Calcium and magnesium in atmospheric precipitation, groundwater and the soil solution in long-term meadow experiments

• Autorzy: Sapek B.

Warianty tytułu

PL

Wapń i magnez w opadzie atmosferycznym, wodzie gruntowej i roztworze glebowym w długoletnich doświadczeniach łąkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

At present, atmospheric precipitation is considered a cause of environmental pollution. Less attention is paid to nutrients in rainfall that might supply plant requirements. Hence, there is a need to assess relationships between rainfall, groundwater and the soil solution in the context of their mineral content (including magnesium and calcium) essential for soil fertility as well as proper plant growth and development. Such an attempt was made based on long-term meadow experiments run in the vicinity of the village Falenty, the Province of Mazowsze (województwo mazowieckie). The relationships between the Ca and Mg content in wet precipitations in Falenty, and in groundwater and the soil solution under long-term meadow experiments were evaluated. Moreover, concentrations and loads of these elements were compared between wet precipitation, groundwater and the soil solution. The positive effect of rainfall Ca and Mg on soil water is differentiated by the significant variability of both concentrations and loads of Ca in precipitation. The fact that Ca binds more strongly to soil than Mg may result in the lack of a positive effect of Ca on the soil solution. The beneficial influence of Ca concentrations on soil solutions depend on the acid reaction of soil. No such relationship was observed for Mg. This confirms the influence of differences in soil pH, soil abundance and different solubility of the two elements on the chemical composition of soil waters.

PL

Obecnie szczególną uwagę zwraca się na opad atmosferyczny, jako jedną z możliwych przyczyn zanieczyszczenia środowiska. Natomiast znacznie mniejszą poświęca się zawartości w nim składników pokarmowych uzupełniających potrzeby roślin. Skłania to do próby oceny wzajemnych powiązań między opadem, wodą gruntową i roztworem glebowym w aspekcie zawartości w nim składników mineralnych, w tym wapnia i magnezu, niezbędnych dla żyzności gleby oraz rozwoju i wzrostu roślin. Oceny dokonano w warunkach rejonu Falent, w województwie mazowieckim, na przykładzie długoletnich doświadczeń łąkowych. Badano i oceniono zależności między Ca i Mg w mokrym opadzie z Falent oraz w fazie wodnej gleby – wodzie gruntowej i roztworach glebowych spod doświadczeń łąkowych. Ponadto oszacowano oddziaływanie stężenia, a także ładunku tych składników między mokrym opadem, wodą gruntową i roztworem glebowym. Dodatnie oddziaływanie Ca i Mg zawartych w opadzie na wody glebowe różnicuje znaczna zmienność zarówno stężenia, jak i ładunku Ca w opadzie. Natomiast silniejsze w porównaniu z Mg wiązanie Ca przez glebę może skutkować brakiem wpływu tego składnika z opadu na jego stężenie w roztworze glebowym. Dodatni wpływ stężenia Ca w wodzie gruntowej na jego stężenie w roztworach glebowych warunkuje kwaśny odczyn gleby. W przypadku Mg nie obserwowano takiej zależności. Potwierdza to wpływ różnic odczynu, zasobności gleb oraz różnej rozpuszczalności związków omawianych składników na skład chemiczny wód glebowych.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2014
• Tom: 19
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.191-208,fig.,ref.

Twórcy

autor

Sapek B.

• Department of Water Quality Protection, Institute of Technology and Life Sciences in Falenty, Falenty, al.Hrabska 3, 05-090 Raszyn, Poland

Bibliografia

• Anastasio C. 2000. Concentrations and chemistry of organic compounds in fine particles and fog drops from Davis, CA. In: Environmental chemistry of the atmosphere: 2000 and beyond. Extended Abstracts, 40(1): 373-375.
• Arianoutsou M. 1989. Atmospheric deposition of nutrients in a coastal maquis ecosystem of north-eastern Greece. Int. J. Biometeorol., 33:124-130.
• Chadwick O.A., Derry L.A., Vitousek P.M., Huebert B.J.& Hemin L.O. 1999. Changing sources of nutrients during four million years of ecosystem development. Nature, 397: 491-497.
• Cymes I., Szymczyk S. 2005. The effect of land use, reclamation and natural factors on the concentrations of sodium, calcium and magnesium in ground waters and their outflow through drainage system from heavy soils. Inż. Ekol., 13: 44-49. (in Polish)
• Gliński J. 1999. Chemical and physicochemical soil properties. In: Soil science. Ed. S. Zawadzki. PWRiL, Warszawa, pp.194-196. (in Polish)
• Gorlach E., Mazur T. 2002. Fundamentals of plant nutrition. Chapter 2. In: Agricultural chemistry, PWN, Warszawa, pp. 42-45. (in Polish)
• Hlawiczka S., Dyduch B., Fudala J. 2003. Long-term changes of particulate emission in the industrial region of Upper Silesia (Poland) and their effect on the acidity of rainwater. Water, Air Soil Pollution, 142: 151-163.
• Kacorzyk P., Kasperczyk M., Szewczyk W. 2012. Nutrient loads deposited with precipitations on the earth surface in mountain areas. Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie.12, 4(40): 145-150. (in Polish)
• Katz B.G. 1989. Influence of mineral weathering reactions on the chemical composition of soil water, springs, and ground water, Catoctin Mountains, Maryland. Hydrol. Proc., 3(2): 185-202.
• Ligęza S., Smal H. 2004. pH, specific conductivity and concentrations of alkaline elements in the soil solution from enclosures of geese farms. Ann. UMCS Sect. E., 59(4): 1613-1619. (in Polish)
• Orzechowski W., Pulikowski K. 2008. Magnesium, calcium, potassium and sodium content in groundwater and surface water in arable lands in the commune (gmina) of Kęty Wrocławskie. J. Elementol., 13(4): 605-614.
• Pietrzak S., Urbaniak M., Sapek B. 2006. An assessment of changes in the concentrations of mineral forms of nitrogen in soil solutions and their leaching, Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 6 (17): 51-63. (in Polish)
• Prusińkiewicz Z. 2011. Soil solution and its ecological importance. Chapter XX. In: Ecological soil science studies, PWN, Warszawa, pp. 234-241. (in Polish)
• Raczyk J. 2008. Changes of chemical composition of precipitation water in the aeration zone. XV Pol. Conf. on the chemistry of atmospheric precipitation, surface and ground waters. Łódź, 25-26 September 2008. Wyd. UŁ. Abstracts, p. 15.
• Rossa L, Fic. M. 2003. Chemical composition of stream water near Laszczki as an effect of its flow through areas of various spatial management, Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 3(6): 19-27. (in Polish)
• Sapek A. 2011. Nitrogen in atmospheric precipitation - state of the art. Falenty Wyd. ITP. Rozpr., 29: 105 pp. (in Polish)
• Sapek A., Sapek B.1997. Analytical methods of organic soils. Mat. Instruktaż. 115. IMUZ, Falenty, pp. 80. (in Polish)
• Sapek A., Nawalany P. 2006. Nutrient loads introduced with atmospheric precipitation on the ground surface of experimental fields in Falenty. Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 6(17): 23-28.
• Sapek A., Sapek B. 2011. Phosphorus in atmospheric precipitation. IOŚ-PIB, Ochr. Środ. Zas. Nat., 50: 122-133. (in Polish)
• Sapek B. 2006. Preface in: Nitrogen, phosphorus and potassium and grassland yielding on long-term meadow experiments. Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 6(17): 5-13. (in Polish)
• Sapek B. 2009. Changes of pH in mineral soil of permanent meadow long after single liming. In: Chemical studies in agriculture and environmental protection. Zesz. Eduk., 12: 103-116. (in Polish)
• Sapek B. 2011. Correlation of calcium and magnesium uptake by meadow herbage and their long-term outflow from soil in relation to pH and the form of nitrogen fertiliser. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 565: 237-252. (in Polish)
• Sapek B., Pietrzak S. 1996. The use of suction apparatuses with ceramic pore cups in the assessment of potential nitrate release from meadow soils. Zesz.Probl. Post. Nauk Rol., 440: 343-352. (in Polish)
• Sapek B., Nawalany P., Barszczewski J. 2003. Concentrations of mineral components and pH of groundwater from long-term meadow experiments in Falenty. Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 3(6): 59-68. (in Polish)
• Sapek B., Kalińska D., Nawalany P. 2005. Concentrations of mineral components in groundwater from grasslands in relation to their concentrations in atmospheric precipitation) Prz. Nauk., XIX, 1(31): 149-158. (in Polish)
• Sapek B., Sapek A. 2011. Calcium and magnesium in atmospheric precipitation. IOŚ-PIB, Ochr. Środ. Zas. Nat., 50: 134-154. (in Polish)
• Schroeder L.J. 1989. The chemical composition of precipitation, dew and frost and fog in Denver, Colorado. Atmospheric deposition. Proced. of the Baltimore Symp., May 1989. IAHS Publ., 179: 85-90. (in Polish)
• Schlesinger W.H., Gray J.T., Gilliam F.S. 1982 Atmospheric deposition processes and their importance as sources of nutrients in a chaparral ecosystem of southern California. Water Res. Res., 18(3): 623. DOI: 10.1029/WR018i003p00623.
• Szperliński Z. 2002. Chemistry of selected components of natural environment. In: Chemistry in environmental protection and engineering. Parts II and III). Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, pp. 585-651. (in Polish)
• Szwejkowski Z., Suchecki S., Dragońska E. 2007. pH of atmospheric precipitation near Olsztyn. Acta Agroph., 10(3): 717-725. (in Polish)
• Tsukuda S., Sugiyama M., Nishimura K. 2006. Atmospheric phosphorus deposition in Ashiu, Central Japan – source apportionment for the estimation of true input to a terrestrial ecosystem. Biogeochemistry, 77: 117-138.
• Van Loon G.W., Duff y S.J. 2007. Environmental chemistry. Wyd. Nauk. PWN, pp. 117-193. (in Polish)
• Zwoliński Z. 1996. State of Polish ecosystems in 1996. http://www.staff. Amu,edu.pl/-zmsp/stan96/s96c.html

Uwagi

PL

Rekord w opracowaniu

Identyfikatory

DOI

10.5601/jelem.2014.19.1.597