Impact of irrigated agriculture on drainage water quality

 
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2008 (EL)
Επίδραση της αρδευόμενης γεωργίας στην ποιότητα του νερού των αποδεκτών
Impact of irrigated agriculture on drainage water quality

Λίτσκας, Βασίλειος Δημητρίου

Agriculture is responsible for the consumption of large amounts of water and relevant pollution of the receiving water bodies and the environment. In irrigated agriculture the problems of non point source of pollution grow bigger due to the transportation of a part of the agrochemicals with the applied water. Pollutants can be transported with the irrigation water to groundwater or surface runoff and drainage network, ending up to the receiving ecosystems.In areas cultivated with rice irrigation water is used intensively. Much of the applied water returns to nearby water ecosystems with surface runoff and drainage water, enriching them with nutrients and other agrochemical substances.The aim of this research is the evaluation of irrigated agriculture impacts on drainage water quality in an area (~ 150 ha) cultivated mainly with rice, located in the prefecture of Thessaloniki (among cities Sindos and Halastra). The crops in the area are considered demanding in water and fertilizers, in order to be achieved high yields. Irrigation water originates from river Axios which is already enriched with nutrients, especially nitrogen. Drainage networks’ water ends up to the Thermaikos gulf.Samples of water were taken during cultivation period (May – September, 2006) from points on the irrigation and the drainage network. Twelve samples were collected from each of the seven points on the networks in order to examine quality parameters, such as: electrical conductivity, pH, nitrates, ammonium, total phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sodium and sodium adsorption ratio (SAR). Rain samples were also collected in which pH, electrical conductivity, nitrates, ammonium and nitrites were examined.Results are processed with the aim of detecting differences in irrigation and drainage water quality. There is also an effort to evaluate the contribution of each crop in enrichment of drainage networks’ water with nutrients, as the distribution of crops in the area allows such an evaluation to be made.Considering the operation of irrigation network and irrigation practices in the area, the amount of water applied to the crops is estimated. Evapotranspiration of each crop was calculated in order to estimate the real water needs. Also, measurements for the calculation of the amount of water in the main drainage ditch were conducted. Using nutrient concentration in irrigation and drainage water, the estimation of nutrient loads has been made. The load of nitrogen with rain water is also estimated. The results show that irrigation water is over applied in the area. Water efficiency is estimated to be 42%. In addition irrigation water is already enriched with nitrogen due to point and non point source pollution of Axios River in its upper part. Nitrogen load is 0.36 kg/ha and is used from the crops and field margin ecosystems. After fertilization in the beginning of July, the concentration of nitrates in the drainage water increases. Nitrogen load with rainwater is 0.016 kg/ha. Phosphorus load with irrigation water is 0.031 kg/ha. Nitrogen load in drainage water is 0.08 kg/ha, less than in irrigation water. Phosphorus load is 0.014 kg/ha. Finally, the operation of drainage network removes about 49 kg/ha of salts (Ca, Mg, K and Na).
Η γεωργία είναι ο σημαντικότερος χρήστης των υδατικών πόρων και είναι συνυπεύθυνη για τη μη σημειακή ρύπανση των υδατικών αποδεκτών και του περιβάλλοντος. Στην αρδευόμενη γεωργία, τα προβλήματα της μη σημειακής ρύπανσης είναι ακόμη πιο έντονα, διότι το νερό μεταφέρει ευκολότερα μέρος των εφαρμοζόμενων αγροχημικών. Οι ρύποι μετακινούνται με το αρδευτικό νερό προς τα υπόγεια νερά ή το στραγγιστικό δίκτυο, μέσω των οποίων μπορεί να οδηγηθούν σε ευρύτερα υδάτινα οικοσυστήματα. Στις περιοχές με καλλιέργειες ρυζιού οι ανάγκες σε αρδευτικό νερό είναι μεγάλες. Σημαντικό μέρος του εφαρμοζόμενου νερού επιστρέφει στα υδάτινα οικοσυστήματα, μέσω του στραγγιστικού δικτύου και της επιφανειακής απορροής, εμπλουτίζοντας τα με θρεπτικά στοιχεία και άλλα αγροχημικά. Στην εργασία αυτή, διερευνάται η ποιότητα του νερού του στραγγιστικού και του αρδευτικού δικτύου σε μία έκταση (~1500 στρ.) της πεδιάδας της νοτιοανατολικής Θεσσαλονίκης (περιοχή Σίνδου – Χαλάστρας). Στην περιοχή αυτή καλλιεργείται κυρίως ρύζι (~800 στρ.) και δευτερευόντως βαμβάκι (~350 στρ.), μηδική (~130 στρ.) και καλαμπόκι (~50 στρ.). Οι παραπάνω καλλιέργειες είναι απαιτητικές τόσο σε αρδευτικό νερό όσο και στην προσθήκη λιπασμάτων, προκειμένου να επιτευχθεί ικανοποιητική απόδοση. Το αρδευτικό νερό προέρχεται από τον Αξιό ο οποίος είναι ήδη επιβαρυμένος με άζωτο (νιτρικά). Το νερό των στραγγιστικών τάφρων της ευρύτερης περιοχής καταλήγει στο Θερμαϊκό κόλπο.Οι μετρήσεις των ποιοτικών παραμέτρων στο νερό του αρδευτικού και στραγγιστικού δικτύου έγιναν για το διάστημα της λειτουργίας των δικτύων (Μάιος – Σεπτέμβριος, 2006). Έγιναν 12 δειγματοληψίες σε επτά θέσεις (μία θέση στην κύρια στραγγιστική τάφρο και μία στην κύρια αρδευτική διώρυγα, οι υπόλοιπες στις τριτεύουσες στραγγιστικές τάφρους της περιοχής). Μετρήθηκαν οι παρακάτω ποιοτικές παράμετροι: ηλεκτρική αγωγιμότητα, pH, νιτρικά, αμμωνιακά, ολικός φώσφορος, ασβέστιο, μαγνήσιο, κάλιο και νάτριο. Υπολογίστηκε επίσης και η αναλογία προσροφημένου νατρίου (SAR). Επίσης, συλλέχθηκαν δείγματα βροχής από την περιοχή στα οποία προσδιορίστηκαν οι παράμετροι pH, ηλεκτρική αγωγιμότητα, νιτρικό, αμμωνιακό και νιτρώδες άζωτο.Τα αποτελέσματα αναλύονται και εξετάζονται με σκοπό να εντοπιστούν τυχόν διαφορές μεταξύ της ποιότητας του νερού στην κύρια στραγγιστική τάφρο και την αρδευτική διώρυγα. Γίνεται προσπάθεια να προσδιοριστεί η συνεισφορά κάθε καλλιέργειας στον εμπλουτισμό των στραγγιστικών τάφρων με θρεπτικά στοιχεία καθώς ευνοεί ο διαχωρισμός της επιφάνειας από το δίκτυο των τριτευουσών στραγγιστικών τάφρων. Με βάση τον τρόπο λειτουργίας του αρδευτικού δικτύου, υπολογίστηκε η ποσότητα του νερού που εισέρχεται στους αγρούς με την άρδευση των καλλιεργειών. Υπολογίστηκαν οι απαιτήσεις των καλλιεργειών σε νερό, μέσω της εξατμισοδιαπνοής και τέλος έγιναν μετρήσεις του όγκου του στραγγιστικού νερού που απομακρύνεται από τη συγκεκριμένη έκταση, μέσω της κεντρικής στραγγιστικής τάφρου. Χρησιμοποιώντας τις συγκεντρώσεις των θρεπτικών στοιχείων, υπολογίστηκε το φορτίο τους τόσο στο αρδευτικό όσο και στο στραγγιστικό νερό. Υπολογίστηκε επιπλέον το φορτίο του αζώτου που εισέρχεται στους αγρούς με τη βροχή. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι γίνεται υπερκατανάλωση νερού για την άρδευση των καλλιεργειών στην περιοχή. Η αποδοτικότητα εφαρμογής του νερού υπολογίστηκε στο 42%. Το αρδευτικό νερό εισέρχεται στην περιοχή εμπλουτισμένο με ποσότητες αζώτου, λόγω της ρύπανσης του ποταμού Αξιού από σημειακές και μη σημειακές πηγές στα ανάντη της περιοχής. Το άζωτο αυτό υπολογίστηκε ότι είναι 3,6 kg/στρ. για μια καλλιεργητική περίοδο και χρησιμοποιείται από τις καλλιέργειες και τα φυτά στα οικοσυστήματα των ορίων των αγρών. Μετά από την επιφανειακή λίπανση των ορυζώνων, η οποία πραγματοποιείται στις αρχές του Ιουλίου, αυξάνεται η συγκέντρωση του αζώτου στις στραγγιστικές τάφρους. Το άζωτο που εισέρχεται στο οικοσύστημα της περιοχής με το νερό της βροχής, κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, είναι 0,16 kg/στρ. Ο φώσφορος που εισέρχεται στους αγρούς με το νερό της άρδευσης βρέθηκε να είναι 0,31 kg/στρ. Το άζωτο στο στραγγιστικό νερό βρίσκεται ωστόσο σε μικρότερες συγκεντρώσεις από αυτές στο αρδευτικό νερό. Κάνοντας την αναγωγή στο στρέμμα, έχουμε απώλειες αζώτου της τάξης των 0,8 kg/στρ. για ολόκληρη την καλλιεργητική περίοδο. Η ποσότητα φωσφόρου που απομακρύνεται με το στραγγιστικό νερό είναι 0,137 kg/στρ. Τέλος, με τη λειτουργία του στραγγιστικού δικτύου απομακρύνεται ποσότητα αλάτων (Ca, Mg, K και Na) συνολικά περίπου 490 kg/στρ.

info:eu-repo/semantics/masterThesis
Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Nutrient lands
Water quality
Irrigated agriculture
Ποιότητα νερού
Προστατευόμενη περιοχή
Αρδευόμενη γεωργία
φορτία θρεπτικών στοιχείων
Protected area
Ορυζοκαλλιέργεια
Rice

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Ελληνική γλώσσα
Αγγλική γλώσσα

2008
2009-06-21T21:00:00Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Γεωπονίας, Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, Τμήμα Γεωπονίας

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.