Condizioni antecedenti, connettività idrologica e input antropogenici: Fattori che influenzano i trasferimenti di nitrati e fosforo ai corsi d’acqua agricoli di testa

Questo documento esamina le relazioni tra precipitazioni, connettività del bacino, condizioni di umidità antecedenti e l’applicazione di fertilizzanti con nitrati-N e flussi di fosforo totale (TP) in un bacino idrico arabile di testa su tre anni idrologici (2012-2014). I totali annuali delle precipitazioni non sono variati sostanzialmente tra gli anni, ma la tempistica delle precipitazioni ha fortemente influenzato la generazione del deflusso e i successivi flussi di nitrati-N e TP. I maggiori flussi di nitrati-N (> 250 kg N giorno- 1) e TP (> 10 kg TP giorno- 1) si sono verificati solo quando le acque sotterranee poco profonde erano entro 0,6 m dalla superficie del suolo e i coefficienti di deflusso erano maggiori di 0,1. Queste soglie sono state raggiunte meno frequentemente nel 2012 a causa del recupero della siccità che ha portato a flussi annuali di nitrati-N (7,4 kg N ha- 1) e TP (0,12 kg P ha- 1) inferiori rispetto al 2013 (15,1 kg N ha- 1; 0,21 kg P ha- 1). L’inverno umido del 2013 con elevati livelli di acque sotterranee poco profonde ha portato a un’attivazione più frequente delle vie sub-superficiali e del flusso di drenaggio delle tegole. Per tutto il periodo, le condizioni antecedenti secche hanno avuto un effetto temporaneo nell’elevare i carichi di TP. L’evidenza dell’esaurimento della fonte di TP dopo eventi temporaleschi consecutivi può essere attribuita all’esaurimento ripetuto delle aree critiche collegate temporaneamente alla rete fluviale attraverso le superfici stradali impermeabili. L’applicazione di fertilizzanti è variata notevolmente nei tre anni a causa delle differenze nella rotazione delle colture tra le aziende agricole, con apporti annuali di fertilizzanti N e P che variano fino al 21% e 41%, rispettivamente. Le riduzioni proporzionali dei carichi annuali di nitrati-N e TP nel fiume non sono state osservate allo sbocco del sottobacino, poiché i carichi sono stati ampiamente influenzati dal deflusso annuale. I carichi di nitrati erano leggermente più alti durante l’applicazione di fertilizzanti, ma c’era poca relazione tra l’applicazione di fertilizzanti P e il carico di TP fluviale. Questi dati indicano che questo bacino coltivabile intensivo può essere in uno stato di stazionarietà biogeochimica, in cui le riserve di nutrienti ereditati tamponano i cambiamenti negli apporti di nutrienti contemporanei.