Beziehung zwischen chemischen Variablen des Bodens und erodiertem Sediment

Für mehrere

Um das Verhalten einiger chemischer Variablen des Bodens und die entsprechenden Variablen des Sediments zu kennen, die durch den Wassererosionsprozess verursacht werden, werden die Bodenverluste durch Abfließen von 12 Bodenserien aus dem Einflussbereich der landwirtschaftlichen Versuchsstation von Marcos wurden analysiert. Juarez. Zu diesem Zweck wurden Nitrate, organische Stoffe, Phosphor, Kalium, pH-Wert und elektrische Leitfähigkeit der aus dem Sediment gewonnenen Proben und ihrer jeweiligen Reihen aus den verschiedenen Böden analysiert.

Zusammenfassung

Um das Verhalten einiger chemischer Variablen des Bodens und die entsprechenden Variablen des Sediments zu kennen, die durch den Wassererosionsprozess verursacht werden, werden die Bodenverluste durch Abfließen von 12 Bodenserien aus dem Einflussbereich der landwirtschaftlichen Versuchsstation von Marcos wurden analysiert. Juarez. Unter Verwendung des Kamphorts-Minisimulators wurden drei Regenfälle mit einer Intensität von 360 mm / Stunde und einer Dauer von drei Minuten auf jede gestörte Bodenfläche angewendet, wobei drei Bedingungen vorhergehender Feuchtigkeit, trockener, feuchter und sehr feuchter Boden berücksichtigt wurden. Zu diesem Zweck wurden Nitrate, organische Stoffe, Phosphor, Kalium, pH-Wert und elektrische Leitfähigkeit der aus dem Sediment gewonnenen Proben und ihrer jeweiligen Reihen aus den verschiedenen Böden analysiert.

Nitrate weisen keine Beziehung zwischen den Werten im Boden und im Sediment auf. Während für organische Stoffe eine gute Beziehung zwischen den Werten des Bodens und denen des Sediments festgestellt wird.

Phosphorwerte zeigen eine enge Beziehung zwischen beiden Quellen, Boden und Sediment.

Die Analyse des Wasserstoffpotentials, des pH-Werts, des Bodens und des Sediments zeigt keine Beziehung. Das gleiche Verhalten zeigt die elektrische Leitfähigkeit.

Kalium hat eine sehr gute Beziehung zwischen Boden- und Sedimentwerten.

Einführung

Während der Wassererosion treffen Regentropfen mit genügend Energie auf den Boden, um die Primärteilchen und ihre Aggregate zu trennen. Diese Partikel können zusammen mit organischen Stoffen und Nährstoffen durch Abfließen transportiert werden (Meyer und Harmon, 1984).

Die Wassererosion zwischen den Reihen reagiert je nach Bodentyp, Bewirtschaftung, Bodenbearbeitungssystem, Hanglage und Niederschlagsmerkmalen unterschiedlich (Marelli et al. 1980; Marelli und Arce, 1995).

Viele Forscher sind in erster Linie daran interessiert, den durch Erosion verursachten Bodenverlust zu bestimmen. Die Kenntnis der physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des erodierten Materials (Sediments) ist jedoch unter dem Gesichtspunkt der Kontamination und der Bestimmung der Art der anzuwendenden Konservierungspraktiken eine wichtige Information. In diesem Zusammenhang (Baker und Laflen (a), 1983) wird der Schluss gezogen, dass Konservierungspraktiken den Verlust chemischer Elemente, die adsorbiert und / oder mit dem Boden verbunden sind, kontrollieren.

Sowohl Abflusswasser als auch Sedimente, die aus landwirtschaftlichen Gebieten erodiert und transportiert werden, enthalten Nährstoffe und Pestizide, die gelöst und adsorbiert sind und eine wichtige Kontaminationsquelle darstellen. (Monke et al., 1977)

Foster und Meyer, 1972, schlugen die folgende Beziehung zwischen der Trennung von Bodenpartikeln durch Abfluss und der Belastung des transportierten Sediments vor:

Die Trennung durch Abfluss von seiner Trennkapazität plus der Sedimentfracht von seiner Transportkapazität beträgt 1.

In dieser Hinsicht bestätigen Epstein et al., 1967, dass die Sedimentablagerungsrate von der Beziehung zwischen ihrer Transportkapazität und der tatsächlichen Belastung des im Abfluss vorhandenen Sediments abhängt.

Baker und Laflen (b), 1983, erwähnen, dass der Verlust von Nährstoffen durch Erosion durch Versickerung im Bodenprofil, in Lösung im Abflusswasser und Adsorption an den erodierten Sedimenten auftreten kann.

Die Menge an Nährstoffen im ursprünglichen Bodenprofil steht in direktem Zusammenhang mit deren Konzentration im erodierten Sediment und im Abflusswasser. (Baker und Laflen, 1983; Stocking, 1985; Weir, 2002)

Diese Studie wurde durchgeführt, um die Beziehung zwischen einigen chemischen Bodenvariablen und denen des durch Wassererosion verursachten Sediments unter Verwendung simulierter Niederschläge zu kennen.

Materialen und Methoden

Unter Verwendung eines Niederschlagsimulators wurden Bodenverluste (Sedimente) aus 12 Serien aus dem Einflussbereich der experimentellen Station INTA Marcos Juárez im Süden und Südosten der Provinz Córdoba, Argentinien, erzeugt.

Die untersuchten Bodenserien, ihre geografische Lage und Beschreibung sind in Tabelle 1 (Gorgas, J. A.) aufgeführt. Die Abbildungen 1 und 2 des Anhangs ergänzen die planimetrische Lage der Standorte und ihr landschaftliches Erscheinungsbild.

Tabelle 1: Identifizierung, Lage und Beschreibung der untersuchten Bodenserien

Der verwendete Boden wurde aus dem Horizont „A“ aus jeder der 12 untersuchten Reihen gesammelt, luftgetrocknet und analysiert, um Nitrate, organische Materie (WB), Phosphor (BK1), Kalium (assimilierbar), pH (1: 2,5) zu bestimmen. und elektrische Leitfähigkeit (1: 2,5) im Labor für Boden- und Wasserchemie der INTA Marcos Juárez Experimental Station.

Anschließend wurde der Boden jeder Serie konditioniert und in aufeinanderfolgenden Schichten in eine Acrylschale mit einem Messgerät gegeben, mit dem Simulator versehen und verdichtet, bis eine scheinbare Dichte von 1,0 g / cm³ erhalten wurde. Auf diese Weise wurde eine Oberfläche gebildet, die simuliertem Regen von 625 cm² mit einer Neigung von 20% ausgesetzt war.

Abbildung 1. Kamphorts Mini-Simulator

Der in der Arbeit verwendete Kamphorst-Minisimulator (Abbildung 1) weist die folgenden technischen Merkmale auf:

Die durchschnittliche Fallhöhe beträgt 400 mm und der durchschnittliche Durchmesser 5,9 mm. Es hat 49 Kapillarröhrchen als Tropfenbildner mit einer Masse von 0,106 g. Dies erzeugt eine kinetische Energie des Regens von 35 Joule / mm.

Auf jeden Boden wurden drei Regenfälle mit einer Intensität von 360 mm / Stunde und einer Dauer von 3 Minuten angewendet (Kamphorst, 1987). Somit wurden drei verschiedene vorhergehende Feuchtigkeitsbedingungen erhalten, trockener Boden vor dem ersten Regen, feucht nach dem ersten und sehr feucht nach dem zweiten Regen. Der durch jeden Niederschlag verursachte Gesamtabfluss wurde gesammelt, das Sediment durch Dekantieren abgetrennt, getrocknet und analysiert, um die gleichen chemischen Variablen zu bestimmen, die in den ursprünglichen Böden durchgeführt wurden. Für diese Analysen wurde der gesamte Boden verwendet, der in den drei angewendeten Regenfällen erodiert wurde.

Die Beziehung zwischen den im Sediment verlorenen Nährstoffen und denen des ursprünglichen Bodens wurde mittels Regressionsanalyse für jede aus den 12 Bodenserien untersuchte Variable verglichen. Diese Beziehungen wurden grafisch zusammen mit der Linie Y = X dargestellt, die den gleichen Verlust im Sediment wie im Boden darstellt.

Resultate und Diskussion

Bei der Wassererosion sind sowohl das Abflussvolumen als auch seine Geschwindigkeit unter feuchten Bodenbedingungen mit einer verringerten Kapazität zur Speicherung, Infiltration und Versickerung der Oberfläche von überragender Bedeutung.

Tabelle 2 zeigt die Werte für Wasserverlust, Boden- und Sedimentkonzentration für jede der untersuchten Reihen, die den drei simulierten Regenfällen ausgesetzt waren.

Tabelle 2. Verlust der Wasser-, Boden- und Sedimentkonzentration nach Bodenserien.

Von den Serien mit lehmiger Textur wird der größte Bodenverlust in der Serie 41 und der geringste in der Cavanagh-Serie verursacht. Mit Ausnahme des Hansen 3er (mäßig erodiert) mit einer schlammigen Textur erhöhen alle den Bodenverlust mit dem dritten Regen unter gesättigten Bodenbedingungen. Die vorangegangene Luftfeuchtigkeit zeigt ihre Bedeutung beim Ziehen des Bodens, hauptsächlich zwischen trockenen und feuchten Bodenbedingungen. Dies ist an den Konzentrationswerten des Sediments zu erkennen.

Die Hauptursache dafür, dass Nährstoffe in Oberflächengewässer gelangen, ist die Wassererosion. Eine Reduzierung bedeutet nicht nur, eine Eutrophierung zu vermeiden, sondern auch die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten. Daher ist es sehr wichtig, Maßnahmen zur Reduzierung erosiver Prozesse zu ergreifen.

Beim Tisch 3, Die Werte für Nitrate, organische Materie, Phosphor, Kalium, pH und elektrische Leitfähigkeit werden entsprechend dem ursprünglichen Boden und den Sedimenten angezeigt.

Die durch Erosion in Lösung befindlichen Nährstoffverluste werden durch deren Konzentration im Abfluss und durch das Abflussvolumen beeinflusst.

Nach Baker und Laflen (1983) sind Menge, Persistenz, Lage im Bodenprofil und Grad der Bodenwechselwirkung (Adsorption) die wichtigsten Faktoren, die die Konzentration eines Nährstoffs in Sediment oder Wasser bestimmen.

Tisch 3. Chemische Variablen des Bodens und des erodierten Sediments.

In Anbetracht der Tatsache, dass sich Nitrate stärker mit dem abfließenden Wasser und durch Versickerung bewegen, wird bei den dem Sediment entsprechenden Werten kein Trend festgestellt. Die pH- und EC-Werte sind im Sediment höher, zeigen jedoch kein Muster in Bezug auf den ursprünglichen Boden.

Sowohl M.O., P als auch K des Sediments zeigen Übereinstimmung mit den Bodenwerten der untersuchten Reihe mit ihren Anreicherungsraten von 1,2, 1,1 bzw. 0,9.

Das Diagramme 1, 2, 3, 4, 5 und 6 Ermöglichen Sie die Visualisierung der Beziehung zwischen den Nährstoffen des ursprünglichen Bodens und denen, die dem erodierten Sediment entsprechen.

Die statistische Analyse der dargestellten Werte bestätigt, dass:

Das Nitrate Es zeigt keine Beziehung zwischen den Werten im Boden und im Sediment mit einem R2 = 0,0075. Ihre mittlere Differenz unterscheidet sich nicht von Null. Diese gehen durch Versickerung verloren, und wenn der Boden "gebügelt" und verkrustet wird, geht er mit dem Abfluss in größerem Maße verloren, da die Infiltration schnell verringert wird.

In dem Organisches Material Es wird eine gute Beziehung zwischen Boden- und Sedimentwerten mit R2 = 0,80 festgestellt. Im Durchschnitt sind die Werte im Sediment höher als im Boden. Dies führt zu einem chemischen Abbauprozess, der mit dem Ziehen von organischem Material und Bodenaggregaten verbunden ist.

Das Spiel stellt eine enge Beziehung zwischen beiden Wertquellen, Boden und Sediment, mit einem R2 = 0,97 und einem Koeffizienten der Linie b @ 1 dar. Die Verluste hängen mit dem erosiven Prozess beim Ziehen der Bodenpartikel zusammen, mit denen er verbunden ist das Spiel.

Das Wasserstoffpotential, pH zeigt keine Beziehung zwischen Boden- und Sedimentwerten. Im Durchschnitt sind die Werte im Sediment deutlich höher als im Boden.

Elektrische Leitfähigkeit Es gibt keine Beziehung zwischen Boden- und Sedimentwerten. Im Durchschnitt sind die Werte im Sediment deutlich höher als im Boden.

Das Kalium zeigt eine sehr gute Beziehung zwischen Boden- und Sedimentwerten mit R2 = 0,86 und einem Koeffizienten b <1. Dies bedeutet, dass der relative Verlust umso geringer ist, je höher der K-Gehalt im Boden ist. Im Durchschnitt sind die Werte im Sediment niedriger als im Boden.

Schlussfolgerungen

Der Nährstoffverlust im erodierten Sediment, der den 12 mit simulierten Niederschlägen untersuchten Bodenserien entspricht, zeigt ihr Kontaminationspotential und spiegelt ein charakteristisches Zeichen für den physikalisch-chemischen Abbau wider, dem sie aufgrund ihrer überwiegenden landwirtschaftlichen Nutzung und der daraus resultierenden Zunahme ausgesetzt sind in Anfälligkeit für Wassererosion. Dies zeigt sich in der Zunahme des durch Abfluss transportierten Sediments bei sehr feuchtem Boden (dritter Regen), wobei 66% der Fälle aufgrund der Abnahme der Infiltration und der Zunahme des Volumens und der Geschwindigkeit des Abflusses einen größeren Bodenverlust aufweisen.

Die an das Sediment gebundenen Nährstoffe P und K und M.O. gehen während des Wassererosionsprozesses proportional zu ihrer Konzentration im Boden verloren. Die meisten Nährstoffverluste sind mit der Trennung von kolloidalem, anorganischem und organischem Material verbunden, wo die Nährstoffe adsorbiert werden. Der Verlust gelöster Nährstoffe im Abfluss, wie im Fall von Nitraten, muss ebenfalls berücksichtigt werden.

Direkte Aussaat, Rotation in der Landwirtschaft oder auf der Weide, ausgewogene Düngung sowie Schutzmaßnahmen, die den Abfluss verringern und steuern, kontrollieren den Verlust von Boden und Nährstoffen und bilden die Grundlage für eine nachhaltige Produktion in Verbindung mit dem Schutz der Umwelt, der Wasserqualität und des Umweltmanagements in Übereinstimmung.

AUTOREN: Marelli, Hugo J.. [1]; Arce, Juan M. [1]; Masiero, Beatriz L.. [2]; Lorenzón, Claudio A.. [3] und Marelli, Patricio M. [3]

Anmerkungen:

[1] Bodenmanagement- und Naturschutzgruppe. EA INTA Frau Jz. Cba. Argentinien [2] Gruppe für Statistik und Informatik. EWR INTA Frau Argentinien [3] Labor für Boden- und Wasserchemie. Argentinien

Zitierte Literatur:

Baker, J.L. und Laflen, J. M. (a) 1983. Abflussverluste von Nährstoffen und Boden aus dem Boden fallen gedüngt nach Sojabohnenernte. Trans. ASAE 26: 1122–1127.

Baker, J.L. und Laflen, J. M. (b) 1983. Wasserqualitätsfolgen der konservierenden Bodenbearbeitung. J.Soil Water Cons. 38: 186 & ndash; 193.

Epstein, E. und W.J. Gewähren. 1967. Bodenverluste und Krustenbildung im Zusammenhang mit einigen bodenphysikalischen Eigenschaften. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 31: 547 & ndash; 550.

Foster, G.R. und Meyer, L.D. 1972. Transport von Bodenpartikeln durch flache Blüten. ASAE 15: 88-102.

Gorgas, Juan A. 2006. Persönliche Mitteilung. Böden von Córdoba, Maßstab 1: 500000.

Kamphorts, A. 1987. Ein kleiner Niederschlagsimulator zur Bestimmung der Bodenerodierbarkeit. Netherland Journal of Agricultural Science 35: 407: 415.

Marelli, H.J. et. zum. 1980. Bodenverluste bei der Weizen-Sojabohnen-Rotation bei direkter Aussaat. IX Argentinisches Treffen der Bodenkunde. Paraná. Zwischen Flüssen. Argentinien.

Marelli, H.J. und J. Arce. 1995. Beiträge zur Direktsaat. Agro de Cuyo Enzyklopädie. Handbuch 12. INTA. EWR Marcos Juárez - Córdoba - Argentinien.

Monke, E.J., H.J. Marelli, L.D. Meyer, J.F. DeJong. 1977. Abfluss, Erosion und Nährstoffbewegung aus Zwischenbohrgebieten. ASAE, V. 20; Nr. 1, 58-61.

Meyer L.D. und Harmon W.C. 1984. Anfälligkeit landwirtschaftlicher Böden für Interrill-Erosion. Am. J. 48: 1152 & ndash; 1156.

Stocking, M.1982. Verlust der Bodenproduktivität durch Erosion, ein Forschungsdesign. Arbeitsbericht Nr. 12. Bodenschutzprogramm. FAO - Rom. Italien.

Weir, E. 2002. Boden- und Wasserverlust in Abflussflächen. 2 .. Kongress für Agrarverschmutzung. Pergament. Buenos Aires. Argentinien.

Im Anhang

Figur 2. Karte der Bodenprobenahmestellen.

M = Probenahmeort

Figur 3. Landschaft der Probenahmegebiete

Video: Die Bedienungsanleitung für eine glückliche BEZIEHUNG Raphael Bonelli (Kann 2022).