Състав и свойства на почвения разтвор при различни начини на земеползване


Влияние на минералното торене върху състава на почвения разтвор



страница6/7
Дата25.06.2017
Размер1 Mb.
#24251
1   2   3   4   5   6   7

5. Влияние на минералното торене върху състава на почвения разтвор

5.1. Добив от отглежданите култури

Торенето на земеделските култури се извършва за да подпомогне реализирането на генетичния им потенциал с цел получаване на високи добиви. При добре балансирано торене се създават условия за пълноценно снабдяване на отглежданите култури с хранителни елементи и не се създават предпоставки за измиването им.

През периода на това изследване 2005-2007г. в рамките на многогодишен торов опит, извеждан по единна схема върху алувиално-ливадна почва с царевица като монокултура са отглеждани следните култури: през 2004/2005 г. – ечемик, през 2005/2006 г. – пшеница, а през 2007 г. отново царевица.
Таблица 7. Добив от зърнено-житни култури (kg.da-1)


Вариант

Култури, kg.da-1

Ечемик

2004-2005г.



Пшеница

2005-2006г.



Царевица *

2007г.


В1

57

167

390

В5

294

592

631

В3

289

602

800

НМДР=0,05

НМДР=0,01

НМДР=0,001


45

68

84



177

252


365

-

-

-



* Недостатъчно повторности за статистическа обработка
Получените резултати (Таблица 7) показват, че добивите от трите отглеждани култури са се повлияли значително от прилаганото азотно-фосфорно торене. Констатирана е максимална степен на доказаност за ечемика (при р=0,001), за пшеницата (при р=0,001) на разликите между неторения вариант и торените варианти (В3 и В5). Получените добиви между вариантите на торене са статистически недоказани, което показва, че независимо от създадените оптимални условия за хранене на отглежданите култури, не са изчерпани напълно внесените количества хранителни елементи, което е предпоставка за измиване по дълбочина на почвения профил.

За същия период на изследване 2005-2007 г. върху алувиално-ливадна почва е изведен опит със зеленчукови култури. Данните от таблица 8 показват, че добивът от патладжан варира от 1025 до 2206 kg.da-1, при доматите е от 3533 до 9833 kg.da-1. Най-високи добиви от домати се получават при вариантите на торене: N30P10K10 и N20P10K10. Дисперсионният анализ на данните за добивите от домати показва, че торенето оказва значително влияние върху този показател. Статистически доказани са разликите между всички торени варианти и контролата (при р=0,01).


Таблица 8. Добив от зеленчукови култури (kg.da-1)

Вариант

Култури, kg.da-1

Патладжан

2005г.


Домати

2006г.


Моркови*

2007г.


Т0

1025

3533

2876

Т1

1368

6140

3121

Т2

1909

7977

3285

Т3

2206

9833

3621

НМДР=0,05

НМДР=0,01

НМДР=0,001


374

544


817

1358

1976


2969

-

-

-



* Недостатъчно повторности за статистическа обработка

Получените добиви от опита с моркови показват, че с нарастване на торовата норма незначително се увеличава добива от моркови, като най-висока възвращаемост от приложеното азотно торене е установено при 50% редуциране на торовата норма (N8) спрямо оптималната изчислена по модела. Удвояването на торовата норма (N16) е свързано със значително намаляване на ефекта от торенето при отглеждане на моркови. Внесеният в опита аммониев нитрат има вкисляващ ефект, а морковите са култура, която проявява висока чувствителност към почвената киселинност, поради което торенето при тях се извършва след определяне на реакцията на почвата и запасеността й по отношение на основните хранителни елементи. Подхранването на морковите по време на вегетационния период е създало благоприятен режим на азотно хранене и не е довело до измиване на азота извън зоната на активната коренова дейност.


5.2. Съдържание на минерален азот в алувиално-ливадна почва

5.2.1. Съдържание на подвижни форми на азот в почвата при отглеждане на зърнено-житни култури

Получените данни показват, че след отглеждане на ечемик най-високо е съдържанието на амониевия азот в орния слой. Констатирано е, че в слоя (60-90 cm) съдържанието на амониев азот намалява почти двойно, в сравнение с повърхностният слой. Различията в съдържанието на амониев азот в орния слой са ясно изразени и те са статистически доказани при трите варианта на торене при (р=0,05). По отношение на нитратният азот се наблюдава по-голямо съдържание в слоя 0-30 cm, като статистически доказани при р=0,05 са също трите варианта на торене, докато в слоя 60-90 cm, количествата на нитратния азот са намалели почти двойно и няма статистическа доказаност между вариантите на торене. Данните за минералния азот (фиг.8) показват почти двойно по-голямо съдържание в повърхностният почвен слой (0-30 cm), като статистически са доказани различията между изучаваните варианти на торене. Констатирано е намаляване в по-долните слоеве, като статистическа доказаност е установена при вариантите В3 и В5 в слоя 60-90 cm.







Фиг. 8. Съдържание на минерален азот (mg.kg-1) в алувиално-ливадна почва след отглеждане на зърнено-житни култури
Получените резултати при отглеждане на пшеница показват, че съдържанието на минерален азот в почвата е по-ниско в повърхностният слой в сравние с това при ечемика. Най-голямо е количеството на амониев азот в орния почвен слой, като доказано увеличение има също така при варианта В5(N10). Получените резултати за нитратния азот при отглеждане на пшеница показват, че в сравнение с ечемика те са доста по-ниски за повърхностния слой като се наблюдава слаба тенденция на намаляване по дълбочина на почвения профил. Съдържанието на минераления азот показва, че в слоя 0-30 cm (фиг.8) статистически доказани различия има между контролния вариант и варианта с максимална азотна норма на торене.

Резултатите получени при отглеждане на царевица показват, че стойностите на амониевия азот са почти еднакви и за трите почвени слоя, като по-големи са количествата при максимално торения вариант за слоевете 30-60 и 60-90 cm, като за слоя 30-60 cm се наблюдава доказано увеличение и при трите изучавани варианта, а при 60-90 cm при вариантите В5(N10) и В3(N20) в сравнение с контролата. От данните се вижда, че по отношение на нитратния азот за слоя 0-30 cm стойностите му са близки до тези на пшеницата, а останалите почвени слоеве се отличават с малко по-високи стойности. Статистическа доказаност между отделните варианти има при дълбочина 30-60 cm. Данните от фигурата показват, че по-големи количества минерален азот остават в почвата след отглеждане на ечемик. При пшеницата и царевицата торенето с различни азотни норми не води до натрупване на значими количества минерален азот, което се вижда от представените графики, където азотът варират от 13 до 29 mg.kg –1 за двете изучавани култури.




5.2.2. Съдържание на подвижни форми на азот в почвата при отглеждане на зеленчукови култури

От фигура 9 се вижда, че след отглеждане на патладжан съдържанието на минерален азот е най-ниско в орния слой в сравнение със слоевете 30-60 и 60-90 cm. Най-високи стойности на минералният азот в алувиално-ливадната почва за 0-30 cm слой се наблюдава при контролния вариант Т0(N0). Статистическата обработка показва, че за всички изучавани варианти няма доказаност на разликите. Установено е, че най-много минерален азот се натрупва в слоя 30-60 cm, като доказано увеличение на съдържанието му има при вариантите Т1(N8) и Т2(N16). При разглеждане на данните за нитратният азот се констатира, че по-високи количества има в почвата при максимално торения вариант Т3(N24) при всички почвени слоеве, като за слоя 30-60 cm има статистическа доказаност на увеличението на нитратен азот за вариантите N16P8K8 и N24P8K8, а при 60-90 cm за вариантите N8P8K8, N16P8K8 и N24P8K8.







Фиг. 9. Съдържание на минерален азот (mg.kg-1) в алувиално-ливадна почва след отглеждане на зеленчукови култури

Представените на фигура 9 данни за съдържанието на минерален азот след отглеждане на домати се вижда, че количеството му е по-малко от това след отглеждане на патладжан. При всички изучавани почвени слоеве се забелязва увеличаване на съдържанието на минерален азот при вариантите N20P10K10 и N30P10K10, което е и

статистически доказано. Стойностите на нитратният азот са близки до тези на патладжана, като най-ниско е неговото съдържание при максимално торения вариант за слоя 0-30 cm. Преди отглеждане на моркови количеството на нитратен азот е доста по-високо от това при разгледаните по-горе култури, като съдържанието му за слоевете 30-60 и 60-90 cm са доста близки. Данните за минералния азот след отглеждане на зеленчукови култури варират от 7 mg.kg-1 при доматите до 23 mg.kg-1 при морковите.

В заключение следва да се отбележи, че в почвата остават по-големи количества амониев азот, след отглеждане на ечемик. При пшеницата и царевицата торенето с различни торови норми не води до натрупване на значими количества минерален азот, докато при отглеждане на интензивни зеленчукови култури се създава по-голям риск за измиване на хранителни елементи под еднометровия почвен слой.


5.3. Химичен състав на почвения разтвор в зависимост от торенето

Почвеният разтвор е важен компонент на почвата, който отразява статуса на

химичните елементи в нея и в същото време е основен източник на достъпни за растенията хранителни елементи. Като динамичен показател разтворът най-бързо

реагира на антропогенни въздействия и изучаването му в условията на интензивно земеделие дава ценна информация за влиянието им върху неговия състав и свойства.

Проведените експерименти (таблица 9) показват, че факторите на съвременното


Варианти

0-90 cm


Стойн.

pH


Елементи, mg.l-1

K+

Na+

Ca2+

Mg2+

N-NO3-

HCO3-

Cl-

Ечемик, 2005 г.

B1(N0P0K0)

7,65

3,04

25,11

94,5

16,22

17,98

206,08

47,83

B5(N10P5K0)

7,40

4,29

31,51

140,83

24,69

58,46

237,63

50,52

B3(N20P10K0)

7,35

3,93

31,89

140,05

24,33

50,58

248,13

53,95

Пшеница, 2006 г.

B1(N0P0K0)

7,40

4,60

22,35

80,00

15,83

41,85

289,83

50,10

B5(N10P5K0)

7,30

4,11

23,81

80,50

18,33

87,66

191,94

46,04

B3(N20P10K0)

7,35

4,24

22,14

79,33

18,00

60,79

219,77

53,26

Царевица, 2007 г.

B1(N0P0K0)

7,50

4,77

21,59

85,50

21,67

63,56

94,20

39,14

B5(N10P5K0)

7,45

5,28

32,42

105,16

25,00

55,90

174,73

55,11

B3(N20P10K0)

7,45

4,96

38,63

113,50

28,00

63,56

176,33

62,70
Табл. 9. Химичен състав на почвения разтвор при зърнено-житни култури 2005-2007 г.

земеделие влияят върху физико-химичните характеристики на разтвора – рН, общата

минерализация и концентрация на химични елементи. Разтворът се характеризира с

неутрално рН, като се наблюдават известни промени, изразяващи се в понижаване на рН с увеличаване нормите на торене, което е по-чувствително при опита с ечемик и пшеница. Данните от проведения статистическия анализ показват, че между нормите на торене и стойностите на рН в разтвора съществува корелационна зависимост, която се описва с уравнение от типа: y= ax + b, при коефициент на детерминация R2- 0,750-0,805. Торенето с различни норми азотни и фосфорни торове води до промяна в съдържанието на едновалентните катиони в почвения разтвор, което се дължи на обменните реакции между внесените торове и почвения поглъщателен комплекс. Концентрацията на калия се движи между 3,04 и 5,28 mg.l-1 за различните култури и варианти на торене. Калиево торене не е прилагано и съдържанието на калий в почвения разтвор зависи главно от запасеността на самата почва с калий. По-съществени промени в съдържанието на натрий между торените и неторения вариант се наблюдава при опита с царевица.






Фигура 10. Зависимост между нормите на торене и съдържанието на калций и магнезий в почвения разтвор при отглеждане на ечемик, 2005 г.




Фигура 11. Зависимост между нормите на торене и нитратният азот в почвения разтвор при отглеждане на ечемик, 2005 г.

От таблица 9 се вижда, че торенето е оказало влияние върху концентрацията на калций и магнезий, което се изразява в увеличение на съдържанието им около 1,0-1,5 пъти в разтвора от торените варианти спрямо неторения, с изключение на пшеницата. От фигури 10 и 11 се вижда, че между съдържанието на калций и магнезий в разтвора и използваните азотни норми съществува корелационна зависимост, която се описва с линейни уравнения при житните култури, като коефициентът на детерминация R2 за калций е в границите от 0,737 до 0,948. За магнезий R2 варира между 0,716-0,999.

От фигура 11 се вижда, че между нормите на азотно торене и съдържанието на нитратен азот в почвения разтвор след отглеждане на зърнено-житни култури съществуват добре изразени корелационни зависимости, като коефициента на детерминация е висок и се движи в границите: при ечемика R2 =0,889, при пшеницата R2=0,990 и при царевица R2= 0,750.

Данните от фигура 12 показват, че в почвения разтвор от алувиално-ливадната почва при отглеждане на зеленчукови култури количеството на едновалентните катиони (особено на калия) е значително по-малко в сравнение с това на двувалентните. Наблюдава се известна тенденция към увеличаване на съдържанието на калия в почвения разтвор от торените варианти, докато при натрия не се констатира такава тенденция. Почвеният разтвор, получен след отглеждане на зеленчуци е богат на калций, чието съдържание се увеличава с нарастване на нормата на азотно торене. Аналитичните данни показват, че разтворът от контролния вариант (Т0) е почти два пъти по-беден на калций в сравнение с максимално торения вариант (Т3). Съдържанието на магнезий е 2-5 пъти по-ниско от това на калция, но се наблюдават същите закономерности, т.е. нарастване на съдържанието му с увеличаване на нормата на торене с азот.

Констатирано е увеличаване на съдържанието на нитратен азот в почвения разтвор, като максималната стойност (116 mg.l-1) се наблюдава в почвения разтвор получен под варианта N24P8K8, при отглеждане на патладжан. Съдържанието на хидрокарбонати в почвения разтвор се движи в границите 112 – 308 mg.l-1, а на хлора варира от 30 – 64 mg.l-1 .

mg.l-1 mg.l-1










Фиг. 12. Химичен състав на почвения разтвор от алувиално-ливадна почва при отглеждане на патладжан-2005 г., домати-2006 г. и моркови-2007 г.
Получените резултати показват, че формирането на химичния състав на почвения разтвор зависи най-много от статуса на съответния химичен елемент в системата почва-растение и по-незначително се влияе от отглежданата култура.

Данните на фигури 13 и 14 показват, че при двувалентните катиони в почвения








Фигура 13. Зависимост между нормите на торене и съдържанието на калций и магнезий в почвения разтвор при отглеждане на патладжан, 2005 г.



Фигура 14. Зависимост между нормите на торене и нитратният азот в почвения разтвор при отглеждане на патладжан, 2005 г.
разтвор при отглеждане на зеленчукови култури съществува корелационна зависимост, която се описва с уравнения от вида y= ax2 +bx + c при патладжан и моркови, докато при домати уравнението е от типа y= ax + b. Коефициентът на детерминация R2 за калция е висок при всички зеленчукови култури и е в границите 0,901-0,995. Същото се наблюдава и при магнезия, където стойностите на R2 са съответно: 0,838-0,956. При нитратния азот R2 e: при патладжана - 0,985, при доматите - 0, 982 и при морковите - 0,956. В заключение следва да се отбележи, че наблюдаваните изменения в състава на почвения разтвор по отношение на изучаваните химични елементи зависят в различна степен от нормата на торене, годината на изследване, отглежданата култура и дълбочината на изследвания почвен слой. Тези промени съвсем слабо се забелязвят в почвения разтвор, получен от контролния вариант и са добре изразени в разтвора от вариантите с торене. В дисертацията са представени корелационните зависимости между торовите норми и съдържанието на калций и магнезий и нитратен азот и при останалите култури.
6. Екологична оценка на антропогенните въздействия върху течната фаза на почвата
6.1. Миграция и износ на химични елементи с дренажния отток

Износът на химични елементи с дренажния отток (лизиметричните води) извън коренообитаемия почвен слой е едно от най-важните пера на загуба в мас-баланса на веществата. Влиянието на антропогенното натоварване с азотни торове може да се оцени на базата на създадените условия за миграция на химичните елементи извън коренообитаемия почвен слой.


6.1.1. Обем на дренажния отток при отглеждане на зърнено-житни култури

При разглеждане на дренажният отток за почвения слой 0-100 cm трябва да се вземат под внимание специфичните водно-физични и физико-химични свойства на алувиално-ливадната почва, при която както се вижда от фигура 15 количеството на дренираната вода е доста голямо. Тези количества в съчетание с високи торови норми определят уязвимостта на почвата към азотно торене и замърсяване на подпочвените води.




Фиг. 15. Обем на лизиметричните води под зърнено-житни култури

за периода 2005-2007г., l/m2
Получените резултати за 2005 г. показват, че за слоя 0-100 cm дренажният отток варира между 48,1 и 71,2 l/m2, което представлява 8,98 – 13,29 %, от общото количество постъпила вода, за 2006 се наблюдава вариране между 7,7 и 57,7 l/m2 и съставляват съответно 1,89 и 14,2%. За 2007 г. количеството на дренираната вода също е доста голямо, въпреки, че не са включени данни за есенно-зимният максимум на валежите.
6.1.2. Обем на дренажния отток при отглеждане на зеленчукови култури

От фигура 16 се вижда, че количеството на дренираната вода за 2005 г. при отглеждане на патладжан е най-голямо в сравнение с другите изучавани години, като





Фиг. 16. Обем на лизиметричните води под зеленчукови култури

за периода 2005-2007 г., l/m2

най-ниско то е при угарта за слоя 0-100 cm – 37,50 l/m2, докато при максимално торения вариант вариант (Т3) достига до 109,0 l/m2. За 2006 г. дренираните количества са по-ниски, и в по-тесни граници – 48,10-75,0 l/m2 за слоя 0-100 cm., както и през 2007 г. дренажния отток се движи между 26,90-44,90 l/m2. В заключение може да се каже, че при зеленчуковите култури (интензивни култури) се дренира по-голямо количество вода, в сравнение със зърнено-житните. Най-високи количества се наблюдават при максимално торения вариант Т3 за целия период на изследване.



6.1.3. Съдържание на химичните елементи в дренажния отток при отглеждане на зърнено-житни и зеленчукови култури

От полученните данни (Таблица 10) се вижда, че pH се движи в тесни граници независимо от вариантите на торене, като за 2005 г. стойностите на рН са 7,1-7,2 за 2006 г.- 7,95-8,05 и 8,05-8,20 за 2007 г. Абсолютните стойности на K+ и Na+ се променят също в тесни граници, като най-високи стойности за калия са отчетени при варианта В5 - 1,6 mg.l-1 за 2005 г., 3,46 mg.l-1 за 2006г, а при 2007 г. 4,50 mg.l-1за максимално торения вариант. Калцият е с най-високи количества в дренажния отток при максимално торения вариант през 2005 г. при отглеждане на ечемик – 112,7 mg.l-1 и при вариант В5 при отглеждане на пшеница – 26,02 mg.l-1. Най-ниски са стойностите при угарта и при нулевия вариант през целия период на изследване. Трябва да се отбележи, че през 2005 г. поради необичайното преовлажнявяне на почвата най-високи са количествата на калция в дренажния отток. От таблица 10 се вижда, че минералният азот е най-висок при максимално торения вариант - 82,2 mg.l-1 за 2005 г., 15,5 mg.l-1 за 2006 г., а при отглеждане на царевица при варианта В5 което потвърждава факта за връзката му с торовата норма и количествата на инфилтрата.



В разтвора, получен при отглеждане на зеленчукови култури (табл. 10) се вижда, че калият се променя в тесни граници и при трите отглеждани култури, при патладжан - 2,77-2,96 mg.l-1, при домати – 1,63-2,97 mg.l-1, и при моркови от 1,31 до 2,67 mg.l-1. При натрия е установено, че през 2005 г. най-високи са стойностите при максимално торения вариант Т3 – 27,26 mg.l-1, а през 2006 и 2007 г. най-големи количества в дренажния отток постъпват от вариант Т2.

Таблица 10. Среден химичен състав на лизиметричните води, с.Цалапица, 2005-2007г.


Вариан.,дълб.,cm

В10-100

В50-100

В30-100

Вариан.,дълб.,cm

Угар0-100

Т10-100

Т20-100

Т30-100

Ечемик, 2005 г.










Патладжан, 2005г













Норми на торене

N0P0K0

N10P5K0

N20P15K0

Норми на торене

N0P8K8

N8P8K8

N16P8K8

N24P8K8

pH

7,2

7,1

7,1

pH

7,70

7,40

6,90

7,20

K+

1,3

1,6

1,3

K+

3,15

2,96

2,77

-

Na+

13,4

14,1

18,1

Na+

15,87

12,64

19,49

27,26

Ca2+

81,3

106,0

112,7

Ca2+

131,73

72,80

107,23

85,60

Mg2+

39,4

36,6

44,1

Mg2+

47,68

28,32

16,56

17,76

Ntot

2,9

14,4

82,2

Ntot

9,74

16,12

32,18

4,56

HCO3-

99,8

78,7

71,3

HCO3-

157,49

96,37

51,02

79,85

Cl-

16,4

16,4

17,3

Cl-

23,68

25,17

46,86

51,38

Пшеница, 2006 г.










Домати, 2006 г.













Норми на торене

N0P0K0

N10P5K0

N20P15K0

Норми на торене

N0P10K10

N10P10K10

N20P10K10

N30P10K10

pH

8,05

7,95

8,05

pH

7,90

7,90

7,10

7,50

K+

1,01

3,46

1,42

K+

2,97

1,63

2,58

2,25

Na+

12,15

18,59

12,50

Na+

15,38

34,02

34,65

21,71

Ca2+

44,64

38,64

38,32

Ca2+

37,51

64,79

61,75

31,30

Mg2+

8,87

26,02

23,84

Mg2+

36,24

37,60

-

35,31

Ntot

3,89

7,71

15,82

Ntot

1,68

41,28

75,62

26,92

HCO3-

116,86

107,10

91,96

HCO3-

219,42

132,57

67,94

89,21

Cl-

29,85

28,82

25,78

Cl-

32,71

103,05

78,79

47,18

Царевица, 2007 г.










Моркови, 2007 г.













Норми на торене

N0P0K0

N10P5K0

N20P15K0

Норми на торене

N0P8K8

N8P8K8

N16P8K8

N24P8K8

pH

8,10

8,05

8,20

pH

8,80

8,40

7,90

8,10

K+

0,95

1,56

4,50

K+

2,67

1,31

2,01

1,72

Na+

6,82

13,52

11,43

Na+

15,81

27,37

30,67

19,38

Ca2+

16,50

50,81

20,61

Ca2+

33,63

39,46

80,5

17,35

Mg2+

5,75

8,43

5,14

Mg2+

8,26

4,61

9,12

3,49

Ntot

8,15

32,36

9,09

Ntot

2,68

10,55

45,43

6,50

HCO3-

87,00

90,82

74,24

HCO3-

165,71

69,89

54,73

90,26

Cl-

15,11

16,78

15,38

Cl-

21,09

40,54

50,47

22,87
Стойностите на Ca2+ в разтвора при отглеждане на патладжан са в границите 85,60-107,23 mg.l-1, при домати 31,30-64,79 mg.l-1, а при моркови – 17,35-80,50 mg.l-1, като през всички години най-високи стойности са при варианта Т2, а по-ниски при максимално торения вариант. Магнезият се променя в по-тесни граници, с изключение на 2006 г. при отглеждане на домати, където стойностите му при торените варианти са по-големи в сравнение с другите години. Количествата на общия N се променят в широки граници, като и тук са отбелязани най-високи стойности при варианта Т2, при трите изучавани култури.

Следва да се обобщи, че калцият и азота най-силно се влияят от торовите норми, докато другите елементи на които не оказват съществено значение нормите на торене са калий, натрий, хлор и донякъде хидрокарбонатите.


6.1.4.Износ на химичните елементи с дренажния отток под зърнено-житни култури

На фиг. 17 са представени данни за количествата на изнесените химични елементи, под 0-100 cm почвен слой, при отглеждане на зърнено-житните култури: при следните варианти на торене: В1 (N0); В5 (N10) и В3 (N20).





Фиг. 17. Износ на химични елементи с лизиметрични води (kg.da-1) при отглеждане на зърнено-житни култури
Установена е връзка между количеството на дренажния отток и износът на химични елементи извън коренообитаемия почвен слой. Най-голям интерес представляват количествата на нитратния азот и базичните катиони (К+, Na+, Ca2+, Мg2+), напускащи пределите на почвения профил.Трябва да се отбележи, че през 2005 г., са създадени необичайни условия на овлажняване и количествата на дренираната вода са многократно по-високи и съответно износът на химични елементи е в най-големи количества. През 2005 г. при отглеждане на ечемик, количеството на изнесения азот варира от 0,18 kg.da-1 за вариант В1 до 5,85 kg.da-1 за максимално торения вариант В3.

Износът на азот през 2006 г. при отглеждане на пшеница е 0,06-0,66 kg.da-1, докато през 2007 г. е съответно 0,21-0,40 kg.da-1. Установено е, че при всички случаи с увеличаване на торовите норми се увеличават и загубите на азот. От фигура 17 се вижда, че най-големи загуби на азот са констатирани през 2005 г., което е около 6 пъти повече от изнесеното с контролния вариант. Такива големи загуби могат да се формират при нетипични за района валежи. Получените данни при отглеждане на ечемик (фигура 17) показват, че през 2005 г. при Ca2+се запазва тенденцията на значително по-големи загуби, като количеството на изнесеният калций е между 5,1-8,0 kg.da-1 за слоя 0-100 cm при вариантите В5 и В3. При износа на Mg2+ се наблюдават подобни закономерности, както при калция като абсолютните стойности по варианти варират в малко по-тесни граници, със слаби колебания. За 2005 г. изнесените количества са 2,49-3,13 kg.da-1, през 2006 г. достига до 1,10 kg.da-1 а през 2007 г.при отглеждане на царевица - 0,14-0,22 kg.da-1. При едновалентните катиони К+ и Na+ изнесените количества също са най-големи през 2005 г. за калия са в границите 0,081-0,095 kg.da-1, за натрия 0,852-1,291 kg.da-1. От фигура 17 се вижда, че съдържанието на тези елементи в дренажният отток не се влияе съществено от нормите на торене. За 2006 и 2007 г. абсолютните стойности на калия и натрия са по-ниски като се променят в по-тесни граници. При хидрокарбонатите и хлора отново се наблюдават най-високи стойности през 2005 г., като те не се влияят значително от торовите норми.


6.1.5. Износ на химичните елементи с дренажния отток под зеленчукови култури

От направения анализ на данните (фиг. 18) се установява, че с увеличаване на торовите норми се увеличава износа на нитратен азот с дренажният отток, като отново най-високи са стойностите му през 2005 г. при отглеждане на патладжан, като за вариант N16P8K8 и N24P8K8 износът на азот достига до 2,20-3,75 kg.da-1, и при отглеждане на домати през 2006 г. при вариантите N20P10K10 и N30P10K10 - съответно 2,00 и 2,60 kg.da-1 за слоя 0-100 cm. В сравнение с торените варианти по-ниски са стойностите на изнесеният азот от контролата (угарта) и за трите години на изследване варира между 0,08-0,022 kg.da-1.

За 2005 г. най-значителни загуби на калций са установени също при максимално торения вариант при отглеждане на патладжан (9,72-13,05 kg.da-1) през 2006 г. при отглеждане на домати (2,34-3,80 kg.da-1). За 2007 г. стойностите са съответно 0,68-2,17 kg.da-1. Магнезият следва установените зависимости като при калцият, но загубите с дренажния отток са чувствително по-ниски. От анализа на данните за калия се вижда, че износът за 2005 г. от вариантите N16P8K8 и N24P8K8 е 0,09-0,22 kg.da-1, а за 2006 г. е съответно 0,09-0,17 kg.da-1.




Фиг. 18. Износ на химични елементи с лизиметрични води (kg.da-1) при отглеждане зеленчукови култури
Стойностите на калия, както и на натрия не се влияят съществено от торовите норми, докато с най-голяма миграционна способност са нитратният азот и калцият, зависещи както от нормите на торене, така и от количеството на дренажния отток.
6.2. Състав на подземните води под влияние на антропогенно натоварване при алувиално-ливадна почва

Нивото на подземните води за изследвания период 2005-2007 г., варира от 3,5 до 4,8 m. При кладенец № 7 за разлика от останалите два кладенеца се наблюдават по-ниски стойности на нивото на подземните води за целия изучаван период. Необходимо е да се отбележи, че максималните и минималните нива на подземните води следват сезонното разпределение на валежите, характерно за този район.

Сравняването на стойностите на рН на подземните води, получени от наблюдаваните кладенци (фиг.19) показва, че водите са с неутрална до алкална реакция. При проследяване динамиката на стойностите на рН в трите наблюдавани кладенци се вижда, че съществува почти пълно съвпадение на кривите по време на



Фиг. 19. Динамика в стойностите на pH на подземните води от наблюдаваните

кладенци (№ 5, № 6 и № 7) за периода 2005-2007 г.
целия период на изследване, с изключение на рН през месец юни 2007 г., когато достига до стойности на рН-10,0 т.е. варирането на рН е около една единица.Това би могло да се обясни с факта, че катионите (едно и двувалентни), компенсират нитратните аниони, в резултат на което се получава алкализиране на водите от наблюдаваните кладенци 6 и 7 през пролетта на 2007 г.

Анализът на графиката за динамиката на нитрати в подземните води (фиг. 20) за периода 2005-2007 г., показва тенденция за намаляване на нитратното съдържание, което е около ПДК за нитрати за питейни води – 50 mg.l -1 (Стандарт за питейни води, 1983). При проследяване на кривите от трите наблюдавани сондажни кладенци се вижда, че не е установена ясна разлика между измерените стойности за нитрати особено в по-голяма част от изследвания период. Изключение прави кладенец № 6, където през 2007 г. е наблюдавана най-висока концентрация до 142,46 mg.l-1. Нивото на нитрати в подземните води за тригодишния период на изследване варира между 20-60 mg.l -1.





Фиг. 20. Динамика в съдържанието на нитрати в подземните води от наблюдаваните кладенци (№ 5, № 6 и № 7) за периода 2005-2007 г.
От данните за динамиката на калий в подземните води се вижда, че най-високо вариране в съдържанието на калий е установено във водите от трите кладенци през пролетта на 2007 г. и по-слабо през есенно-зимния период на същата година, докато за 2005 г. е наблюдавано голямо вариране в съдържанието на калия във водите на кладенец № 5 през пролетта на 2005 г. и кладенец № 6 през есента на същата година. Най-слабо е варирането в стойностите на калия и при трите кладенеца през 2006 г. Подземните води от кладенец № 5 се характеризират с най-висока концентрация на калий до 11,72 mg.l -1 в сравнение с другите два кладенеца ( № 6 от 1,30 до 8,02 mg.l-1 и № 7 - 0,4 - 8,02 mg.l-1). Като цяло калият е елемент, характеризиращ се с по-нисък коефициент на мобилност и не се влияе от антропогенното натоварване.

От резултатите за динамиката на натрия в подземните води на всички изучавани кладенци се вижда, че кривите почти съвпадат с изключение на месец септември 2005 г., където стойностите на натрия в два от кладенците № 6 и № 7 са по-ниски, съответно 10,15 и 13,89 mg.l-1. Данните показват, че през май 2007 г. концентрацията на натрия в подземните води от кладенци № 6 и № 7 са най-високи през целия изследван период. От казаното дотук се вижда, че съдържанието на натрий варира в доста широки граници от 4,20 до 95,04 mg.l-1. Натрият е елемент с висока геохимична подвижност и транзитен статус в геохимичния цикъл на елементите.

Калциевият катион доминира в катионият състав на подземните води. Варирането на калция е в съответствие с нитратното съдържание. Количеството на калций (фиг.21) се движи в границите между 15,1 и 196 mg.l-1, което е характерно за този елемент поради неговата висока мобилност. Най-високи стойности са установени през месец септември 2005 г., където измерените концентрации при трите сондажни кладенци са съответно за кладенец № 5 – 172,8 mg.l-1, за № 6 – 196 mg.l-1 и за № 7 – 193,6 mg.l-1, както и през месец май 2007 г. съдържанието в подземните води на кладенец № 6 е 172,5 mg.l -1. Съдържанието на магнезий в подземните води достига до 65,5 mg.l-1 (фиг. 20) и не надвишава ПДК за питейни води. Най-голямо е съдържанието му във водите на кладенец № 6 през пролетта на 2006 г. и на 2007 г.


Фиг. 21. Динамика на калций и магнезий в подземните води от наблюдаваните кладенци (№ 5, № 6 и № 7) за периода 2005-2007г.
Наблюдавано е значителното вариране на хидрокарбонати в подземните води от 62,93 до 427,24 mg.l -1, като най-високи стойности са установени във водите на кладенец № 7 през месец юни, 2006 г. Графиките за хлора (приложени в дисертацията) за трите кладенци през целия изучаван период почти напълно съвпадат, с изключение на месец май 2007 г., където концентрацията на хлор във водите на кладенци № 6 и № 7 са високи съответно – 92,49 и 75,71 mg.l-1.

От направеното изложение може да се обобщи, че интензивното земеделие (почвените обработки, прилаганото торене, отглежданите култури, напояване и др.) оказва влияние върху химичния състав на плитките подземни води. От проведеното изследване е установено, че подземните води в района на с. Цалапица се характеризират с неутрална до алкална реакция. Нивото им се движи в границите от 3,5 до 4,8 m. Съдържанието на нитрати силно зависи от прилаганото торене, но като цяло стойностите им се движат около ПДК за нитрати за питейни води - 50 mg.l -1, като по-високи концентрации са наблюдавани главно през пролетта и лятото за целия изследван период. Установено е, че съдържанието на натрий в подземните води варира в доста широки граници и зависи от променящото се антропогенно натоварване. Концентрацията на калций в подземните води варира в широки граници, което е характерно за този елемент, поради неговата висока мобилност и статус в геохимичния цикъл. Съдържанието на хидрокарбонати и хлор също варира в широки граници, като антропогенното въздействие почти не оказва влияние върху технете стойности. При почви с по-лек механичен състав и плитко разположени подземни води е налице предпоставка за засилена миграция на химичните елементи, като някои от тях напускат коренообитаемия почвен слой и могат да замърсят подземните води.


7. Оценка на земеползването върху качеството на подземните води в зони с екологични ограничения

7.1. Химичен състав на подземните води

На осем картосхеми в дисертационния труд е представено % разпределение на стойностите на рН и съдържанието на химичните елементи в подземните води под различни земеползвания при излужена смолница (в района на Средец, Старозагарско), алувиално-ливадна почва (в района на Цалапица, Пловдивско) и излужена канелена горска почва ( в района на Лозен, Софийско). За по-голяма нагледност и по-коректно интерпретиране на получените резултати за анализа на водите, проучваните кладенци са разделени на две: 1 – кладенци, разположени под смесени урбанизирани територии (СУТ) и 2 – кладенци, разположени под обработваеми земи (ОЗ) и постоянно затревени площи (ПЗП). Най-много са обследваните кладенци, разположени под тези два типа земеползване. Частично са изследвани и кладенци, разположени под трайни насаждения (ТН) и смесено земеползване (СЗП), чието % разпределение по отношение на граничните стойности не е отразено върху представените в дисертацията картосхеми, поради което тези данни няма да бъдат обсъждани. Обозначенията на съответното земеползване са съобразени с единната класификация на типовете земеползвания, използвана в нашата страна, а така също и при идентифициране на уязвимите към нитрати зони. По-подробно се разглежда процентното разпределение на нитрати в трите изследвани обекта.

Съгласно обобщените данни в 36% от водоизточниците, разположени под обработваема земя и постоянно затревени площи съдържат нитрати над 100 mg/l (картосхема 1), а за урбанизираните територии - 65%. Кладенците, чешмите и каптажите в землището на с. Средец със съдържание на нитрати под ПДК за питейни води съставляват 43%, докато тези, в рамките на населеното място – 20%. Питейната вода от централното водоснабдяване се характеризира със съдържание на нитрати много близко до ПДК ( 50 mg.l-1 ).

Секторната диаграма на картосхема 1, отразяваща разпределението на съдържанието на нитрати по гранични стойности в изследваните кладенци от с. Цалапица, Пловдивско показва, че кладенците от първия водоносен хоризонт (дълбочина 1,5-4,6 m) съдържат нитрати над ПДК -50 mg.l-1 (БДС-2328/83). Само в 23% до наблюдаваните кладенци са отчетени по-ниски концентрации на нитрати в откритите водоеми и каптажи в по-крайните райони на водосбора –оризовите системи, лозовите и овощни масиви, отнесени към ОЗ и ПЗП съгласно класификацията на типовете земеползване.

В 70 % от обследваните водоизточници, разположени под смесени урбанизирани територии (населено място), които се използват за интензивно отглеждане на зеленчукови култури са определени нитрати над 100 mg.l-1. Следователно, значимото натоварване на териториите - зеленчукопроизводство в комбинация с открито съхраняване на оборски тор са от начините на земеползване, които увеличават многократно риска от замърсяване с нитрати на подземните води при алувиално-ливадните почви. В останалите кладенци, където са измерени също високи концентрации на нитрати във водите се установява прилагане на високи количества азотни торове на малки територии. Питейните води от водопровода в района са с ниско съдържание на нитрати (21,7 mg.l-1). Същото е констатирано и при дълбоките кладенци от втория и третия водоносни хоризонти, които слабо или почти не се повлияват от начините на земеползване, и нитратите са между 5,5-32,7 mg.l-1.



Картосхема 1. Разпределение(%)на съдържанието на нитрати в подземните води при различни земеползвания (средната стойност е изразена чрез медианата):

СУТ – смесено земеползване в урбанизирани територии; ОЗ – обработваеми земи; ПЗП – постоянно затревени площи.
Повърхностните води (р. Марица и р.Потока) също не са богати на нитрати – 10,8 mg.l-1. Следва да се отбележи, че в землището на с.Цалапица са изследвани най-разнообразни начини на земеползване, в сравнение с другите два пилотни обекта, което дава възможност да се направят по-достоверни заключения относно влиянието на земеползването върху качеството на повърхностните и подземните води. Обобщените данни за кладенците от първата и втората профилни линии в с. Г. Лозен, Софийско показват, че 48% от тях съдържат нитрати във водите над 100 mg.l-1, а в 26 % - съдържанието на NO3- е малко над ПДК за питейни води и в останалите 26% под пределно-допустимата концентрация.
7.2. Влияние на земеползването върху съдържание на нитрати в подземните води

Изследванията в тази насока са проведени в три водосбора като най-голямо внимание е обърнато на замърсяванията под различни начини на земеползване (обработваема земя и постоянно затревени площи), така също смесени урбанизирани територии (в населени места).


Моделен водосбор - с.Средец, Старозагорско

Много автори (Кехайов,1978; Матева и съавтори, 1982; Стойчев и съавтори, 1983) отбелязват липсата на директна хидравлична връзка и събиране на подземните води в района на смолниците под формата на изолирани петна, както и слабия водообмен между водоносните хоризонти. Както е показано на карта № 2, в района на смолниците е установено доста високо съдържание на нитрати в подземните води. Това е свързано с дълбокото напукване на тези почви при засушаване, при което нитратите попадат в подземните води чрез фините почвени частици от повърхностния хоризонт, запълващи пукнатините преди насищане на почвата до ППВ, т. е. преди затваряне на грубите пори и пукнатини. Като предпоставка за замърсяване на подземните води с нитрати може да послужат и особеностите на релефа в района на смолниците. Микропониженията, чрез които по естествен път се събира повърхностния отток от обработваемите земи, скъсяват силно разстоянието между орния хоризонт и подземните води. В тези микропонижения, подземните води излизат близо до повърхността или се изливат на нея, като в много случаи там са и кладенците за питейни води и каптираните извори. Липсата на хидравлична връзка между отделните водоносни хоризонти може да се приеме и като предимство и недостатък.





Карта 2. Начини на земеползване и средно съдържание на нитрати в подземните води за периода 2005-2007 г., Средец, Старозагорско
От една страна това е предпоставка да няма директна връзка между антропогенното натоварване и замърсяването с нитрати, а от друга – възможността за опресняване на подземните води чрез приток на пресни води е ограничена. Това налага специфичен подход при оценка на замърсяването на водите в този район в зависимост от конкретните условия на земеползване, хидрогеоложката характеристика на терена и баланса на водата в района на дадения водоизточник. Специфичните особености на почвения тип в района, посочени по-горе, хидрогеоложките характеристики на терените и начина на захранване на водоносните хоризонти правят интерпретацията на данните за съдържанието на нитрати в отделните кладенци доста трудна, тъй като не е възможно директното обвързване на начините на земеползване в прилежащите територии с концентрациите на нитрати в конкретните кладенци. По първата профилна линия в района на с. Средец (карта 2 – смесени урбанизирани територии), съдържанието на нитрати превишава ПДК в почти всички наблюдавани кладенци и варира между 32 и 342 mg.l-1. При двата каптажа (карта 2 – обработваема земя и постоянно затревени площи), съдържанието на нитрати също е доста високо (112 и 400 mg.l-1), което може да се обясни с геоморфоложките и хидрогеоложките особености на терена и по-конкретно с разположението на водоносните хоризонти и захранващите територии. Възможно е захранващите територии да са разположени близо до повърхността и да са повлияни от земеделски източници на замърсяване. Питейната вода от централното водоснабдяване се характеризира със съдържание на нитрати под ПДК (50 mg.l-1 ).


Каталог: uploaded files
uploaded files -> Магистърска програма „Глобалистика" Дисциплина „Политическият преход в България" Доц д-р П. Симеонов политическа система и политически партии на българския преход студент: Гергана Цветкова Цветкова Факултетен номер: 9079
uploaded files -> Конкурс за научно звание „професор" по научна специалност 05. 02. 18 „Икономика и управление" (Стопанска логистика) при унсс, обявен в дв бр. 4/ 15. 01. 2010
uploaded files -> Автобиография Лична информация
uploaded files -> Стопански факултет – катедра „стопанско управление” специализиран научен съвет по икономическа
uploaded files -> Утвърдил весела неделчева
uploaded files -> Конкурс за проект, при реализирането на проекти, финансирани със средства от европейските фондове, по реда на зоп
uploaded files -> Христо Смирненски
uploaded files -> I. Описание на клиентския терминал Общи положения на работата на системата
uploaded files -> Специализиран научен съвет по отраслова и фирмена икономика при вак на република българия
uploaded files -> О б я в я в а м к о н к у р с: За длъжността “младши експерт


Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница