The impact of lime on water quality when draining clay soils
| Author | Affiliation | |||
|---|---|---|---|---|
LT | Lietuvos žemės ūkio universitetas | LT | ||
LT |
| Date |
|---|
2008 |
Vienas svarbiausių gamtosaugos uždavinių yra sumažinti pasklidąją žemės ūkio taršą ir siekti, kad būtų gera vandens telkinių ekologinė būklė. Kadangi drenažo nuotėkį galima laikyti pagrindiniu vandens kokybę nulemiančiu veiksniu, svarbu sumažinti biogeninių medžiagų – fosforo ir azoto – išplovimą drenomis. Į tranšėjų užpilą įmaišytų kalkių poveikio fosforo ir azoto kiekiams drenažo ir upelio vandenyje tyrimai atlikti Pietvakarių Lietuvoje esančiame Kalnujų (Raseinių r.) lauko bandymų objekte. Sunkios struktūros priemolio dirvožemiai nusausinti sisteminiu drenažu, atstumai tarp drenų – 16 ir 24 m. Kad pagerėtų dirvožemio vandens laidumas, drenažo tranšėjų gruntas sumaišytas su 0,6% CaO. Straipsnyje pateikti vandens kokybės tyrimų 1999–2005 m. rezultatai. Nustatyti esminiai skirtumai tarp fosforo koncentracijų kontrolinio varianto drenažo vandenyje ir variantų, kuriuose į tranšėjų užpilą įterpta kalkių, – pastaruosiuose koncentracijos buvo 50–64,4% mažesnės.
Drenažo variantuose su kalkėmis bendrojo ir fosfatų fosforo išplovimas drenomis buvo atitinkamai 2 ir 3 kartus mažesnis negu kontroliniame variante. Upelyje, į kurį suteka drenažo vanduo, bendrojo fosforo koncentracijos kito nuo 14 iki 96 µg l–1 ir buvo ne didesnės už koncentracijas, leidžiamas vandens telkiniuose-imtuvuose. Be to, tiriamuoju laikotarpiu upelyje nustatytos bendrojo fosforo (r = 0,49) ir fosfatų fosforo (r = 0,54) koncentracijų mažėjimo tendencijos. Azoto koncentracijų skirtumų drenažo variantuose nenustatyta. Pagerinus tranšėjų laidumą kalkėmis, drenomis išplautų nitratų nepadaugėjo, tačiau nitratų koncentracijos Šilupės upelio vandenyje, palyginti su gamtinio fono upėmis, buvo gerokai didesnės. Didesnes nitratų koncentracijas ir gausesnį jų išplovimą lėmė žemės naudojimo intensyvumas.
A slightly decreasing trend of TP (r = 0.49) and PO4–P (r = 0.54) concentrations was determined in the stream where drainage water is discharged. As regards nitrogen concentrations, the differences in drainage treatments were insignifi- cant. The improved drainage trench backfill permeability did not increase NO3–N leaching to drainage water; however, NO3–N concentrations in the Šilupė stream were higher compared with rivers of natural background level pollution. The increase in agricultural activities enhanced NO3–N concentrations in drainage water and thereby the NO3–N input to the stream.
One of the tasks of environmental protection is to achieve a good ecological status of water bodies and reduce agricultural non-point pollution. Since drainage outflow may be identified as the leading source of water quality, reduction of nutrient transport through drains is of great importance. Field studies of the impact of lime admixture in trench backfill on the content of phosphorus and nitrogen in drainage outflow and the Šilupė stream water were conducted in the Kalnujai site (Raseiniai distr.) located in South-western Lithuania. Heavy-textured clay loam soils were drained by a composite subsurface drainage system with drain spacings of 16 and 24 m. To improve water permeability, drainage trenches were backfilled with soil mixed with 0.6% CaO. Results of sevenyear studies (1999–2005) on water quality are reported in the paper. Water samples were analysed for total phosphorus (TP), phosphate phosphorus (PO4–P), nitrate nitrogen (NO3–N) and ammonia nitrogen (NH4–N). Significant differences in the PO4–P concentrations in the control drainage outflow and treatments with lime added to trench back- fill were estimated. In the water of the control drainage, these concentrations were found to be 2.8 times higher. Lime admixture reduces the annual load of TP and PO4–P two and three times respectively as compared with the conventional drainage system.