Influence of the type of soil dewatering and land use on the dynamics of concentrations and volume of nitrogen discharged from agricultural areas

Studies on the dynamics of concentrations and discharge of nitrogen load through draining systems were carried out in Olsztyn Lake District (Pojezierze Olsztyńskie) from 1994 to 2007. For the tests, three basins were selected: an agricultural basin drained with a drainage system, an agricultural and forested basin drained with a network of ditches and drains, and an agriculrual basin with a large forest cover (ca 30%), drained with ditches. The discharge of water through the draining facilities was measured every two weeks, and once a month, N-NO3, N-NO2, N-NH4 as well as Kjeldahl nitrogen were determined. It has been demonstrated that the volume of discharged water carried away through draining systems depends primarily on the amount and distribution of atmospheric precipitation, epsecially during the winter half-year. The dynamics of concentrations and loads of nitrogen in water discharged via draining systems varied with time and depended not only on the amount and distribution of precipitation over a year and in the multi-year period, but also on the type of land use in a given basin and a draining system. It was also found out that intensive rainfall in summer only slightly increased the discharge of water from the basin drained with the drainage system. The load of total nitrogen flowing away through the draining systems from agricultural basins was closely connected with the amount of discharged water and water levels of mineral nitrogen compounds, especially N-NO3. The highest nitrogen loss from drained areas appeared in spring, which was associated with the seasonal character of water outflow, culminating in March-April. The highest concentration of total nitrogen (16.69 mg dm-3) was determined in water discharged through the network of ditches and drains, but due to a more intensive dewatering of soils, a higher total nitrogen load (on average 33% more) was discharged through drains. Per 1 ha of an agricultural basin, the annual outflow of total nitrogen was up to 13.13 kg, including 12.04 kg of mineral nitrogen.

Badania nad dynamiką stężenia i odpływu ładunku azotu systemami melioracyjnymi prowadzono na Pojezierzu Olsztyńskim w latach 1994-2007. Do badań wytypowano zlewnie: rolniczą odwadnianą siecią drenarską, rolniczo-leśną odwadnianą siecią rowów i drenów oraz rolniczą o dużym udziale obszarów leśnych (ok. 30%), odwadnianą rowami melioracyjnymi. Odpływ wód z urządzeń melioracyjnych mierzono co dwa tygodnie, a raz na miesiąc w wodzie oznaczano N-NO3 N-NO2, N-NH4 oraz azot metodą Kjeldahla. Wykazano, że o wielkości odpływu wody systemami melioracyjnymi decydują głównie ilość i rozkład opadów atmosferycznych, a szczególnie ich ilość w półroczu zimowym. Dynamika stężeń i ładunków azotu w wodach odpływających systemami odwadniającymi była zmienna w czasie i zależała nie tylko od ilości i rozkładu opadów w roku i wieloleciu, ale również od sposobu zagospodarowania zlewni i systemu odprowadzającego wodę. Stwierdzono, że intensywne opady w sezonie letnim zwiększają odpływ wody w niewielkim stopniu, i tylko w przypadku sieci drenarskiej. Ładunek azotu ogólnego odpływającego systemami melioracyjnymi ze zlewni rolniczych jest ściśle uzależniony od ilości odpływającej wody oraz od stężenia w niej mineralnych związków azotu, szczególnie N-NO3. Największe straty azotu z terenów zmeliorowanych występowały w okresie wiosennym, co wiąże się z sezonowym odpływem wód i jego kulminacją w miesiącach marzec-kwiecień. Największe stężenie azotu ogólnego (16,69 mg·dm-3) występowało w wodach odpływających siecią rowów i drenów, ale ze względu na intensywniejsze odwodnienie gleb większy jego ładunek, średnio o 33%, odpływał drenami. Z 1 ha zlewni rolniczej drenami odpływało do 13,13 kg azotu ogólnego rocznie, w tym do 12,04 kg azotu mineralnego.