Antecedente omstandigheden, hydrologische connectiviteit en antropogene inputs: Factors affecting nitrate and phosphorus transfers to agricultural headwater streams

Dit artikel onderzoekt de relaties tussen neerslag-afvoer, stroomgebiedconnectiviteit, antecedente vochtigheidscondities en bemesting met nitraat-N en totale fosfor (TP) fluxen in een akkerbouwhoofdwaterstroomgebied gedurende drie hydrologische jaren (2012-2014). De jaarlijkse neerslaghoeveelheden varieerden niet substantieel tussen de jaren, maar de timing van de neerslag had een sterke invloed op de afvoer en de daaropvolgende nitraat-N- en TP-fluxen. De grootste nitraat-N- (> 250 kg N dag- 1) en TP- (> 10 kg TP dag- 1) fluxen traden alleen op wanneer het ondiepe grondwater zich binnen 0,6 m van het grondoppervlak bevond en de afspoelingscoëfficiënten groter waren dan 0,1. Deze drempels werden in 2012 minder vaak bereikt als gevolg van het herstel van de droogte, wat resulteerde in lagere jaarlijkse nitraat-N (7,4 kg N ha- 1) en TP (0,12 kg P ha- 1) fluxen in vergelijking met 2013 (15,1 kg N ha- 1; 0,21 kg P ha- 1). De natte winter van 2013 met verhoogde ondiepe grondwaterstanden leidde tot een frequentere activering van ondergrondse paden en tegelafvoerstromen. Gedurende de gehele periode hadden droge omstandigheden een tijdelijk effect op de TP-belasting. De uitputting van TP-bronnen na opeenvolgende stormen kan worden toegeschreven aan de herhaalde uitputting van tijdelijk met het riviernetwerk verbonden kritische brongebieden via ondoordringbare wegdekken. De bemesting varieerde aanzienlijk over de drie jaren als gevolg van verschillen in vruchtwisseling tussen de boerderijen, waarbij de jaarlijkse N- en P-mestgift varieerde met respectievelijk 21% en 41%. Proportionele verminderingen in de jaarlijkse nitraat-N en TP-belasting van de rivier werden niet waargenomen bij de afvoer van het deelstroomgebied, aangezien de belasting grotendeels werd beïnvloed door de jaarlijkse afspoeling. De nitraatbelasting was iets hoger tijdens het toedienen van meststoffen, maar er was weinig verband tussen het toedienen van P-meststoffen en de TP-belasting in de rivier. Deze gegevens wijzen erop dat dit intensieve akkerbouwstroomgebied zich in een biogeochemische stationaire toestand kan bevinden, waarbij vroegere opslag van nutriënten een buffer vormt tegen veranderingen in de hedendaagse toevoer van nutriënten.92>