Changes in magnesium concentrations and load in runoff water from nitrate vulnerable zones

The objective of this study was to investigate magnesium concentrations and load, and to determine their seasonal changes in runoff water from catchments classified as nitrate vulnerable zones. The results indicate that the average concentrations of 12.2 mg Mg⋅dm-3, with fluctuations within the range of 3.3 to 26.2 mg⋅dm-3, and average annual load of 14.3 kg Mg⋅ha-1⋅year-1, with fluctuations within the range of 4.8 to 41.6 kg Mg⋅ha-1⋅year-1, in runoff water from agricultural areas are determined by weather conditions (season), type of drainage system (ditches, drains) and fertilization intensity. In comparison with land drained by a network of drainage ditches, intensive farming in drained areas increases magnesium loss 2.5-fold from 10 kg per hectare of semi-intensively farmed area to 25 kg Mg⋅ha-1 in an intensively farmed area. The highest magnesium loss was reported in the non-growing season, and around 46% of total magnesium load was leached out in the winter. The magnesium loss was minimized during harsh winters and summer draughts (to around 1.2 kg Mg⋅ha-1⋅year-1) due to a seasonal absence of runoffs.

Celem pracy była analiza stężeń i ładunków magnezu oraz określenie ich sezonowych zmian w wodach odpływających ze zlewni zakwalifikowanych do obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenia wód azotanami ze źródeł rolniczych. Uzyskane wyniki świadczą o tym, że średnie stężenie 12,2 mg Mg·dm-3, z wahaniami od 3,3 do 26,1 mg·dm-3, i średni roczny ładunek 14,3 kg Mg·ha-1·rok-1, z wahaniami od 4,8 do 41,6 kg Mg·ha-1·rok-1, w wodach odpływających urządzeniami melioracyjnymi z obszarów rolniczych zależą od warunków meteorologicznych (pora roku), rodzaju systemu melioracyjnego (rowy, dreny) oraz intensywności nawożenia. Intensywne użytkowanie zdrenowanych gruntów ornych, w porównaniu z glebami odwadniającymi siecią rowów, powoduje ponad 2,5-krotny wzrost wymycia magnezu z 10 kg z 1 ha obszaru o średnio intensywnym rolnictwie do 25 kg Mg·ha-1 z obszaru intensywnego rolnictwa. Największy odpływ występował w okresie pozawegetacyjnym, ok. 46% ogólnej masy ładunku odpłynęło zimą. W okresie mroźnych zim oraz suszy letnich następuje minimalizacja odpływu magnezu (do ok. 1,2 kg Mg·ha-1·rok-1) w wyniku okresowego zaniku odpływu wód.