Seasonal variability of mineral nitrogen in groundwater of hydrogenic soils

• Autorzy: Szymczak S , Pawluczuk J. , Stepien A.

Warianty tytułu

PL

Sezonowa zmiennosc stezenia mineralnych form azotu w wodach gruntowych gleb hydrogenicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Agricultural use of land on hydrogenic soils is associated with lowering the groundwater level, which intensifies the processes of organic matter mineralisation and, in effect, releases large amounts of mineral nitrogen. The aim of the study was to determine the seasonal variability of the concentrations of nitrogen mineral compounds (N-NO2, N-NO3 and N-NH4) in groundwater under extensively managed peat-muck soils, situated in Wrocikowo in the Olsztyn Lakeland and in the Dymerskie Meadows in the Mrągowo Lakeland. Peat-muck soil, found at the study sites, had varied physical properties. The highest content of mineral particles (69.3%) in the muck layer was found in soil marked as MtI 120gy under turf-covered wasteland, and in the peat layer (51.5%) – in soil marked as MtII 60gy under extensively managed meadow. Groundwater taken from piezometers installed in hydrogenic soils was used as the study material. Water for chemical determinations was taken during four seasons: spring – in May, summer – in August, autumn – in November and winter – in January. The concentration of mineral forms of nitrogen in groundwater of peat-muck soil was found to depend on its type, the depth where the groundwater was found and the type of soil use. The highest concentration of mineral nitrogen was found in summer (1.62 mg dm–3 on average), and the lowest (1.11 mg dm–3 on average) was found in winter. The concentration of mineral nitrogen in groundwater of extensively managed peat-muck soil ranged from 0.81 to 2.27 mg dm–3 and was found to be dependent on the type of soil rather than its use. Lowering the level of groundwater in peat-muck soil increases the concentration of mineral forms of nitrogen, especially N-NH4. Ammonium nitrogen was the dominant form of nitrogen in the groundwater of peat-muck soil (MtII 60gy and MtI 120gy) of non-managed and extensively managed meadows, whereas nitrate nitrogen was the dominant form of the element in the MtIc 35gy soil under the meadow and the MtII bb under the pasture.

PL

Zagospodarowanie rolnicze terenów położonych na glebach hydrogenicznych wiąże się z obniżeniem poziomu wody gruntowej, co powoduje nasilenie procesów mineralizacji substancji organicznej, a w efekcie uwalnianie dużych ilości azotu mineralnego. Celem badań było określenie zmienności sezonowej stężenia mineralnych związków azotu (N-NO2, N-NO3 i N-NH4) w wodzie gruntowej pod ekstensywnie zagospodarowanymi glebami torfowo- murszowymi położonymi na obiektach Wrocikowo – Pojezierze Olsztyńskie i Łąki Dymerskie – Pojezierze Mrągowskie. Występujące na obiektach badań gleby torfowo-murszowe charakteryzowały się zróżnicowanymi właściwościami fizycznymi. Największą zawartość części mineralnych (69,3%) w warstwie murszowej stwierdzono w glebie MtI 120gy pod zadarnionym nieużytkiem, a w warstwie torfowej (51,5%) – w glebie MtII 60gy pod ekstensywnie zagospodarowaną łąką. Materiał badań stanowiła woda gruntowa pobierana z piezometrów zainstalowanych w glebach hydrogenicznych. Wodę do oznaczeń chemicznych pobierano w czterech porach roku: wiosną – maj, latem – sierpień, jesienią – listopad i zimą – styczeń. Wykazano, że stężenie mineralnych form azotu w wodzie gruntowej gleb torfowo- murszowych jest uzależnione od ich rodzaju, głębokości występowania wód gruntowych oraz sposobu zagospodarowania gleb. Największe stężenie azotu mineralnego stwierdzono latem (średnio 1,62 mg dm–3), a najmniejsze (średnio 1,11 mg dm–3) zimą. W wodzie gruntowej gleb torfowo-murszowych zagospodarowanych ekstensywnie zawartość azotu mineralnego wahała się od 0,81 do 2,27 mg dm–3 i była bardziej uzależniona od rodzaju gleby niż sposobu jej użytkowania. Obniżenie poziomu wody gruntowej w glebach torfowo-murszowych powoduje w niej zwiększenie stężenia mineralnych związków azotu, szczególnie N-NH4. W wodzie gruntowej gleb torfowo-murszowych (MtII 60gy i MtI 120gy) nieużytkowanych i ekstensywnie użytkowanych łąk, dominującą formą azotu mineralnego był N-NH4, a w glebach MtIc 35gy pod łąką i MtII bb pod pastwiskiem N-NO3.

Słowa kluczowe

EN

seasonal variability; mineral nitrogen; nitrogen; ground water; hydrogenic soil; soil; meadow; pasture; biogenic substance; peat-muck soil

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.713-723,fig.,ref.

Twórcy

autor

Szymczak S

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 2, 10-718 Olsztyn, Poland

autor

Pawluczuk J.

autor

Stepien A.

Bibliografia

• Brandyk T., Gnatowski J., Szatyłowicz J. 1996. Spatial variability of some physical properties of decomposed lowland peat soil. Proc. 10th Int. Peat Congr. Bremen, 2: 23-35.
• Jaszczyński J., Chrzanowski S., Sapek A. 2006. Jakość wód gruntowych pod użytkami zielonymi różnie użytkowanymi. [Groundwater quality under differently utilised grassland]. Woda Środ. Obsz. Wiej. 6, 2(18): 173-189. [in Polish]
• Kiryluk A. 2004. Wpływ nawożenia mineralnego i roślinności na jakość wód gruntowych w siedlisku łąk pobagiennych. [The effect of mineral fertilization on vegetation on the quality of groundwater in pot bog meadows biotopes]. Ann. UMCS, Sect. E, 59 (2): 761-767. [in Polish]
• Koc J., Szymczyk S. 2003. Wpływ intensyfikacji rolnictwa na odpływ z gleb azotu mineralnego. [Effect of agriculture intensity on the nitrogen outflow from soils]. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 494: 175-18. [in Polish]
• Koc J., Solarski K., Rochwerger A. 2005. Wpływ systemu melioracyjnego na wielkość i sezonowość odpływu azotanów z gleb uprawnych. [Effect of reclamation system on the amount and seasonality of the nitrates outflow from arable lands]. J. Elementol., 10(2): 349-358. [in Polish]
• Pawluczuk J., Gotkiewicz J. 2003. Ocena procesu mineralizacji w glebach wybranych ekosystemów torfowiskowych Polski północno-wschodniej w aspekcie ochrony zasobów glebowych. [Evaluation of the nitrogen mineralization process in soils of some peat ecosystems of North-Eastern Poland in the aspect of soil resources conservationj. Acta Agr.-Phys., 1(4): 721-728. [in Polish]
• Pawluczuk J. 2006. Mineral components availability in gyttja-muck and peat-muck soils at Dymer object. Pol. J. Env. St., 15(5D): 90-95.
• Pawluczuk J., Szymczyk S. 2008. Dynamika mineralizacji organicznych związków azotu w glebach murszowych. [Dynamics of organic nitrogen mineralisation in muck soils of the Dymerskie Medows and the content of nitrate and ammonium nitrogen in groundwater]. Woda Środ. Obsz. Wiej., 8, 2b(24): 105-115. [in Polish]
• Piaścik H., Gotkiewicz J., Łemkowska B. 2000. Mokradła Równiny Mazurskiej. [Weatlands ofthe Masurian Plain]. Biul. Nauk., 9: 61-71. [in Polish]
• Sapek A., Sapek B. 2004. Wymywanie składników nawozowych z odwodnionych gleb torfowych po ich renaturyzacji. [Nutrient leaching from dewatered peat soil after their restoration]. Prz. Nauk. Inz. Kszt. Środ, Spec., (30): 260-268. [in Polish]
• Szymczyk S., Glińska-Łewczuk K. 2007. Causes of fading the water of the eutrophic lake Jagiełek with nitrogen and phosphorus compounds under the meteorological conditions of Olsztyn Lakeland. J. Elementol., 12(4): 347-360.
• Szymczyk Szyperek 2005. Rola torfowiska w ograniczaniu odpływu składników biogennych ze zlewni. [The role of peatland in limiting the nutrient outflow from an agricultural catchment]. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 506: 485-49. [in Polish]