i kolorymetrycznie za pomocą
kolorymetru UV-VIS Helios
-
zawartość azotu ogólnego (Nog) – zmodyfikowaną metodą Kjeldahla [Sapek, Sapek,
2007]
Analizy chemiczne wykonywano w Laboratorium Badawcze Chemii
Środowiska, Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego w Falentach.
Tabela 2. Procentowy udział próbek wody w klasach czystości wód gruntowych spod doświadczenia
łąkowego w latach 2008-2012
.
Okres badań
N
Składnik/
jednostka
Średnia
Min.-max.
SD
Skośność
Kurioza
2008-2010
168
pH
6,75
6,73-7,83
0,41
0,50
0,10
2011-2012
108
6,97
5,87-7,95
0,56
0,22
-0,87
2008-2010
30
263,0
0,90-437,0
0,106
0,01
-1,09
2011-2012
95
99,0
0,28-980,0
0,258
3,07
8,95
2008-2010
168
5,79
0,04-57,73
10,55
2,89
9,21
2011-2012
108
2,37
0,08-15,21
2,74
2,73
8,93
2008-2010
168
0,40
0,01-3,07
0,48
3,06
12,14
2011-2012
108
N-NH4
mg∙dm-3
0,40
0,03-2,93
0,47
3,52
15,60
2008-2010
168
0,29
0,01-4,00
0,58
4,25
21,32
2011-2012
108
P-PO4
mg∙dm-3
0,23
0,04-2,72
0,37
5,97
39,11
2008-2010
168
K
mg∙dm-3
3,66
0,03-38,20
6,17
3,78
15,95
2011-2012
108
2,56
0,34-10,50
2,32
1,88
3,36
2008-2010
168
3,43
0,10-8,20
2,11
0,18
-0,96
2011-2012
108
Mg
mg∙dm-3
3,09
0,40-6,70
1,57
0,52
-0,42
2008-2010
168
46,04
6,20-131,60
23,72
0,59
1,016
2011-2012
108
Ca
mg∙dm-3
32,75
6,16-55,85
11,92
-0,10
-0,58
EC µS/cm
N-NO3
mg∙dm-3
Tabela 3. Procentowy udział próbek wody w klasach czystości wód
gruntowych spod doświadczenia łąkowego w latach: 2008-2012
Składnik/jedn.
pH
ECµS/cm
N-NO3 mg∙dm-3
.
N-NH4 mg∙dm-3
P-PO4 mg∙dm-3
K mg∙dm-3
Mg mg∙dm-3
Ca mg∙dm-3
Okres badań
Procentowy udział próbek wody w klasie czystości dla wód
podziemnych
(wg. Dz.U.2008 nr 143 poz. 896)
I
II
III
IV
V
2008-2010
100
-
-
-
-
2011-2012
98
-
-
-
2,0
2008-2010
100
-
-
-
-
2011-2012
100
-
-
-
-
2008-2010
67,5
13,8
7,2
4,6
6,9
2011-2012
74,0
15,0
7,0
4,0
-
2008-2010
62,0
24,0
2,3
7,2
4,5
2011-2012
76,0
13,0
6,0
3,5
1,5
2008-2010
68,0
10,0
18,0
4,0
2011-2012
70,0
26,0
2,5
1,5
2008-2010
87,40
5,8
-
6,8
2011-2012
97,0
3,0
-
-
2008-2010
100
-
-
-
-
2011-2012
100
-
-
-
-
2008-2010
58,0
39,0
3,0
-
-
2011-2012
86,0
14,0
-
-
-
.
N-NO3 mg dm -3
8
6
4
2
0
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2008 2009 2010 2011 2012
Rok; year
X
SD
2
1
1,75
N-NH4 mg dm -3
SD
10
1,5
0,75
1,25
1
0,5
0,75
0,5
0,25
0,25
0
0
2008 2009 2010 2011 2012
SD
Rok; year
X
SD
Rys.1 . Stężenie N-NO3 i N-NH4 (mg dm-3) w wodach gruntowych spod
doświadczenia łąkowego.
I klasa czystości
DZ.U.2008 nr 143
poz. 896
P-PO4 mg dm-3
SD
10
1
10
8
8
6
6
4
4
0,2
2
2
0
0
0
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
K mg dm-3
SD
1
.
0
2008 2009 2010 2011 2012
2008 2009 2010 2011 2012
Rok; year
X
SD
Rok; year
X
SD
Rys.2. Stężenie P-PO4 i K (mg dm-3) w wodach gruntowych spod
doświadczenia łąkowego.
I klasa czystości
DZ.U.2008 nr 143
poz. 896
SD
.
10
60
8
8
50
6
6
4
4
2
2
0
0
35
40
25
30
20
15
20
10
5
0
0
2008 2009 2010 2011 2012
Rok; year
X
40
10
2008 2009 2010 2011 2012
Rok; year
SD
30
Ca mg dm-3
Mg mg dm-3
10
SD
X
SD
Rys. 3. Stężenie Mg i Ca (mg dm-3) w wodach gruntowych spod
doświadczenia łąkowego.
I klasa czystości
DZ.U.2008 nr 143
poz. 896
WNIOSKI
1. Ekstensywne użytkowanie łąki przyczyniło się do poprawy jakości wód
gruntowych, a zwłaszcza do zmniejszenia stężenia N-NO3 i P-PO4,
będących najczęstszą przyczyną zanieczyszczeń rolniczych.
2. Stężenie potasu w wodach gruntowych bez względu na sposób ich
użytkowania było małe, co wynika ze zdolności tego składnika do
adsorpcji przez roślinność oraz sorbowania jego nadmiarów przez
kompleks sorpcyjny.
.
3. Długookresowy brak nawożenia magnezem łąki produkcyjnie
użytkowanej przyczynił się do wyczerpania glebowych rezerw twego
składnika, świadczy o tym stopniowe zmniejszanie jego stężenia
badanych wodach z upływem lat. Natomiast ekstensywne użytkowanie
łąki oraz pozostawianie resztek na jej powierzchni sprzyjało migracji Mg
do wód gruntowych.
4. Pozostawianie łąk ekstensywnych w krajobrazie rolniczym może
pełnić ważną rolę w utrzymaniu dobrej kondycji środowiska
naturalnego, a zwłaszcza jakości wód gruntowych.
Literatura
1.
Benoit M., Simpson J.C. 2004 Grassland and water resources: recent findings and challenges in
Europe. Grassland Science in Europe. Vol. 9 s. 117-129.
2.
Piekut K., Pawłat H. 1996. Bilans azotu ekosystemów łąkowych w zróżnicowanych warunkach
glebowo-wodnych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z 440 s. 291-299.
3.
Sapek A., Sapek B., Pietrzak S., Nawalany P. 1998. Zużycie nawozów mineralnych i rozpraszanie
składników nawozowych do środowiska w Polsce. Materiały Informacyjne międzynarodowej
konferencji „Obieg i bilans azotu w rolnictwie polskim. Falenty 1-2 grudnia 1998: Wydaw. IMUZ
ss. 23.
4.
Sapek B. 1993. Studia nad wapnowaniem trwałego użytku zielonego. Praca habilitacyjna. IMUZ
Falenty, s. 11-93
5.
Wasilewski Z. 2003. Wpływ terminów stosowania obornika i nawozów mineralnych na
produkcyjność łąki na niektóre właściwości chemiczne wód gruntowych. Zeszyty Problemowe
Postępów Nauk Rolniczych Z. 494 s. 517-523.
6.
Wesołowski P. 2008. Nawożenie łąk nawozami naturalnymi w świetle doświadczeń
Zachodniopomorskiego Ośrodka Badawczego MUZ w Szczecinie. Wyd. Wojewódzki Fundusz
Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej woj. zachodniopomorskiego. s. 36-43.
.
Dziękuję za uwagę