Ekstensywne użytkowanie łąki a jakość wód gruntowych
Transkrypt
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